工程热力学基本概念VIP免费

1 1 第1 章 基本概念 (3 学时) 概念(反映事物本质特征和一般属性的思维形式)是建筑科学大厦的基石，在学习热力学的基本定律之前，有必要先建立某些基本概念。本章将讨论热力系统、平衡状态、状态参数、准平衡过程、可逆过程、功、热量、熵基本概念。这些概念很重要，在本课程的学习中经常会用到，因此对这些概念应有正确的理解和应用。 1-1 热力系统 1-1-1 系统与外界 研究任何事物均需选择一定的对象，对于热力学来说也不能例外。通常根据所研究问题的需要，在相互作用的各部分物质中，人为选取某个空间内的物质作为研究对象。这种作为研究对象的某指定空间内的物质称为热力学系统或热力系统(Thermodynamic system)，简称系统或体系(System)。或者说，把包含在规定边界之内的物质的总和称 为热力系统。系统之外 的一切物质统称为 外界(Outside)或环境(Environment)。外界中的某一部分又能划分出来作为另一个系统。系统与外界的交界面称为边界(Boundary)。系统的边界可能是真实的，也可能是假想的，可以是固定的，也可以是移动的。选择边界时要使系统具有明确的(单值性的)含义。系统与外界之间，通过边界进行能量的传递与物质的迁移。20090427 1-1-2 闭口系统与开口系统 1 2 按照系统与外界有无物质交换的情况，系统可分为两类： 系统和外界可以有能量的交换，但没有物质的交换，这种系统称为闭口系统(Closed system)。这类系统的特点是没有物质穿过边界，其内部的质量恒定不变，故又可称为定质量热力系统(Thermal system at constant mass)或控制质量(Control mass)。又因无物质流过边界进出热力系统，故也称为不流动热力系统。如果系统的边界可以移动，那么闭口系统的体积就能够改变。注意，闭口系统具有恒定的质量，但具有恒定质量的系统未必都是闭口系统。 系统和外界有物质的交换，这种系统称为开口系统(Open system)或流动热力系统(Thermal system of flow)。这类系统的特点是有物质穿过边界，其内部的质量可以保持恒定或发生变化，系统边界所占空间的范围相对固定，故又可称为控制容积或控制体(Control volume)，按照普郎特(Ludwig Prandtl, 1875-1953,德国流体力学家)的意见，有时也称为控制空间(Control space)。如果开口系统内的工质质量与参数随时间变化，则称为不稳定流动开口系统(Open system of unsteady flow)。如果开口系统内的工质质量与参数不随时间变化，则称为稳定流动开口系统(Open...