1、第二章 热力学第一定律,21 热力学第一定律的实质,一、第一定律的实质 能量守恒与转换定律在热现象中的应用。二、第一定律的表述 热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的时候，他们之间的比值是一定的。 或： 热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时必定产生相应量的功；消耗一定量的功时，必出现与之相应量的热。,22 热力学能（内能）和总能,一、热力学能(internal energy),二、总（储存）能,总能,外部储存能,宏观动能,宏观位能,分子动能分子之间位能,三、热力学能是状态参数,状态参数：用来描述系统的状态，与系统经历的过程无关。,工程中关心,23 能量的传递和转化,推动功和流动
2、功： 推动功：工质流动传递的功。 流动功：开口系统中入口与出口推动功之差。,推动功： pV流动功：p1V1-p2V2,2-4 焓,焓 (enthalpy),定义：H=U+pV 比焓： h=u+pv单位：J（kJ） J/kg（kJ/kg）焓是状态参数。物理意义：引进或排出工质而输入或排出系统的总能量。,25 闭口系基本能量方程式热力学第一定律基本能量方程,闭口系:,第一定律第一解析式,功的基本表达式,热,加入系统的能量总和热力系统输出的能量总和= 热力系总储存能的增量,闭口系:,忽略宏观动能Uk和位能Up，,1）对于可逆过程,2）对于循环,2-6开口系统能量方程,开口系：,加入系统的能量总和热力
3、系统输出的能量总和= 热力系总储存能的增量,进入系统的能量：1 在截面1-1处由于工质流入系统带入系统的能量为推动功dm1p1v1和总能dm1(u1+cf12+gz1)。2 外界传热量Q。离开系统的能量：1 在2-2截面流出系统的能量为推动功dm2p1v1和总能dm2(u2+ cf22+gz2)2 对外作功Wi。 系统内部总能的改变量：dEcv=d(mu+ mcf2+mgz),两边除以时间d，可得：,二、稳定流动能量方程(steady-flow energy equation),稳定流动特征：,注意：区分各截面间参数可不同。,1）各截面上参数不随时间变化。,2）ECV = 0， SCV = 0， mCV = 0,根据稳定流动特点可得：,对于1kg工质，有：,技术功(technical work),技术上可资利用的功 wt,可逆过程,2-7 能量方程式的应用,1.动力机（蒸汽轮机） 绝热：q=0忽略动能差和位能差，最终得：,2.压气机,忽略动能差和位能差，可得：,3. 换热器,Wt=0，动能和位能变化忽略，可得：,4. 管道,Wt=0，q=0，位能变化忽略，可得：,5. 绝热节流,q=0，wi=0，忽略动能和位能差，得：,h1=h2,
