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1、第一篇工程熱力學第二章熱力學第一定律102--熱力學第一定律SCH本章主要內容熱力學第一定律的實質系統(tǒng)儲存能閉口系能量方程狀態(tài)參數(shù)焓開口系統(tǒng)能量方程及其應用202--熱力學第一定律SCH本章基本要求1．掌握熱力系儲存能的概念，掌握狀態(tài)參數(shù)熱力學能、焓的定義及物理意義；2．深刻理解熱力學第一定律的實質，并能熟練運用熱力學第一定律的數(shù)學表達式（即能量方程）對閉口系能量交換進行分析及計算；3．理解穩(wěn)定流動的特點及開口系與閉口系在能量分析上的區(qū)別，并能熟練運用穩(wěn)定流動的能量方程式對工程問題進行能量轉換的分析和計算；4．了解膨
2、脹（壓縮）功、軸功、技術功、流動功之間的聯(lián)系與區(qū)別。302--熱力學第一定律SCH2-1熱力學第一定律的實質19世紀30-40年代，邁爾·焦耳（德國醫(yī)生）發(fā)現(xiàn)并確定了能量轉換與守恒定律。恩格斯將這列為19世紀三大發(fā)現(xiàn)之一。能量轉換與守恒定律定律指出：一切物質都具有能量。能量既不可能創(chuàng)造，也不能消滅，它只能在一定的條件下從一種形式轉變?yōu)榱硪环N形式。而在轉換中，能量的總量恒定不變。至今為止，沒有一個人提出一個事實不符合這條自然規(guī)律的，相反，在各個領域：天文、地理、生物、化學、電磁光、宏觀、微觀各領域都遵循?這條規(guī)律。熱力
3、學是研究能量及其特性的科學，它必然要遵循這條規(guī)律。（細胞學說、達爾文進化論）402--熱力學第一定律SCH2-1熱力學第一定律的實質實質：熱力學第一定律是能量轉換和守恒定律在熱力學上的應用。意義：確定了熱能和機械能之間的相互轉換的數(shù)量關系，是工程熱力學的理論基礎之一，是熱工分析與計算的理論依據(jù)。表述：熱可以變?yōu)楣?，功也可以變?yōu)闊?，在相互轉變時能的總量是不變的。熱力學第一定律又稱為當量定律。當量定律：功和熱量的當量關系可表示為：Q＝AW式中A——功熱當量．表示單位功所相當?shù)臒崃?。相當熱功工程上，常采用kw·h(干瓦·時
4、)作為功的單位，熱量的單位為KJ則：A=3600KJ/(kw·h)；國際單位制中，功和熱量的單位相同．則A＝1。502--熱力學第一定律SCH第一類永動機思考?第一類永動機：不消耗能量而能對外連續(xù)作功的機器；實踐證明是不可能實現(xiàn)的。故熱力學一定律也可表述為：“第一類永動機是永遠也造不成的”。各種永動機問題長期困擾著科技界與社會。第二類永動機—從單一熱源取熱，并將其全部轉變機械功的機器（或：熱效率等于100%的機器）（有關問題在第四章課中將詳細討論）。長期以來一直有人在追求、研究各種形式的永動機，無一有所收獲。希望同學
5、們樹立正確的思想方法，既要有懷疑精神，也不要誤入歧途。下面看幾個第一類永動機的幾個例子:602--熱力學第一定律SCH永動機設想？Q鍋爐汽輪機發(fā)電機給水泵凝汽器WnetQout電加熱器702--熱力學第一定律SCH永動機設想？802--熱力學第一定律SCH第一類永動機902--熱力學第一定律SCH第一類永動機1002--熱力學第一定律SCH永動機設想?1102--熱力學第一定律SCH第二類永動機設想？飲水鳥，利用液體揮發(fā)降溫實現(xiàn)動作，也是需要存在溫差的（飲水鳥的兩端存在溫差），因而不是第二類永動機。1202--熱力學
6、第一定律SCH永動機設想？？？機氫氣發(fā)動機水分解裝置取回部分功量驅動水分解裝置wH2水1302--熱力學第一定律SCH2-2系統(tǒng)儲存能能量是物質運動的度量，運動有各種不同的形態(tài)，相應的就有各種不同的能量。系統(tǒng)儲存的能量稱為儲存能，它有內部儲存能與外部儲存能之分。系統(tǒng)的內部儲存能即為熱力學能。系統(tǒng)儲存能內部儲存能(微觀)（熱力學能即內能）外部儲存能(宏觀)（宏觀機械能）1402--熱力學第一定律SCH一、熱力學能(內能)1、概念：熱力學能是儲存在系統(tǒng)內部的各種微觀能量的總稱，它與系統(tǒng)內工質的內部粒子的微觀運動和粒子的空
7、間位置有關.熱力學能(內能)符號：U，法定計量單位：焦耳（J）比熱力學能(比內能)（1kg物質的熱力學能）：符號：u，單位：J/kg增加熱力學能的兩種方法:做功和傳熱1502--熱力學第一定律SCH一、熱力學能(內能)2、微觀組成：內動能：分子熱運動（移動、轉動、振動）形成的內動能。它是溫度的函數(shù)。內位能：分子間相互作用形成的內位能。它是比體積和溫度的函數(shù)。其它能：維持一定分子結構的化學能、原子核內部的原子能及電磁場作用下的電磁能等。注意：工程熱力學中只存在內動能和內位能。所以有：u=f(T,v)1602--熱力學第
8、一定律SCH一、熱力學能（內能）3、熱力學能特性熱力學能是狀態(tài)參數(shù)，是熱力狀態(tài)的單值函數(shù)；其變化量與過程特性無關，只與初、終狀態(tài)有關；對理想氣體,熱力學能只與工質的溫度有關。注意：pv12ab01702--熱力學第一定律SCH物體的內能與機械能的區(qū)別1．能量的形式不同。物體的內能和物體的機械能分別跟兩種不同的運動形式相對應，內能是由于組成物體的
