(10)--3.1热力学能和总能.ppt

3.1 3.1 热力学能和总能热力学能和总能热力学第一定律的实质热力学第一定律的实质1、实质和表述、实质和表述实质是实质是能量守恒和转换定律能量守恒和转换定律在热现在热现象中的应用：象中的应用：进入进入系统的能量系统的能量-离开离开系统的能量系统的能量=系统系统储存能的变化量储存能的变化量2、表达式、表达式热能与机械能可以相互转换，且热能与机械能可以相互转换，且转换前后的总量保持不变。转换前后的总量保持不变。能量的传递形式能量的传递形式系统与外界交换的能量系统与外界交换的能量 进入系统的能量进入系统的能量-离开系统的能量离开系统的能量 主要有三种形式：主要有三种形式：（1）功：）功：W（2）热量：）热量：Q（3）随物质带进（出）的物质本身的能量）随物质带进（出）的物质本身的能量系统内物质本身的能量系统内物质本身的能量系统储存能的变化：系统储存能的变化：系统的系统的储存能储存能储存能：储存能：系统内物质本身具有的能量。包括：系统内物质本身具有的能量。包括：外部储存能外部储存能内部储存能内部储存能宏观动能宏观动能重力位能重力位能化学能化学能（化学反应时）（化学反应时）内动能内动能(分子平、转、振动分子平、转、振动)=f(T)内位能内位能（分子间引力）（分子间引力）=f(v)核能核能（核裂、聚变时）（核裂、聚变时）系统的总系统的总储存储存能：能：E=E k+E p+U系统工质与系统工质与外力场外力场相相互作用互作用以外界为参考坐标的以外界为参考坐标的系统系统宏观运动宏观运动（热力学能（热力学能,U）热力学能的性质热力学能的性质内动能（移动、转动、振动）内动能（移动、转动、振动）内位能（相互作用）内位能（相互作用）核能核能化学能化学能热力学能热力学能 热力学热力学能是状态量能是状态量 U:广延参数广延参数 kJ u :比参数比参数 kJ/kg 热力学热力学能总以变化量出现，零点人为定能总以变化量出现，零点人为定说明：说明：u=f(T,v)u=f(p,v)u=f(T,p)随物质传递的能量随物质传递的能量 1流动工质本身携带的能量流动工质本身携带的能量：U+mc2/2+mgz 2流动功流动功(或推动功或推动功)Wf =pAdx =pvdmWf =pvm=PV 1kg工质工质：wf =pv为推动流体通过控制体界面而传递的机械为推动流体通过控制体界面而传递的机械功，维持流体正常流动所必须传递的能量功，维持流体正常流动所必须传递的能量3、随物质传递的能量、随物质传递的能量 1流动工质本身携带的能量流动工质本身携带的能量：U+mc2/2+mgz 2流动功流动功(或推动功或推动功)移动1kg工质进口控制体净流动功 wf=p2v2-p1v1E总总=U+mc2/2+mgz+pVe=u+c2/2+gz+pv3流动工质传递的总能量流动工质传递的总能量焓焓 定义：定义：h=u+pv kJ/kg H=U+pV kJ 1 1、焓是状态量、焓是状态量2 2、对流动工质，焓代表能量对流动工质，焓代表能量(内能内能+推动功推动功)对静止工质，焓不代表能量，理解为状态参数组合对静止工质，焓不代表能量，理解为状态参数组合3 3、物理意义：开口系中随工质流动而携带的、物理意义：开口系中随工质流动而携带的、取决于热力状态的能量。取决于热力状态的能量。4、工程实际多为开口系，、工程实际多为开口系，u 和和pv同时出现，同时出现，h 比比u应用更广。应用更广。