002工程热力学第二讲

基本概念系统、边界、环境、闭口系统、开口系统、

绝热系统、孤立系统、热源……

§ 1-2 热力学系统的状态及基本状态参数一、状态(热力状态):系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状 况称为系统的热力状态，简称状态。 二、状态参数： 用于描述系统平衡状态的物理量称为 状态参数，如温度、压力、比体积等。2

三、基本状态参数(一)压力 单位面积上所受到的垂直作用力(即压强)。

F p A1.单位 : Pa (帕),1 Pa =1 N/ m2 1 MPa = 103 kPa =106 Pa3

2.常用压力单位： 1 bar(巴) = 105 Pa 1 atm(标准大气压) = 1.013 105 Pa

1 at (工程大气压) = 0.981 105 Pa1 mmH2O(毫米水柱) = 9.81 Pa 1 mmHg (毫米汞柱) = 133.3 Pa

3.压力测量：

p = p b + pe

p = pb - pv5

只有绝对压力 p 才是状态参数。

思考题：1.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算？若工质的压 力 不变，问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化？

2.当真空表指示数值愈大时，被测对象的实际压力愈大还是愈小？ 3.没有盛满水的热水瓶，其瓶塞有时被自动顶开，有时被自动吸紧 这是什么原因？

(二)温度1.定义：温度是反映物体冷热程度的物理量。 2.热力学第零定律： 如果两个物体中的每一个都分别与第三 个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必 处于热平衡。温度7

3.单位： (1) 摄氏温标:用符号t表示，单位为℃。 (2) 热力学温标(绝对温标): 用符号T 表示，单位为K(开)。 (3) 热力学温标与摄氏温标的关系： T = t + 273.15 K 温差:1 K = 1 ℃8

(三)比体积1. 定 义 ： 单位质量的工质所占有的体积，用 符号v表示，单位为 m3/kg 。 V v m 2.密 度 ： 位 体 积 工 质 的 质 量 ， 用 符 号 单 表示。单位为 kg/ m3 。

v 13.意义：系统与外界作功与否的标志。9

四、状态参数的性质1.给定状态和该状态下的状态参数是一一

对应的；2.状态参数的数值仅取决于系统的状态，

而与到达该状态所经历的途径无关；例：状态1变化到状态2

§ 1-3 平衡状态及状态参数坐标一、 平衡状态在没有外界影响的条件下，热力系统 的宏观状况不随时间变化的状态。

外界影响

即系统与外界无能量交换和物质交换。11

二、平衡状态特点1.不会自发破坏； 2.受外界破坏后，可自发建立新平衡； 3.有确定的状态参数；

三、状态参数坐标图12

§ 1-4 状态方程式一、定义 表示状态参数之间关系的方程式称为状 态方程式 。如：

p f (v, T )F p, v, T 0二、具体形式

T f ( p, v)

隐函数和显函数形式。13

三、理想气体状态方程(一)理想气体 相互之间没有作

用力的质点组成的可压 流体。 (二)理想气体状态方程 1.对1mol理想气体有：pVm RT 2.对1kg理想气体有： pv RgTpV 3.对n mol理想气体有： nRT

4.对m kg理想气体有：pV mR gT

§ 1-5 热力过程一、热力过程 系统由一个状态到达另一个状态的变化过 程，或热力学状态连续变化的历程。 活塞实例 二、准静态过程 所经历的每一个状态都无限地接近平衡 状态的过程。15

(一)准静态过程的条件1.系统与外界的温差和压差很小； 2.外界对系统作用无限缓慢。 (二)准静态过程的研究目的

1.用过程曲线表示各种状态参数的关系；2.用状态方程计算各状态参数的值； 3.用状态参数来定性的表示系统与外界的相 互作用值。16