工程热力学（48学时） 第二章.pdf

第二章第二章热力学第一定律热力学第一定律The First Law of Thermodynamics南京航空航天大学南京航空航天大学能源与动力学院能源与动力学院2015教学要求教学要求正确认识各种不同形式能量的能力正确认识各种不同形式能量的能力掌握体积变化功、推动功、轴功和技掌握体积变化功、推动功、轴功和技术功的概念及计算式术功的概念及计算式根据实际问题建立具体能量方程的能根据实际问题建立具体能量方程的能力和利用能量方程进行分析计算能力力和利用能量方程进行分析计算能力2-1 热力学第一定律热力学第一定律来源：来源：1919世纪世纪3030-4040年代，迈耶，焦耳等发现并确年代，迈耶，焦耳等发现并确定了定了能量转换与守恒定律能量转换与守恒定律。恩格斯将这列为。恩格斯将这列为1919世世纪三大发现之一（细胞学说、达尔文进化论）。纪三大发现之一（细胞学说、达尔文进化论）。能量转换与守恒定律定律指出：一切物质都能量转换与守恒定律定律指出：一切物质都具有能量。能量既不可能创造，也不能消灭，它具有能量。能量既不可能创造，也不能消灭，它只能在一定的条件下从一种形式转变为另一种形只能在一定的条件下从一种形式转变为另一种形式。而式。而在转换中，能量的总量恒定不变在转换中，能量的总量恒定不变。能量转换与守恒定律能量转换与守恒定律认识个别、特殊能量认识个别、特殊能量机械能、电能、磁能等机械能、电能、磁能等有序能的守恒有序能的守恒热现象热现象不是一个独立的现象，不是一个独立的现象，其它形式的能量都最终转化为热能其它形式的能量都最终转化为热能热力学第一定律的本质热力学第一定律的本质 1909年，年，C.Caratheodory最后完善热一律最后完善热一律本质：本质：能量转换及守恒定律能量转换及守恒定律在热过程中的应用在热过程中的应用 18世纪初，工业革命，热效率只有世纪初，工业革命，热效率只有1%1842年，年，J.R.Mayer阐述热一律，但没有阐述热一律，但没有引起重视引起重视 1840-1849年年，Joule用多种实验的一致性用多种实验的一致性证明热一律，于证明热一律，于1950年发表并得到公认年发表并得到公认焦耳实验焦耳实验1、重物下降，输重物下降，输入功，绝热容入功，绝热容器内气体器内气体 T 2、绝热去掉，气绝热去掉，气体体 T ，放出，放出热给水，热给水，T 恢复恢复原温。原温。热功当量热功当量1 cal=4.1868 kJ在工程热力学的范围内，主要考虑在工程热力学的范围内，主要考虑热热能能与与机械能机械能之间的相互转换与守恒，因此热之间的相互转换与守恒，因此热力学第一定律可表述为：力学第一定律可表述为：热可以变为功，功热可以变为功，功也可以变为热，在相互转变时能的总量是不也可以变为热，在相互转变时能的总量是不变的。变的。热力学第一定律热力学第一定律的表达的表达能量是物质运动的度量，运动有各种不同能量是物质运动的度量，运动有各种不同的形态，相应的就有各种不同的能量。的形态，相应的就有各种不同的能量。系统储存的能量称为系统储存的能量称为储存能储存能，它有，它有内部储内部储存能存能与与外部储存能外部储存能之分。之分。系统的内部储存系统的内部储存能即为热力学能能即为热力学能系统的能量系统的能量定义定义系统系统内部各种形式能量内部各种形式能量的总和称为系的总和称为系统的热力学能，简称为内能统的热力学能，简称为内能 U U。单位质量。单位质量的热力学能称为比内能的热力学能称为比内能 u u。单位：单位：J/kgJ/kg、kJ/kgkJ/kg2-2 热力学能（内能）热力学能（内能）Internal energy内能的组成内能的组成热力学能是储存在系统内部的能量，热力学能是储存在系统内部的能量，是下列各种能量的总和：是下列各种能量的总和：分子分子热运动形成的内动能热运动形成的内动能。它是温度的函。它是温度的函数。数。分子间分子间相互作用形成的内位能相互作用形成的内位能。它是比体。它是比体积和温度的函数。积和温度的函数。维持一定分子结构维持一定分子结构的化学能、原子核内部的化学能、原子核内部的原子能及电磁场作用下的电磁能等。的原子能及电磁场作用下的电磁能等。内能的组成内能的组成分子动能分子动能分子位能分子位能binding forces化学能化学能 chemical energy核能核能 nuclear energy内能内能microscopic forms of energy 移动移动 translation转动转动 rotation振动振动 vibrationTv内能是内能是状态参数状态参数，是热力状态的单值函数：，是热力状态的单值函数：021211221dUdUdUUUdUUba热力热力学内能性质学内能性质内能总以变化量内能总以变化量U出现，内能零点人为定出现，内能零点人为定需要用在系统外的参考坐标系测量的参需要用在系统外的参考坐标系测量的参数来表示的能量，称为外部储存能，它包括数来表示的能量，称为外部储存能，它包括系统的系统的宏观动能宏观动能和和重力位能重力位能：221fkmcE mgzEp重力位能：重力位能：宏观动能：宏观动能：外部储存能外部储存能定义定义macroscopic forms of energy系统总能系统总能 total energy外部储存能外部储存能macroscopic forms of energy宏观动能宏观动能kineticEk=mc2/2宏观位能宏观位能potentialEp=mgz机械能机械能系统总能系统总能E=U+Ek+Epe=u+ek+ep一般与系统同坐标，常用一般与系统同坐标，常用U,dU,u,du思思 考考宏观动能和内动能的区别？热力学第一定律基本表达式热力学第一定律基本表达式加入系统的能量总和加入系统的能量总和热力系统输出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热力系总储存能的增量2-3 热力学第一定律导出热力学第一定律导出加入系统的能量总和加入系统的能量总和热力系统输出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热力系总储存能的增量EE+dEiim eQWjjm ed如果是闭口系，如何简化？如果是闭口系，如何简化？闭口系统的热一律基本表达式闭口系统的热一律基本表达式闭口系，闭口系，00ijmm忽略宏观动能忽略宏观动能U Uk k和位能和位能U Up p，EU ddQUWQUWquwquw 第一定律第一解析式第一定律第一解析式功的基本表达式功的基本表达式热热闭口系统循环的热一律表达式闭口系统循环的热一律表达式要想得到要想得到功功，必须化费，必须化费热能热能或或其它能量其它能量WQ热一律热一律又可表述为“又可表述为“第一类永动机是第一类永动机是不可能制成的不可能制成的”Perpetual motion machine of the first kind试利用热力学第一定律推出内能这个试利用热力学第一定律推出内能这个概念，并且证明其为状态参数？概念，并且证明其为状态参数？思思考考内能的导出内能的导出对于循环对于循环1a2c11 22 1()()0acQWQW对于循环对于循环1b2c11 22 1()()0bcQWQW1 21 2()()abQWQW状态参数状态参数pV12abc0WQ内能及闭口内能及闭口系热一系热一定定律律定义定义dU=Q-W内能内能U 状态函数状态函数 Q=dU+WQ=U+W闭口系闭口系热一热一定定律表达式律表达式！两种特例两种特例绝功系绝功系 Q=dU绝热系绝热系 W=-dU内能内能U 的的物理意义物理意义dU=Q-WdU 代表某微元过程中系统通过边界交换代表某微元过程中系统通过边界交换的的微热量微热量与与微功量微功量两者之差值，也即两者之差值，也即系统内系统内部能量的变化部能量的变化。U 代表储存于系统代表储存于系统内部的能量内部的能量 内储存能内储存能（又称为（又称为内能内能、热力学能热力学能）W Q热一定律总结热一定律总结热一定律热一定律:体现了能量在数量上的守恒体现了能量在数量上的守恒=进入系统进入系统的的能量能量离开系统离开系统的的能量能量系统系统内部储存内部储存能量能量的变化的变化-Total energyentering the systemTotal energyleaving the systemChange in the total energy of the system=-2-4 闭口系能量方程闭口系能量方程 W Q一般式一般式 Q=dU+WQ=U+W q=du+wq=u+w单位工质单位工质适用条件：适用条件：1）任何工质）任何工质 2)任何过程任何过程3）忽略了系统动能和势能变化）忽略了系统动能和势能变化Energy balance for closed system闭口系能量方程中的功闭口系能量方程中的功功功（w）是广义功是广义功 闭口系与外界交换的功量闭口系与外界交换的功量 q=du+w准静态容积变化功准静态容积变化功pdv拉伸功拉伸功 w拉伸拉伸=-dl表面张力功表面张力功 w表面张力表面张力=-dA w=pdv-dl-dA+.闭口系能量方程的通式闭口系能量方程的通式 q=du+w若在地球上研究飞行器若在地球上研究飞行器 q=de+w=du+dek+dep+w工程热力学用此式较少工程热力学用此式较少闭口系经历准静态和可逆过程闭口系经历准静态和可逆过程简单可压缩系简单可压缩系准静态过程准静态过程 w=pdv简单可压缩系简单可压缩系可逆过程可逆过程 q=Tds q=du+pdv q=u+pdv热一律解析式之一热一律解析式之一Tds=du+pdv Tds=u+pdv热一律解析式之一热一律解析式之一思思考考利用闭口系统的热一定律，分析下列两利用闭口系统的热一定律，分析下列两种方法的可行性：种方法的可行性：1）打开冰箱的门，使整个房间内空气）打开冰箱的门，使整个房间内空气的温度降低；的温度降低；2）打开空调，使整个房间内空气的温）打开空调，使整个房间内空气的温度降低；度降低；假设房间为闭口系统，空气的温度假设房间为闭口系统，空气的温度随内能变大而单调增加。随内能变大而单调增加。门窗紧闭房间用电冰箱降温门窗紧闭房间用电冰箱降温以房间为以房间为系统系统绝热闭口系绝热闭口系闭口系能量方程闭口系能量方程QUW 0Q 0UW 0W T电电冰冰箱箱RefrigeratorIcebox门窗紧闭房间用空调降温门窗紧闭房间用空调降温以房间为以房间为系统系统闭口系闭口系闭口系能量方程闭口系能量方程QUW 0Q UQW0W T空空调调QQWAir-condition习习题题P56页页 24 第一个问题第一个问题如何设定系统？如何设定系统？同外界之间发生何种作用？同外界之间发生何种作用？2-5 开口系能量方程开口系能量方程 Wnet Q min moutuinuoutgzingzout212inc212outc能量守恒原则能量守恒原则进入进入系统的系统的能量能量-离开离开系统的系统的能量能量=系统系统储存能量储存能量的的变化变化Energy balance for open system开口系能量方程的推导开口系能量方程的推导WnetQminmoutuinuoutgzingzout212inc212outcQ+min(u+c2/2+gz)in-mout(u+c2/2+gz)out-Wnet=dEcv这个结果与实验不符少了推进功推动功的引入推动功的引入推动功推动功:工质在开口系统中流动而传递的功工质在开口系统中流动而传递的功。m pvpVlpA在作推动功时，在作推动功时，工质工质的状态没有改变的状态没有改变（如图中（如图中的的C C点），因此推动功不点），因此推动功不会来自系统的储存能热会来自系统的储存能热力学能，而是系统以外的力学能，而是系统以外的物质，这样的物质称为外物质，这样的物质称为外部功源。部功源。工质在传递推动功时工质在传递推动功时只是单纯地传递能量，像只是单纯地传递能量，像传输带一样，传输带一样，能量的形态能量的形态不发生变化不发生变化。Flow work推动功的表达式推动功的表达式推动功（推动功（推进功推进功）pApVdlW推推=p A dl=pVw推推=pv注意：注意：不是不是 pdvv 没有变化没有变化流动功（流动功（推动功之差推动功之差）工质在流动时工质在流动时，总是从后面获得推动功总是从后面获得推动功，而对前面作出推动功而对前面作出推动功，进出系统的推动功之进出系统的推动功之差称为流动功差称为流动功（也是系统为维持工质流动所也是系统为维持工质流动所需的功需的功）。流动功的表达式流动功的表达式对推进功对推进功/流动功的说明流动功的说明1 1、与宏观、与宏观流动流动状态状态有关有关2 2、作用过程中，工质仅发生作用过程中，工质仅发生位置位置变化，无状态变化，无状态变化变化3 3、w w推推pvpv与所处状态有关，是状态量与所处状态有关，是状态量4 4、并非工质本身的能量（动能、位能）变化引并非工质本身的能量（动能、位能）变化引起，而由外界做出，流动工质所起，而由外界做出，流动工质所携带的能量携带的能量开口系能量方程的推导开口系能量方程的推导 Wnet Qpvin moutuinuoutgzingzout212inc212outc Q+min(u+c2/2+gz)in-mout(u+c2/2+gz)out-Wnet=dEcv minpvout开口系能量方程微分式开口系能量方程微分式 Q+min(u+pv+c2/2+gz)in-Wnet-mout(u+pv+c2/2+gz)out=dEcv工程上常用工程上常用流率流率0limQQ0limmm0limWW2cvout2innetind/2/2outQEupvcgzmupvcgzmW开口系能量方程微分式开口系能量方程微分式当有多条进出口：当有多条进出口：netcv2outout2inind/2/2QEWupvcgzmupvcgzm流动时，总一起存在流动时，总一起存在焓焓Enthalpy的引入的引入定义：定义：焓焓h=u+pvnetcv2outout2inind/2/2QEWupvcgzmupvcgzmhh开口系能量方程开口系能量方程焓焓Enthalpy的的 说明说明定义：定义：h=u+pv kJ/kg H=U+pV kJ 1、焓焓是状态量是状态量state property2、H为广延参数为广延参数H=U+pV=m(u+pv)=mhh为比参数为比参数3、对流动工质，、对流动工质，焓焓代表能量代表能量(内能内能+推进功推进功)对静止工质，对静止工质，焓焓不代表不代表能量能量，仅表示一种状态参数仅表示一种状态参数4 4、物理意义：开口系中随工质、物理意义：开口系中随工质流动而携带流动而携带的、取决的、取决于热力状态的于热力状态的能量能量。2-6稳定流动能量方程稳定流动能量方程 Wnet Q min moutuinuoutgzingzout212inc212outc稳定流动条件稳定流动条件1、outinmmm2、QConst3、netsWConstW轴功轴功Shaft work每截面状态不变每截面状态不变4、,/0C VdEEnergy balance for steady-flow systems稳定流动能量方程的推导稳定流动能量方程的推导outinmmmQConstnetsWConstW,/0C VdEnetcv2outout2inind/2/2QEWhcgzmhcgzm稳定流动条件稳定流动条件0mmsW稳定流动能量方程的推导稳定流动能量方程的推导22soutin22ccQmhgzhgzWQm qssWm w1kg工质工质22soutin22ccqhgzhgzw2s12qhcgzw 稳定流动能量方程稳定流动能量方程2s12qhcgzw 适用条件：适用条件：任何流动工质任何流动工质任何稳定流动过程任何稳定流动过程Energy balance for steady-flow systems技术技术功功 technology work动能动能工程技术上可以直接利用工程技术上可以直接利用轴功轴功机械能机械能2f12sQHmcmgzW 2f12sqhcgzw 位能位能tWtwtQmhWtqhw 单位质量工质的开口与闭口单位质量工质的开口与闭口wsq稳流开口系稳流开口系tqhw quw 闭口系闭口系(1kg)容积变化功容积变化功等价等价技术功技术功稳流开口与闭口的能量方程稳流开口与闭口的能量方程tqhw 容积变化功容积变化功w技术功技术功wtquw 闭口闭口稳流开口稳流开口等价等价轴功轴功ws推进功推进功(pv)几种功的关系？几种功的关系？几种功的关系几种功的关系2t12swcgzw t()tqhwupvw quw()twpvw wwt(pv)c2/2wsgz做功的根源做功的根源ws对对功功的小结的小结2、开口系，开口系，系统系统与与外界交换的功为外界交换的功为轴功轴功ws3、一般情况下忽略动、位能的变化一般情况下忽略动、位能的变化1、闭口系，系统闭口系，系统与与外界交换的功为外界交换的功为容积变化功容积变化功wws wt准静态下的技术功准静态下的技术功()tpdvd pvw()twpvw()twd pvw准静态准静态()()twpdvd pvpdvpdvvdpvdp twvdp 准静态准静态qdupdvqdhvdp热一律解析式之一热一律解析式之一热一律解析式之二热一律解析式之二twvdp 技术功在示功图上的表示技术功在示功图上的表示1 122ddv pp vp vp vt1 122wwp vp vt()wwpv 121ba12341140 1a230 2b 2-6 稳定流动能量方程应用稳定流动能量方程应用s22/wzgchq热力学问题经常可忽略动、位能变化热力学问题经常可忽略动、位能变化例：例：c1=1 m/sc2=30 m/s(c22-c12)/2=0.449 kJ/kgz1=0 mz2=30 mg(z2-z1)=0.3 kJ/kg1bar下下,0oC水的水的 h1=84 kJ/kg100 oC水蒸气水蒸气的的 h2=2676 kJ/kgsqhw 例例1：透平：透平(Turbine)机械机械火力发电火力发电核电核电飞机发动机飞机发动机轮船发动机轮船发动机移动电站移动电站燃气轮机燃气轮机蒸汽轮机蒸汽轮机Steam turbineGas turbine透平透平(Turbine)机械机械sqhw 1)体积不大体积不大2）流量大流量大3）保温层保温层q 0ws =-h=h1-h20输出的轴功是靠焓降转变的输出的轴功是靠焓降转变的例例2：压缩机械：压缩机械 Compressor火力发电火力发电核电核电飞机发动机飞机发动机轮船发动机轮船发动机移动电站移动电站压气机压气机水泵水泵制冷制冷空调空调压缩机压缩机压缩机械压缩机械sqhw 1)体积不大体积不大2）流量大流量大3）保温层保温层q 0ws =-h=h1-h20输入的轴功转变为焓升输入的轴功转变为焓升例例3：换热设备：换热设备Heat Exchangers火力发电：火力发电：锅炉、凝汽器锅炉、凝汽器核电：核电：热交换器、凝汽器热交换器、凝汽器制冷制冷空调空调蒸发器、冷凝器蒸发器、冷凝器来自水来自水泵泵过热过热器器炉墙炉墙蒸发管蒸发管2状态状态1状态状态换热设备换热设备热流体放热量：热流体放热量：没有作功部件没有作功部件sqhw 热流体热流体冷流体冷流体h1h2s0w 21qhhh h1h2210qhhh 冷流体吸热量：冷流体吸热量：210qhhh 焓变焓变例例4：绝热节流：绝热节流Throttling Valves管道阀门管道阀门制冷制冷空调空调膨胀阀、毛细管膨胀阀、毛细管绝热节流绝热节流绝热节流过程，绝热节流过程，前后前后h不变不变，但，但h不是处处相等不是处处相等h1h2sqhw 没有作功部件没有作功部件s0w 绝热绝热0q 0h12hh绝热节流是等焓过程？绝热节流是等焓过程？不可逆过程不可逆过程例例5：喷管和扩压管：喷管和扩压管火力发电火力发电蒸汽轮机静叶蒸汽轮机静叶核电核电飞机发动机飞机发动机轮船发动机轮船发动机移动电站移动电站压气机静叶压气机静叶Nozzles and Diffusers 喷管喷管喷管和扩压管喷管和扩压管喷管目的：喷管目的：压力降低，速度提高压力降低，速度提高扩压管目的：扩压管目的：动能与焓变相互转换动能与焓变相互转换速度降低，压力升高速度降低，压力升高动能参与转换，不能忽略动能参与转换，不能忽略s0w 0q s22/wzgchq0gz212ch 第二章第二章小结小结 Summary1、本质：本质：能量守恒与转换定律能量守恒与转换定律=进入系统进入系统的的能量能量离开系统离开系统的的能量能量系统系统内部储存内部储存能量能量的变化的变化-第二章第二章小结小结2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式2、热一律表达式：热一律表达式：cvnet2outout2inind/2/2QEWhcgzmhcgzm第二章第二章小结小结稳态稳流：稳态稳流：mmminoutdEcv/=0s22/wzgchqtqhw 2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式第二章第二章小结小结闭口系：闭口系：outin0mm2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式netcvd/QEWQdEW第二章第二章小结小结2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式循环循环dEcv=0out=inWQ第二章第二章小结小结孤立系：孤立系：2outcvout2innetind/2/2QEhcgzmhcgzmW通用式通用式netoutin0QWmm0isodE第二章第二章小结小结3、热力学第一定律表达式和适用条件、热力学第一定律表达式和适用条件任何工质，任何过程任何工质，任何过程quw dqup v 任何工质，准静态过程任何工质，准静态过程s22/wzgchq任何工质，任任何工质，任何何稳流稳流过程过程sqhw 或或tqhw 忽略动、位忽略动、位能变化能变化第二章第二章小结小结qdupdvdhvdp4、准静态下两个热力学微分关系式准静态下两个热力学微分关系式适合于闭口系统和稳流开口系统适合于闭口系统和稳流开口系统后续很多式子基于此两式后续很多式子基于此两式第二章第二章小结小结5、u与与 hU,H 广延广延参数参数u,h 比参数比参数U 系统本身系统本身具有的内部能量具有的内部能量H 不是系统本身具有的能量，不是系统本身具有的能量，开口系中随工质流动而携带的，取开口系中随工质流动而携带的，取决于决于热力状态参数热力状态参数的能量的能量第二章第二章小结小结6、四种功的关系四种功的关系准静态下准静态下2t12swcgzw()twpvw twvdp wpdv闭口系过程闭口系过程开口系过程开口系过程第二章第二章讨论课讨论课 Discussion思考题思考题工质膨胀是否一定对外作功？工质膨胀是否一定对外作功？自由膨胀自由膨胀定容过程是否一定不作功？定容过程是否一定不作功？开口系，技术功开口系，技术功定温过程是否一定不传热？定温过程是否一定不传热？相变过程（冰融化，水汽化）相变过程（冰融化，水汽化）twvdp 水轮机水轮机第二章第二章讨论课讨论课气体边膨胀边放气体边膨胀边放热是可能的？热是可能的？tQHW 对工质加热，其温度反而降低，对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能？这种情况不可能？QUW 000第二章第二章小结小结1212aUU121 2aWW1 21 21 2aaaQUW 121212QUW 思考题思考题4附图附图121 2aQQ121 2tt aWW1212aHH 121212tQHW 1 21 21 2aat aQHW 充气问题充气问题例题例题2 23 3储气罐原有气体储气罐原有气体m0,u0输气管状态不变，输气管状态不变，h经经 时间充时间充气，关阀气，关阀储气罐中气体储气罐中气体m求：储气罐中气体求：储气罐中气体内能内能u忽略动、位能变化，且管路、忽略动、位能变化，且管路、储气罐、阀门均绝热储气罐、阀门均绝热m0,u0h四种可取系统四种可取系统1）取储气罐为系统取储气罐为系统开口系开口系2）取最终罐中气体为系统取最终罐中气体为系统闭口系闭口系3）取将进入储气罐的气体为系统取将进入储气罐的气体为系统m0,u0h闭口系闭口系4）取储气罐原有气体为系统取储气罐原有气体为系统闭口系闭口系1)1)取取储气罐为储气罐为系统系统(开口系开口系)忽略动位能变化忽略动位能变化hcvnet2outout2inind/2/2QEWhcgzmhcgzm绝热绝热无作功部件无作功部件无离开气体无离开气体cvin0dEh mcvindUh m1)1)取取储气罐为储气罐为系统系统(开口系开口系)经经 时间充气，积分概念时间充气，积分概念hh是常数是常数cvindUh m000cvinmumm umdUh m000()mum uh mm000()h mmm uum2 2）取最终罐中气体为系统）取最终罐中气体为系统(闭口系闭口系)hm0m-m0QUW 绝热绝热000()Umum ummu0()Wmmpv 0000()()0mum ummummpv000()0mum ummh000()h mmm uumm-m03 3）取将进入储气罐的气体为系统）取将进入储气罐的气体为系统(闭闭口系口系)m0hm-m0QUW m0与与m-m0有温差传热有温差传热Q100()()Ummummu01()WmmpvW m-m0对对m0作功作功W110001()()()QmmummummpvW1001()()QmmummhW?m-m04 4）取储气罐）取储气罐原有原有气体为系统气体为系统(闭口闭口系系)m0hm-m0QUW m0与与m-m0有温差传热有温差传热Q1000Um um um0得得m-m0作功作功W110001Qm um uW1001()()QmmummhW?11QQ 11WW 4 4）取储气罐）取储气罐原有原有气体为系统气体为系统(闭口闭口系系)m0hm-m010001Qm um uW1001()()QmmummhW11QQ 11WW 1111()QWQW 00000()()()mmummhm um u 000()mum ummh000()h mmm uum利用热一律的文字表达式利用热一律的文字表达式进进 出出 内能变化内能变化h内能变化：内能变化：0()mmh000()h mmm uum取储气罐为系统取储气罐为系统(开口系开口系)进：进：出：出：000mum um0,u0若若m00，m0,u0h000()h mmm uumuh充气终温的计算充气终温的计算充气终温的计算充气终温的计算假设气体满足假设气体满足储气罐中气体终温？储气罐中气体终温？m0=0h两种算法两种算法/1.4pvcc t=15vuc Tphc Tvpc tc to(/)21pvtcctCvpc Tc To(/)130.2pvTcc TCK?归纳热力学解题思路归纳热力学解题思路1 1）取好热力系）取好热力系;2 2）计算初、终态）计算初、终态;3 3）两种解题思路）两种解题思路从已知条件逐步推向目标从已知条件逐步推向目标从目标反过来缺什么补什么从目标反过来缺什么补什么4 4）不可逆过程的功可尝试从外部参数着手。）不可逆过程的功可尝试从外部参数着手。