1、華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研 第一章 基本概念Every science has a unique vocabulary associated with it, and thermodynamics is no exception. Precise definition of basic concepts forms a sound foundation for the development of a science and prevents possible misunderstandings.華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 q1.1 熱能和機械能轉(zhuǎn)換熱能和機械能轉(zhuǎn)換q1.

2、2 熱力系統(tǒng)與工質(zhì)熱力系統(tǒng)與工質(zhì)q1.3 狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)q1.4 平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)q1.5 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程q1.6可逆過程可逆過程q1.7 熱力循環(huán)熱力循環(huán)華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 1.1 熱能和機械能轉(zhuǎn)換1 1、蒸汽蒸汽動力裝置動力裝置熱能動力裝置熱能動力裝置華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 內(nèi)燃動力裝置內(nèi)燃動力裝置華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 空氣空氣華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 燃燒后的廢氣燃燒后的廢氣華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 核電站蒸汽動力裝置核電站蒸汽動力裝置華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2. 制冷裝

3、置中熱量從低溫處傳遞到高溫處的過程蒸發(fā)器q2壓縮機q1w冷凝器膨脹閥 1234華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 熱能轉(zhuǎn)換裝置三要素?zé)崮苻D(zhuǎn)換裝置三要素q高溫?zé)嵩矗◣欤焊邷責(zé)嵩矗◣欤篽eat reservoir of high temperatureq低溫?zé)嵩矗◣欤旱蜏責(zé)嵩矗◣欤篽eat reservoir of high temperatureq工質(zhì)工質(zhì): working fluid華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 1.2 熱力系統(tǒng)與工質(zhì)熱力系統(tǒng)熱力系統(tǒng)(熱力系、系統(tǒng)熱力系、系統(tǒng))：熱設(shè)備中分離出來熱設(shè)備中分離出來作為熱力學(xué)研究對象的物體。作為熱力學(xué)研究對象的物體。（人為地）

4、（人為地） 外界外界：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)：系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)1. 系統(tǒng)與邊界系統(tǒng)與邊界邊界邊界(界面界面)：系統(tǒng)與外界的分界面：系統(tǒng)與外界的分界面系統(tǒng)系統(tǒng)與與外界外界的作用都通過的作用都通過邊界邊界華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 熱力系統(tǒng)選取的人為性鍋鍋爐爐汽輪機汽輪機發(fā)電機發(fā)電機給水泵給水泵凝凝汽汽器器過熱器過熱器只交換功只交換功只交換熱只交換熱既交換功既交換功也交換熱也交換熱華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 邊界特性真實、虛構(gòu)真實、虛構(gòu)固定、活動固定、活動q邊界可以是假想的，也可以是實際存在的，可以是固定的，也可以是移動的。通常用虛線標(biāo)出。圖1 壓縮中的燃?xì)鈭D2 流動中的工質(zhì)

5、華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 系統(tǒng)與外界有三種相互作用形式：質(zhì)、功、熱質(zhì)、功、熱1 1）工質(zhì)流入工質(zhì)流出QW系統(tǒng)邊界圖 3 開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動開口系統(tǒng)不穩(wěn)定流動開口系統(tǒng)華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 閉口系統(tǒng)具有恒定質(zhì)量，但具有恒定質(zhì)量的系統(tǒng)不閉口系統(tǒng)具有恒定質(zhì)量，但具有恒定質(zhì)量的系統(tǒng)不 一定都是一定都是閉口系統(tǒng)閉口系統(tǒng)QW圖4 膨脹中的燃?xì)庀到y(tǒng)的邊界華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 Hot Fluid Control Volume Control Surface Cold Fluid Warm Fluid Concepts & DefinitionsqClose

6、d systemquantity of matter under studyq Control massq Only heat and work can cross boundary of closed systemqOpen systemregion in space on which attention is focusedq Control volumeq Heat and work may cross control surfaceq Mass may also cross control surface Fluid Control Mass Control Surface 華中科技大

7、學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 冷源QW圖5 把冷源包括在內(nèi)的絕熱系統(tǒng)華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 孤立系統(tǒng)內(nèi)兩物體間的熱傳遞邊界系統(tǒng)T2T1QBA華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分： 有有 無無是否傳質(zhì)是否傳質(zhì) 開口系開口系 閉口系閉口系是否傳熱是否傳熱 非絕熱系非絕熱系 絕熱系絕熱系是否傳功是否傳功 非絕功系非絕功系 絕功系絕功系是否傳熱、功、質(zhì)是否傳熱、功、質(zhì) 非孤立系非孤立系 孤立系孤立系華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 1234mQW1 開口系開口系 熱力系統(tǒng)非孤立系相關(guān)外界非孤立系相關(guān)外界孤立系孤立系1+2 閉口系閉口系

8、1+2+3 絕熱閉口系絕熱閉口系1+2+3+4 孤立系孤立系華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 （2）熱力系統(tǒng)其它分類方式 其它分其它分類方式類方式 物理化學(xué)性質(zhì)物理化學(xué)性質(zhì) 均勻系均勻系 非均勻系非均勻系工質(zhì)種類工質(zhì)種類多元系多元系單元系單元系相態(tài)相態(tài)多相多相單相單相華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 （3）簡單可壓縮系統(tǒng)最重要的最重要的系統(tǒng)系統(tǒng) 簡單可壓縮系統(tǒng)簡單可壓縮系統(tǒng)只交換只交換熱量熱量和和一種一種準(zhǔn)靜態(tài)的準(zhǔn)靜態(tài)的容積變化功容積變化功容積變化功容積變化功壓縮功膨壓縮功膨脹功脹功華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 3.工質(zhì)q在熱機中要使熱能不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，需要借在熱機中

9、要使熱能不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，需要借助于助于媒介物質(zhì)媒介物質(zhì)。q實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)就稱為實現(xiàn)能量轉(zhuǎn)換的媒介物質(zhì)就稱為工質(zhì)工質(zhì)。q不同性質(zhì)的工質(zhì)對能量轉(zhuǎn)換的效果有直接影響，不同性質(zhì)的工質(zhì)對能量轉(zhuǎn)換的效果有直接影響，工質(zhì)性質(zhì)的研究是本學(xué)科的重要內(nèi)容之一。原則上工質(zhì)性質(zhì)的研究是本學(xué)科的重要內(nèi)容之一。原則上，氣、液、固三態(tài)物質(zhì)都可作為工質(zhì)，但熱力學(xué)中，氣、液、固三態(tài)物質(zhì)都可作為工質(zhì)，但熱力學(xué)中熱能與機械能之間的相互轉(zhuǎn)換是通過物質(zhì)的體積變熱能與機械能之間的相互轉(zhuǎn)換是通過物質(zhì)的體積變化來實現(xiàn)的，為使能量轉(zhuǎn)換有效而迅速，常選化來實現(xiàn)的，為使能量轉(zhuǎn)換有效而迅速，常選氣態(tài)氣態(tài)物質(zhì)物質(zhì)作為工質(zhì)。作為工質(zhì)。 華中

10、科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 1.3 狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)：狀態(tài)：某一瞬間熱力系所呈現(xiàn)的宏觀狀況某一瞬間熱力系所呈現(xiàn)的宏觀狀況狀態(tài)參數(shù)：狀態(tài)參數(shù)：描述熱力系狀態(tài)的物理量描述熱力系狀態(tài)的物理量1. 狀態(tài)參數(shù)的特征：1、單值性：狀態(tài)確定，則狀態(tài)參數(shù)也確定，反之亦然、單值性：狀態(tài)確定，則狀態(tài)參數(shù)也確定，反之亦然2、狀態(tài)參數(shù)的積分特征狀態(tài)參數(shù)的積分特征：狀態(tài)參數(shù)的變化量與路徑無關(guān)，只：狀態(tài)參數(shù)的變化量與路徑無關(guān)，只與初終態(tài)有關(guān)與初終態(tài)有關(guān)3、狀態(tài)參數(shù)的微分特征狀態(tài)參數(shù)的微分特征：全微分：全微分華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 （1）狀態(tài)參數(shù)的積分特征 狀態(tài)參數(shù)變化量與路徑無關(guān)，只與初終狀態(tài)參

11、數(shù)變化量與路徑無關(guān)，只與初終態(tài)有關(guān)。態(tài)有關(guān)。數(shù)學(xué)上：數(shù)學(xué)上：點函數(shù)、態(tài)函數(shù)點函數(shù)、態(tài)函數(shù)1 2ab 0dz212, 12, 112abzzdzdzdz例：溫度變化例：溫度變化山高度變化山高度變化華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 （2）狀態(tài)參數(shù)的微分特征設(shè)設(shè) z z =z z (x , y)dz z是全微分是全微分yxzzdzdxdyxy充要條件：充要條件：22zzx yy x 可判斷是否可判斷是否是狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)參數(shù) 狀態(tài)參數(shù)是系統(tǒng)對應(yīng)的某種微觀特性的統(tǒng)計平狀態(tài)參數(shù)是系統(tǒng)對應(yīng)的某種微觀特性的統(tǒng)計平均結(jié)果均結(jié)果 BTwm22 狀態(tài)參數(shù)在數(shù)學(xué)上的組合也是狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)在數(shù)學(xué)上的組合也是狀態(tài)

12、參數(shù) 例如，熱力學(xué)溫度只不過是氣體分子運動強度在宏例如，熱力學(xué)溫度只不過是氣體分子運動強度在宏觀上的反映觀上的反映 例如狀態(tài)參數(shù)例如狀態(tài)參數(shù)焓焓的定義式為的定義式為h = u + Pv，式中，式中u、P、v均為狀態(tài)參數(shù)，均為狀態(tài)參數(shù)，h是它們數(shù)學(xué)上的一種的組合，因此是它們數(shù)學(xué)上的一種的組合，因此也是系統(tǒng)的一個狀態(tài)參數(shù)也是系統(tǒng)的一個狀態(tài)參數(shù)華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2. 兩類狀態(tài)參數(shù)：強度參數(shù)與廣延參數(shù)強度參數(shù)：強度參數(shù)：與物質(zhì)的量無關(guān)的參數(shù)與物質(zhì)的量無關(guān)的參數(shù) 如壓力如壓力 p、溫度溫度T廣延參數(shù)：廣延參數(shù)：與物質(zhì)的量有關(guān)的參數(shù)與物質(zhì)的量有關(guān)的參數(shù)可加性可加性 如如 質(zhì)量質(zhì)量m、

13、容積容積 V、內(nèi)能內(nèi)能 U、焓焓 H、熵熵S比參數(shù)：比參數(shù)：比容比容VvmUum比內(nèi)能比內(nèi)能Hhm比焓比焓Ssm比熵比熵單位：單位：/kg /kmol 具有強度量的性質(zhì)具有強度量的性質(zhì)華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 Concepts & DefinitionsqExtensive properties properties whose value depends on the amount of matter in systemqMass, volume, energy, etc.qUse upper case letter to designate extensive pro

14、pertiesqIntensive properties properties whose value does not depend on the amount of matter in systemqPressure, temperature, density, energy per unit mass, etc.qUse lower case letter to designate intensive properties華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 3.基本狀態(tài)參數(shù)(1)(1)溫度溫度 T(2)(2)壓力壓力 p(3)(3)比容比容 v華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室

15、(1)溫度傳統(tǒng)：傳統(tǒng)：冷熱程度的度量。感覺，導(dǎo)熱，熱容量冷熱程度的度量。感覺，導(dǎo)熱，熱容量微觀：微觀：衡量分子平均動能的量度衡量分子平均動能的量度 T 0.50.5 m w 21) 同同T , 0.50.5mw 2 不同，如碳固體和碳蒸氣不同，如碳固體和碳蒸氣2) T=0 0 0.50.5mw 2=0 0 分子一切運動停止，分子一切運動停止， 零點能零點能華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 熱力學(xué)第零定律溫度的熱力學(xué)定義溫度的熱力學(xué)定義熱力學(xué)第零定律熱力學(xué)第零定律（R.W. Fowler）如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)處于如果兩個系統(tǒng)分別與第三個系統(tǒng)處于熱熱平衡平衡，則兩個系統(tǒng)彼此必然處于，

16、則兩個系統(tǒng)彼此必然處于熱平衡熱平衡。溫度測量的理溫度測量的理論基礎(chǔ)論基礎(chǔ)B 溫度計溫度計華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 溫度的熱力學(xué)定義處于同一處于同一熱平衡熱平衡狀態(tài)的各個熱力系，狀態(tài)的各個熱力系，必定有某一宏觀特征彼此相同，用于描述必定有某一宏觀特征彼此相同，用于描述此宏觀特征的物理量此宏觀特征的物理量 溫度溫度。 溫度溫度是確定一個系統(tǒng)是否與其它系是確定一個系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處于統(tǒng)處于熱平衡熱平衡的物理量的物理量華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 溫度的測量溫度溫度計計物質(zhì)物質(zhì) （水銀，鉑電阻水銀，鉑電阻）特性特性 （體積膨脹，阻值體積膨脹，阻值）基準(zhǔn)點基準(zhǔn)點刻度刻度溫標(biāo)溫標(biāo)

17、華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 常用溫標(biāo)絕對絕對K K攝氏攝氏 華氏華氏F F朗肯朗肯R R100373.150.01273.160273.15-17.80-273.15212671.6737.8100032-459.670459.67491.67冰熔點冰熔點水三相點水三相點鹽水熔點鹽水熔點發(fā)燒發(fā)燒水沸點水沸點559.67華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 溫標(biāo)的換算O 273.15T KtCO5( 32)9tCt F 459.67t Ft R華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 注：據(jù)測定，含鹽注：據(jù)測定，含鹽30的鹽水，冰點為零下的鹽水，冰點為零下21。冬天下雪，車輛碾壓后路

18、面會結(jié)冰變滑影冬天下雪，車輛碾壓后路面會結(jié)冰變滑影響交通，用鹽水噴灑路面使冰點降低而令冰雪融響交通，用鹽水噴灑路面使冰點降低而令冰雪融化可以防滑。化可以防滑。小知識：為什么小知識：為什么0808年雪災(zāi)時，各地都撒鹽化冰？年雪災(zāi)時，各地都撒鹽化冰？華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 (2)壓力 p常用單位： 1 bar = 105 Pa 1 MPa = 106 Pa 1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa 1 mmHg =133.3 Pa 1 at=735.6 mmHg = 9.80665104 Pa物理中物理中壓強壓強，單位單位: Pa , N/m2華中科技大學(xué)能源學(xué)

19、院 工程熱物理教研室 絕對壓力與相對壓力當(dāng)當(dāng) p pb表壓力表壓力 pg當(dāng)當(dāng) p 有足夠時間恢復(fù)新平衡有足夠時間恢復(fù)新平衡 準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 準(zhǔn)靜態(tài)過程的工程應(yīng)用例例1-1：活塞式內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速：活塞式內(nèi)燃機轉(zhuǎn)速 2000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/分，分，活塞活塞2沖程沖程/轉(zhuǎn)，行程轉(zhuǎn)，行程0.15米。米。活塞運動速度活塞運動速度=2000 2 0.15/60=10 m/s壓力波恢復(fù)平衡速度（聲速）壓力波恢復(fù)平衡速度（聲速）350 m/s破壞平衡所需時間破壞平衡所需時間（外部作用時間）（外部作用時間）恢復(fù)平衡所需時間恢復(fù)平衡所需時間（馳豫時間）（馳豫時間）一般的工程過程都可認(rèn)

20、為是一般的工程過程都可認(rèn)為是準(zhǔn)靜態(tài)過程準(zhǔn)靜態(tài)過程具體工程問題具體分析。具體工程問題具體分析。“突然突然”“”“緩慢緩慢”活塞式內(nèi)燃機華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 摩擦力f的影響若有若有摩擦力摩擦力f 存在，就存在損失存在，就存在損失pp外外21系統(tǒng)對外作功系統(tǒng)對外作功W，由于摩擦損失，外界得到的，由于摩擦損失，外界得到的可以再返還給系統(tǒng)的那部分功，只有可以再返還給系統(tǒng)的那部分功，只有W W，而系統(tǒng)此時得到的功為而系統(tǒng)此時得到的功為WT2Q自由膨脹自由膨脹真空真空華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 典型的不可逆過程節(jié)流過程節(jié)流過程 ( (閥門）閥門）p1p2p1p2混合過程混合過程

21、華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 引入可逆過程的意義 準(zhǔn)靜態(tài)過程是實際過程的準(zhǔn)靜態(tài)過程是實際過程的理想化理想化過程，過程， 但并非但并非最優(yōu)最優(yōu)過程，可逆過程是過程，可逆過程是最優(yōu)最優(yōu)過程。過程。 可逆過程的功與熱可逆過程的功與熱完全完全可用可用系統(tǒng)內(nèi)系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)工質(zhì) 的的狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)參數(shù)表達(dá)，可不考慮系統(tǒng)與外界表達(dá)，可不考慮系統(tǒng)與外界 的復(fù)雜關(guān)系，易分析。的復(fù)雜關(guān)系，易分析。 實際過程不是可逆過程，但為了研究方實際過程不是可逆過程，但為了研究方 便，先按便，先按理想理想情況（情況（可逆過程可逆過程）處理，）處理， 用系統(tǒng)參數(shù)加以分析，然后考慮不可逆用系統(tǒng)參數(shù)加以分析，然后考慮不可逆 因素

22、加以因素加以修正。修正。華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 完全可逆、內(nèi)可逆與外可逆完全可逆、內(nèi)可逆與外可逆 完全可逆完全可逆 內(nèi)部可逆，外部不可逆內(nèi)部可逆，外部不可逆 外部可逆，內(nèi)部不可逆外部可逆，內(nèi)部不可逆 常見常見90 0 例：例：內(nèi)可逆內(nèi)可逆外不可逆外不可逆華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2022-3-16761.7 熱力學(xué)循環(huán)熱力學(xué)循環(huán) 熱機循環(huán)熱機循環(huán) 熱力循環(huán)由熱力循環(huán)由若干個若干個熱力過程組成熱力過程組成 全部由可逆過程組成的循環(huán)為可逆循環(huán)全部由可逆過程組成的循環(huán)為可逆循環(huán)熱機循環(huán)熱機循環(huán)產(chǎn)生熱變功效果的循環(huán)產(chǎn)生熱變功效果的循環(huán)也稱作也稱作動力動力循環(huán)，或循環(huán)，或正

23、向正向循環(huán)循環(huán) 熱力學(xué)循環(huán)熱力學(xué)循環(huán)系統(tǒng)沿封閉路徑經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化后重又系統(tǒng)沿封閉路徑經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化后重又回復(fù)到原有狀態(tài)的熱力過程回復(fù)到原有狀態(tài)的熱力過程 熱機循環(huán)和制冷循環(huán)熱機循環(huán)和制冷循環(huán)華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2022-3-1677PvTs凈效應(yīng)：對外作功凈效應(yīng)：對外作功凈效應(yīng)：吸熱凈效應(yīng)：吸熱正向循環(huán)：順時針方向正向循環(huán)：順時針方向2112華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2022-3-1678 熱機循環(huán)不斷地變熱熱機循環(huán)不斷地變熱為功，其必需條件是工為功，其必需條件是工質(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰幔①|(zhì)從高溫?zé)嵩次鼰幔⑵渲械囊徊糠謧鹘o低將其中的一部分傳給低溫?zé)嵩礈?/p>

24、熱源 Q1Q2W0熱機熱機熱機循環(huán)熱機循環(huán)低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?T2高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?T1熱機循環(huán)的工作原理可熱機循環(huán)的工作原理可抽象地以右圖表示抽象地以右圖表示 華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2022-3-1679Q1Q2W0制冷機制冷機制冷機制冷機- -熱泵循環(huán)熱泵循環(huán)低溫?zé)嵩吹蜏責(zé)嵩?T2高溫?zé)嵩锤邷責(zé)嵩?T1 制冷循環(huán)制冷循環(huán) 以消耗機械能為代價使熱量以消耗機械能為代價使熱量從低溫物體傳向高溫物體，從低溫物體傳向高溫物體，產(chǎn)生制冷效果的循環(huán)過程產(chǎn)生制冷效果的循環(huán)過程也稱作也稱作逆向逆向循環(huán)循環(huán)制冷循環(huán)可抽象地以右圖表示制冷循環(huán)可抽象地以右圖表示 熱泵裝置也按逆向循環(huán)工熱泵裝置也按

25、逆向循環(huán)工作，工作目的為了供熱作，工作目的為了供熱華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2022-3-1680PvTs凈效應(yīng)：消耗外功凈效應(yīng)：消耗外功凈效應(yīng)：放熱凈效應(yīng)：放熱逆向循環(huán)：逆時針方向逆向循環(huán)：逆時針方向2112華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2022-3-1681 循環(huán)的凈熱量和凈功循環(huán)的凈熱量和凈功 凈熱量凈熱量J/kg 210qqq 凈功凈功(w0、W0)J 210QQQJ/kg 2100qqqwJ 2100QQQW 循環(huán)的凈功等于凈熱量循環(huán)的凈功等于凈熱量 循環(huán)中系統(tǒng)與外界功相互循環(huán)中系統(tǒng)與外界功相互作用的凈效應(yīng)作用的凈效應(yīng) 循環(huán)中系統(tǒng)與外界熱相互循環(huán)中系統(tǒng)與外界熱

26、相互作用的凈效應(yīng)作用的凈效應(yīng) Ts12（系統(tǒng)自外界吸熱量與（系統(tǒng)自外界吸熱量與系統(tǒng)向外界放熱量之差）系統(tǒng)向外界放熱量之差）凈熱量凈熱量Pv21（系統(tǒng)對外界作功與（系統(tǒng)對外界作功與外界對系統(tǒng)作功之差）外界對系統(tǒng)作功之差）凈功凈功華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 2022-3-1682 循環(huán)的工作系數(shù)（性能系數(shù)）循環(huán)的工作系數(shù)（性能系數(shù)） 熱機的循環(huán)熱效率熱機的循環(huán)熱效率 代價收益工作系數(shù))COP(12121101QQQQQQWt按循環(huán)中的按循環(huán)中的1kg工質(zhì)表達(dá)：工質(zhì)表達(dá)： 12121101qqqqqqwt循環(huán)熱效率循環(huán)熱效率收益收益循環(huán)的凈功循環(huán)的凈功W0；代價代價從高溫?zé)嵩次〉臒崃繌?/p>

27、高溫?zé)嵩次〉臒崃?Q1；工作系數(shù)工作系數(shù)熱效率熱效率華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 q2022-3-168321202QQQWQ或按或按1 kg工質(zhì)表達(dá)為：工質(zhì)表達(dá)為：21202qqqwq收益收益從低溫?zé)嵩矗ɡ鋷欤┪〉臒崃繌牡蜏責(zé)嵩矗ɡ鋷欤┪〉臒崃縌2 代價代價所消耗的循環(huán)凈功所消耗的循環(huán)凈功W0 循環(huán)的工作系數(shù)循環(huán)的工作系數(shù)制冷系數(shù)制冷系數(shù) 制冷裝置的制冷系數(shù)制冷裝置的制冷系數(shù) 華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 q2022-3-1684 熱泵裝置的供熱系數(shù)熱泵裝置的供熱系數(shù) 21101QQQWQ或按或按1 kg工質(zhì)表達(dá)為：工質(zhì)表達(dá)為： 21101qqqwq收益收益向高溫?zé)?/p>

28、源（建筑物室內(nèi)）的放熱量向高溫?zé)嵩矗ńㄖ锸覂?nèi)）的放熱量Q1代價代價所消耗的循環(huán)凈功所消耗的循環(huán)凈功W0循環(huán)的工作系數(shù)循環(huán)的工作系數(shù)供暖系數(shù)供暖系數(shù) 第二次作業(yè)第二次作業(yè)：*1-15；1-16；1-17華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 A jet engineAn insulated beverage cooler The earth, including its oceans and atmosphereClosed？ - Open？ - Isolated？華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 OpenThis would be a good choice, because it a

29、llows for the flow of air, fuel, and exhaust gases in and out of the engine. Open system formulations are usually best for continuously flowing situations. 華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 This insulated beverage cooler can be treated as an isolated system, even though the ice is melting and the cans are being cooled inside.華中科技大學(xué)能源學(xué)院 工程熱物理教研室 Closed：This would be a good choice if we ignore meteorites（隕星） entering the atmosphere and gas molecules escaping gravity of earth (rea