什么是热力学第一定律-定义w88优德appgydF4y2Ba

dEint = dQ - dW。这是热力学第一定律(第一定律),也是能量守恒的原理w88优德app。这是工程学中最奇妙的特性之一。优德app热能工程gydF4y2Ba

第一热力学定律w88优德appgydF4y2Ba

封闭系统的内部能量的增加等于提供给系统的系统的热量。gydF4y2Ba

ΔE.gydF4y2BaintgydF4y2Ba= q - wgydF4y2Ba

这是gydF4y2Ba第一热力学定律w88优德appgydF4y2Ba它是gydF4y2Ba能量守恒原理gydF4y2Ba, 意思是gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba可以gydF4y2Ba既不创造也不摧毁gydF4y2Ba,但是在研究控制体积内的流体时变成各种形式。gydF4y2Ba

它是分析大多数系统的最重要的法律和量化的方式gydF4y2Ba热能gydF4y2Ba转变为其他gydF4y2Ba形式的能量gydF4y2Ba。它如下,第一种的永久运动机器是不可能的。gydF4y2Ba

能量保护原则gydF4y2Ba

宇宙最奇妙的特性之一是,能量可以从一种类型转换到另一种类型,也可以从一个物体转移到另一个物体。此外,当从一种类型转换到另一种类型,并从一个对象转换到另一个对象时,gydF4y2Ba能量总量总是相同的gydF4y2Ba。它是宇宙的基本属性之一。gydF4y2Ba

在热力w88优德app学gydF4y2Ba能量的概念扩大,以解释其他观察到的变化,以及gydF4y2Ba能量守恒原理gydF4y2Ba扩展到包括系统与周围环境相互作用的各种方式。改变一个封闭系统能量的唯一途径是通过能量的传递gydF4y2Ba通过工作gydF4y2Ba或者gydF4y2Ba通过加热gydF4y2Ba。此外,基于焦耳等的实验,能源概念的基本方面是gydF4y2Ba能量是守恒的。gydF4y2Ba这个原则被称为gydF4y2Ba热力学第一定律w88优德appgydF4y2Ba。热力学的第一定律可以用各种形式写入w88优德app:gydF4y2Ba

单词:gydF4y2Ba

第一律 - 热力学 - 言w88优德app语gydF4y2Ba

conservation-of-energy-in-w88优德appthermodynamicsgydF4y2Ba
兰金循环中四种主要装置的物理布局及基本能量转移。gydF4y2Ba

方程的形式:gydF4y2Ba

ΔE.gydF4y2BaintgydF4y2Ba= q - wgydF4y2Ba

在哪里gydF4y2BaEgydF4y2BaintgydF4y2Ba代表gydF4y2Ba内能gydF4y2Ba依赖的材料,这取决于gydF4y2Ba材料的状态gydF4y2Ba(温度,压力和体积)。gydF4y2Ba问gydF4y2Ba是个gydF4y2Ba净热量gydF4y2Ba系统和gydF4y2BaWgydF4y2Ba是个gydF4y2Ba净功由gydF4y2Ba系统。我们必须在Q和W的符号约定时要小心且一致。因为在等式中W是由系统完成的工作,那么如果在系统上完成工作,则W将是负面的并且egydF4y2BaintgydF4y2Ba将增加。gydF4y2Ba

类似地,Q是正的,对于系统吸收的热量,所以如果热量离开系统,Q是负的。这告诉我们以下几点gydF4y2Ba内能gydF4y2Ba如果系统吸收了热量或者对系统做了正功,系统的能量就会增加。相反地,如果系统损失了热量,或者对系统做了负功,热力学能就趋于减少。Q和W依赖于路径,而EgydF4y2BaintgydF4y2Ba是路径独立。gydF4y2Ba

微分形式:gydF4y2Ba

德gydF4y2BaintgydF4y2Ba= DQ - DWgydF4y2Ba

内部能量egydF4y2BaintgydF4y2Ba如果增加能量作为热量Q,则系统趋于增加,并且如果通过系统完成的工作W.能量丢失,则趋于降低。gydF4y2Ba

开系统-闭系统-隔离系统gydF4y2Ba
开系统-闭系统-隔离系统gydF4y2Ba

closed-open-isolated-systemgydF4y2Ba热和/或工作gydF4y2Ba可以指导gydF4y2Ba进入gydF4y2Ba或者gydF4y2Ba出去gydF4y2Ba的gydF4y2Ba控制体积gydF4y2Ba。但是,为方便起见并作为标准公约,这里介绍了净能量交换,净热交换旨在进入系统,并假设净工作被脱离系统。如果gydF4y2Ba没有大规模交叉边界gydF4y2Ba,但工作和/或热量,然后系统被称为agydF4y2Ba“封闭”系统gydF4y2Ba。如果质量,工作和热量不跨越边界(即,在系统内唯一的能量交换),则系统被称为一个gydF4y2Ba孤立系统gydF4y2Ba。孤立和封闭的系统只不过是专门的案例gydF4y2Ba开放的系统gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

焓第一定律dH = dQ + VdpgydF4y2Ba

的gydF4y2Ba焓gydF4y2Ba定义为和gydF4y2Ba内能gydF4y2Bae加上产品的产品gydF4y2Ba压力P.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba体积VgydF4y2Ba。在许多热力学中,分析内部能量U和压力P和体积V的产品的总和出现,因此可以方便地提供名称,gydF4y2Ba焓gydF4y2Ba,以及一个不同的符号,h。gydF4y2Ba

H = U + pVgydF4y2Ba

也可以看看:gydF4y2Ba焓gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba第一热力学定律w88优德appgydF4y2Ba而言,gydF4y2Ba焓gydF4y2Ba向我们展示,为什么工程师使用热力学循环中的焓(例如gydF4y2Ba布雷顿循环gydF4y2Ba或者gydF4y2Ba兰诗周期gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

法律的古典形式是以下等式:gydF4y2Ba

du = dq - dwgydF4y2Ba

在这个等式中gydF4y2BadWgydF4y2Ba等于gydF4y2BadW =刚才gydF4y2Ba并且被称为gydF4y2Ba边界工作gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

边界工作- pdV工作gydF4y2Ba
边界的工作gydF4y2Ba出现原因是系统边界内包含的物质的质量导致力,表面积的压力次数,以作用在边界表面上并使其移动。gydF4y2Ba边界的工作gydF4y2Ba(或gydF4y2BapΔVgydF4y2Ba 工作gydF4y2Ba)发生时,gydF4y2Ba体积gydF4y2BaVgydF4y2Ba系统变化gydF4y2Ba。它是用来计算活塞位移功的gydF4y2Ba封闭式系统gydF4y2Ba。这就是当gydF4y2Ba蒸汽gydF4y2Ba或者包含在活塞缸装置中的气体抵靠活塞并迫使活塞移动。gydF4y2Ba
自gydF4y2BaH = U + pVgydF4y2Ba,因此gydF4y2BaDH = DU + PDV + VDPgydF4y2Ba我们的替代品gydF4y2Badu = dh - pdv - VDPgydF4y2Ba变成法律的经典形式:gydF4y2Ba

DH - PDV - VDP = DQ - PDVgydF4y2Ba

我们得到了用焓表示的定律:gydF4y2Ba

DH = DQ + VDPgydF4y2Ba

或者gydF4y2Ba

DH = TDS + VDPgydF4y2Ba

在这个方程中gydF4y2BaVDP.gydF4y2Ba是A.gydF4y2Ba流程工作。gydF4y2Ba这项工作,gydF4y2BaVDP.gydF4y2Ba,用于gydF4y2Ba开流系统gydF4y2Ba就像一个gydF4y2Ba涡轮gydF4y2Ba或者一个gydF4y2Ba泵gydF4y2Ba其中有一个gydF4y2Ba“DP”gydF4y2Ba,即压强的变化。没有变化gydF4y2Ba控制体积gydF4y2Ba。可以看出,这种形式的法律gydF4y2Ba简化能量转移的描述gydF4y2Ba。gydF4y2Ba在恒压下gydF4y2Ba,gydF4y2Ba焓变gydF4y2Ba等于这一点gydF4y2Ba能源gydF4y2Ba通过加热从环境中转移:gydF4y2Ba

等压过程(Vdp = 0):gydF4y2Ba

dH = dQgydF4y2Ba→gydF4y2BaQ = HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba- HgydF4y2Ba1gydF4y2Ba

在恒定的熵gydF4y2Ba,即在等熵过程中gydF4y2Ba焓变gydF4y2Ba等于这一点gydF4y2Ba流程工作gydF4y2Ba由系统完成或由系统完成:gydF4y2Ba

等熵过程(dQ = 0):gydF4y2Ba

dH = VdpgydF4y2Ba→gydF4y2BaW = HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba- HgydF4y2Ba1gydF4y2Ba

显而易见的是,在分析电力工程中使用的热力学循环,即在布雷顿循环和朗肯循环中,将是非常有用的。gydF4y2Ba

例子:热力学第一定律和布雷顿循环w88优德appgydF4y2Ba

让我们假设这一点gydF4y2Ba理想的布雷顿周期gydF4y2Ba描述了一个问题的工作gydF4y2Ba恒压gydF4y2Ba发动机gydF4y2Ba。gydF4y2Ba现代燃气轮机gydF4y2Ba发动机和gydF4y2Ba吹气喷射发动机gydF4y2Ba也遵循布雷顿循环。这个循环由四个热力学过程组成:gydF4y2Ba

  1. 第一定律-例子-布雷顿循环gydF4y2Ba
    理想布雷顿循环由四个热力学过程组成。两个等熵过程和两个等压过程。gydF4y2Ba

    等熵压缩gydF4y2Ba-周围空气被吸入压缩机,在那里加压(1→2)。压缩机所需工作由gydF4y2BaWgydF4y2BaCgydF4y2Ba= HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba- HgydF4y2Ba1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

  2. 等压加热gydF4y2Ba- 压缩空气然后穿过燃烧室,其中燃料被燃烧,并且加热空气或另一介质(2→3)。它是一种恒定压力过程,因为腔室开放以进出流动。添加的净热量由gydF4y2Ba问gydF4y2Ba添加gydF4y2Ba= HgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba- HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba
  3. 等熵膨胀gydF4y2Ba-加热的压缩空气在涡轮上膨胀,释放能量。涡轮所做的功由gydF4y2BaWgydF4y2BaTgydF4y2Ba= HgydF4y2Ba4gydF4y2Ba- HgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba
  4. 异烟体热排斥gydF4y2Ba- 必须拒绝残余的热量以关闭循环。被拒绝的净热量被拒绝gydF4y2Ba问gydF4y2Ba关于gydF4y2Ba= HgydF4y2Ba4gydF4y2Ba- HgydF4y2Ba1gydF4y2Ba

可以看出,我们可以描述和计算(例如热力学效率)这种循环(类似地gydF4y2Ba兰诗周期gydF4y2Ba)使用gydF4y2Ba焓变gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

内部能量gydF4y2Ba

在热力w88优德app学中,gydF4y2Ba内能gydF4y2Ba(也称为gydF4y2Ba热能gydF4y2Ba)定义为与gydF4y2Ba微观能量形式gydF4y2Ba。它是一个gydF4y2Ba广泛的数量gydF4y2Ba,它取决于系统的大小,或其包含的物质量。SI单位gydF4y2Ba内能gydF4y2Ba是个gydF4y2Ba焦耳(j)gydF4y2Ba。它是包含在系统内部的能量,不包括系统作为整体的运动动能和系统的势能。gydF4y2Ba微观能量形式gydF4y2Ba包括由于的那些gydF4y2Ba回转gydF4y2Ba,gydF4y2Ba振动,翻译gydF4y2Ba, 和gydF4y2Ba的相互作用gydF4y2Ba在物质的分子中。这些形式的能量都不能被直接测量或评估,但是已经发展了一些技术来评估所有这些微观形式的能量总量的变化。gydF4y2Ba

此外,能量可以储存在组成分子的原子之间的化学键中。这种在原子水平上的能量储存包括与电子轨道态、核自旋和原子核中的束缚力相关的能量。gydF4y2Ba

微观能量gydF4y2Ba

内能gydF4y2Ba涉及到能量gydF4y2Ba微观尺度gydF4y2Ba。它可以分为微观势能,gydF4y2BaUgydF4y2Ba锅gydF4y2Ba,微观动能,gydF4y2BaUgydF4y2Ba亲属gydF4y2Ba组件:gydF4y2Ba

你= U.gydF4y2Ba锅gydF4y2Ba+ U.gydF4y2Ba亲属gydF4y2Ba

微观能量-内能gydF4y2Ba在哪里微观动能,UgydF4y2Ba亲属gydF4y2Ba,涉及到gydF4y2Ba运动gydF4y2Ba系统中所有质心的粒子。对于理想gydF4y2Ba单原子气体gydF4y2Ba,这只是gydF4y2Ba翻译动能gydF4y2Ba原子的线性运动。单原子颗粒不旋转或振动。气体的动力学理论,系统的行为很好地描述。动力学理论是基于这样的事实gydF4y2Ba弹性碰撞gydF4y2Ba在具有高动能和具有低动能的分子之间,部分能量将转移到较低动能的分子。但是,对于gydF4y2Ba多原子气体gydF4y2Ba有gydF4y2Ba旋转gydF4y2Ba和gydF4y2Ba振动动能gydF4y2Ba也是。gydF4y2Ba

微观势能,gydF4y2BaUgydF4y2Ba锅gydF4y2Ba,涉及到gydF4y2Ba化学键gydF4y2Ba在构成分子的原子之间,在核中的结合力以及系统内的物理力场(例如电场或磁场)。gydF4y2Ba

在液体和固体中,有很大一部分的势能与之相关gydF4y2Ba分子间有吸引力gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

热和工作gydF4y2Ba

我们已经看到内部能量变化了gydF4y2Ba问gydF4y2Ba, 哪一个是gydF4y2Ba净热量gydF4y2Ba系统和gydF4y2BaWgydF4y2Ba, 哪一个是gydF4y2Ba净功由gydF4y2Ba系统。我们现在检查热力学过程中所做的工作和加热的方法如何取决于如何发生过程的细节。gydF4y2Ba

在热力学热量w88优德appgydF4y2Ba

Zeroth-热力学 - 热w88优德app量 - 热gydF4y2Ba而gydF4y2Ba内能gydF4y2Ba指物体内所有分子的总能量,gydF4y2Ba热gydF4y2Ba是能量的多少gydF4y2Ba流动gydF4y2Ba从一个物体自发地到另一个物体由于它们的温差。gydF4y2Ba热gydF4y2Ba是一种能量形式,但它是gydF4y2Ba能源在运输途中gydF4y2Ba。热量不是系统的属性。然而,由于A的分子水平,能量转移为热量发生gydF4y2Ba温差gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

考虑一个gydF4y2Ba金属块gydF4y2Ba在高温下,原子围绕它们的平均位置剧烈振荡。gydF4y2Ba在低温下gydF4y2Ba,原子继续振荡,但是gydF4y2Ba低强度gydF4y2Ba。如果与冷却器块接触的更热的金属块,则热块边缘处的强烈振荡原子在冷却块的边缘处脱离其动能到较少的振荡原子。在这种情况下有gydF4y2Ba能量转移gydF4y2Ba在这两个街区和gydF4y2Ba热流gydF4y2Ba通过这种随机振动从更热到的冷却器块。gydF4y2Ba

一般来说,当两个物体进入时gydF4y2Ba热接触gydF4y2Ba,gydF4y2Ba热量会流gydF4y2Ba它们之间gydF4y2Ba直到gydF4y2Ba他们进来了gydF4y2Ba平衡gydF4y2Ba彼此。当一个gydF4y2Ba温差gydF4y2Ba确实是否自发流动gydF4y2Ba从加热系统到较冷的系统gydF4y2Ba。w88优德备用网址 微博传热发生在gydF4y2Ba传导gydF4y2Ba或者gydF4y2Ba热辐射gydF4y2Ba。当gydF4y2Ba热量停止gydF4y2Ba,据说他们在gydF4y2Ba相同的温度gydF4y2Ba。然后他们就被说成是在gydF4y2Ba热平衡gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

和功一样,传递的热量w88优德备用网址 微博gydF4y2Ba取决于路径gydF4y2Ba而不仅仅是在系统的初始和最终条件下。实际上有很多方法可以从国家i到州F.gydF4y2Ba

另外,与工作一样,区分gydF4y2Ba加热gydF4y2Ba从周围环境和系统到一个系统gydF4y2Ba热了gydF4y2Ba从一个系统到它周围的环境。Q是正的,所以如果热量离开系统,Q是负的。因为方程中的W是系统做的功,那么如果对系统做了功,W是负的,E是gydF4y2BaintgydF4y2Ba将增加。gydF4y2Ba

符号gydF4y2Ba问gydF4y2Ba有时是用来表示向系统中添加或移除的热量gydF4y2Ba每单位质量gydF4y2Ba。它等于增加或减少的总热量Q除以质量m。gydF4y2Ba

热力容量gydF4y2Ba

比热容表gydF4y2Ba不同的物质gydF4y2Ba受到影响gydF4y2Ba不同的大小gydF4y2Ba由gydF4y2Ba添加热量gydF4y2Ba。当给定量的热量加入到不同的物质中时,它们的温度随不同的量增加。这gydF4y2Ba比例常数gydF4y2Ba在。。之间gydF4y2Ba热问gydF4y2Ba物体吸收或失去的结果gydF4y2Ba温度变化不gydF4y2Ba对象被称为gydF4y2Ba热容CgydF4y2Ba一个物体。gydF4y2Ba

c = q /ΔtgydF4y2Ba

热力容量gydF4y2Ba是一个gydF4y2Ba大量的财产gydF4y2Ba也就是说它与系统的大小成正比。gydF4y2Ba热容量C.gydF4y2Ba每度或每kelvin的能量有能量单位。当表达与一样的现象gydF4y2Ba密集物业gydF4y2Ba,gydF4y2Ba热力容量gydF4y2Ba除以物质,质量或体积的量,因此量与样品的尺寸或程度无关。gydF4y2Ba

比热容gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba热力容量gydF4y2Ba每单位质量的物质称为gydF4y2Ba具体热容量(CgydF4y2BapgydF4y2Ba)gydF4y2Ba物质。下标P表示热容量和热量gydF4y2Ba比热容gydF4y2Ba添加或移除热量时涂抹gydF4y2Ba在恒压下gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

cgydF4y2BapgydF4y2Ba= Q / mΔTgydF4y2Ba

理想气体的比热容gydF4y2Ba

在里面gydF4y2Ba理想气体模型gydF4y2Ba,gydF4y2Ba密集特性gydF4y2BacgydF4y2BavgydF4y2Ba和gydF4y2BacgydF4y2BapgydF4y2Ba对纯粹的,简单的可压缩物质定义为gydF4y2Ba内能gydF4y2Bau (T, v)gydF4y2Ba和gydF4y2Ba焓gydF4y2Bah(t,p)gydF4y2Ba分别为:gydF4y2Ba

恒定体积和恒定压力的比热gydF4y2Ba

其中下标gydF4y2BavgydF4y2Ba和gydF4y2BapgydF4y2Ba表示在分化期间固定的变量。属性gydF4y2BacgydF4y2BavgydF4y2Ba和gydF4y2BacgydF4y2BapgydF4y2Ba被称为gydF4y2Ba特定的加热gydF4y2Ba(或gydF4y2Ba热能量gydF4y2Ba),因为在某些特殊条件下,它们将系统的温度变化与热传递所增加的能量联系起来。w88优德备用网址 微博它们的SI单位是gydF4y2BaJ /公斤KgydF4y2Ba或者gydF4y2Baj / mol kgydF4y2Ba。为气体定义两个特定的热量,一个用于gydF4y2Ba恒定量(CgydF4y2BavgydF4y2Ba)gydF4y2Ba,一个用于gydF4y2Ba恒定压力(cgydF4y2BapgydF4y2Ba)gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

摩尔比热-理想气体gydF4y2Ba根据这一点gydF4y2Ba第一热力学定律w88优德appgydF4y2Ba,对于恒定体积过程,具有摩尔特异性的摩尔特异性热量将是:gydF4y2Ba

CgydF4y2BavgydF4y2Ba= 3 / 2r = 12.5 j / mol kgydF4y2Ba

因为gydF4y2Ba

u = 3/2nrtgydF4y2Ba

它可以衍生出来的gydF4y2Ba摩尔比热量gydF4y2Ba在恒定压力下是:gydF4y2Ba

CgydF4y2BapgydF4y2Ba= CgydF4y2BavgydF4y2Ba+ R = 5/2R = 20.8 J/mol KgydF4y2Ba

这gydF4y2BaCgydF4y2BapgydF4y2Ba在恒定体积处大于摩尔比热gydF4y2BaCgydF4y2BavgydF4y2Ba因为现在必须供应能源gydF4y2Ba不只是gydF4y2Ba至gydF4y2Ba提高温度gydF4y2Ba气体还为gydF4y2Ba气体做功gydF4y2Ba因为在这种情况下体积是变化的。gydF4y2Ba

蒸发潜热gydF4y2Ba

蒸发热 - 水为0.1MPa,3MPa,16MPagydF4y2Ba
蒸发热量随着压力的增加而减小,而沸点增加。它完全消失在称为临界点的某个点。gydF4y2Ba

一般来说,当一种材料gydF4y2Ba改变阶段gydF4y2Ba从固体到液体,或从液体到气体,一定量的能量参与该相的变化。在气相变化的情况下,这种能量被称为gydF4y2Ba蒸发焓gydF4y2Ba(象征∆HgydF4y2BavgydF4y2Ba;单位:J)也被称为thegydF4y2Ba(潜热)蒸发gydF4y2Ba或者蒸发热。潜热是加入或从一种物质中产生相变的热量。这种能量分解了分子间的引力,同时也必须提供必要的能量使气体膨胀gydF4y2BaPΔV工作gydF4y2Ba)。当增加潜热时,温度不会发生变化。蒸发焓是发生转变时压强的函数。gydF4y2Ba

汽化潜热 - 水0.1MPa(大气压)gydF4y2Ba

hgydF4y2BalggydF4y2Ba= 2257 kj / kggydF4y2Ba

汽化潜热-水在3mpa(蒸汽发生器内的压力)gydF4y2Ba

hgydF4y2BalggydF4y2Ba= 1795 kj / kggydF4y2Ba

蒸发潜热-水在16mpa(压力在agydF4y2Ba加压器gydF4y2Ba)gydF4y2Ba

hgydF4y2BalggydF4y2Ba= 931 kj / kggydF4y2Ba

的gydF4y2Ba汽化热gydF4y2Ba随着压力的增加而减少gydF4y2Ba沸点gydF4y2Ba增加。它完全消失在一个叫做的一点gydF4y2Ba临界点gydF4y2Ba。在临界点以上,液相和气相就无法区分了,这种物质称为agydF4y2Ba超临界流体gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

蒸发热是完全蒸发一个单位所需的热gydF4y2Ba饱和液体gydF4y2Ba(或冷凝饱和蒸汽的单位质量),其等于gydF4y2BahgydF4y2BalggydF4y2Ba= hgydF4y2BaggydF4y2Ba- H.gydF4y2BalgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

在恒定压力下,一个单位质量的物质熔化(或冻结)所需要的热量是熔化热,等于gydF4y2BahgydF4y2BaslgydF4y2Ba= hgydF4y2BalgydF4y2Ba- H.gydF4y2Ba年代gydF4y2Ba, hgydF4y2Ba年代gydF4y2Ba是饱和固体的焓和h吗gydF4y2BalgydF4y2Ba是饱和液体的焓。gydF4y2Ba

相变 - 汽化焓gydF4y2Ba
蒸发潜热-水在0.1 MPa。主要部分热量被吸收。gydF4y2Ba

在热力学w88优德appgydF4y2Ba

在热力w88优德app学中,gydF4y2Ba工作gydF4y2Ba由系统执行的是系统转移到周围环境的能量。动能,潜在能量和内部能量是能量的能量,即系统的性能。gydF4y2Ba功是能量的一种形式gydF4y2Ba, 但它是gydF4y2Ba能源在运输途中gydF4y2Ba。系统不包含任何工作,工作是由系统或系统完成的过程。通常,为机械系统定义工作,作为通过距离对象上的力的动作。gydF4y2Ba

W = f。dgydF4y2Ba

地点:gydF4y2Ba

W =工作(J)gydF4y2Ba

F =力(N)gydF4y2Ba

d =位移(m)gydF4y2Ba

pΔV工作gydF4y2Ba

工作-热力学w88优德appgydF4y2Ba
PΔV工作等于绘制压力体图绘制的过程曲线下的区域。gydF4y2Ba

压力量工作(或gydF4y2BapΔVgydF4y2Ba工作gydF4y2Ba)发生时,音量gydF4y2BaVgydF4y2Ba系统变化。的gydF4y2BapΔVgydF4y2Ba工作gydF4y2Ba等于在压力-体积图上绘制的过程曲线下的面积。它也被称为gydF4y2Ba边界工作gydF4y2Ba。gydF4y2Ba边界的工作gydF4y2Ba出现原因是系统边界内包含的物质的质量导致力,表面积的压力次数,以作用在边界表面上并使其移动。gydF4y2Ba边界的工作gydF4y2Ba(或gydF4y2BapΔVgydF4y2Ba工作gydF4y2Ba)发生时,gydF4y2Ba体积gydF4y2BaVgydF4y2Ba系统变化gydF4y2Ba。它是用来计算活塞位移功的gydF4y2Ba封闭式系统gydF4y2Ba。这就是当gydF4y2Ba蒸汽gydF4y2Ba或者包含在活塞缸装置中的气体抵靠活塞并迫使活塞移动。gydF4y2Ba

例子:gydF4y2Ba

考虑一个无摩擦活塞,用来提供恒定的压力gydF4y2Ba500 KPA.gydF4y2Ba在含有蒸汽的圆柱体中(gydF4y2Ba过热蒸汽gydF4y2Ba)一卷gydF4y2Ba2米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba在gydF4y2Ba500 KgydF4y2Ba。gydF4y2Ba

计算最终温度,如果gydF4y2Ba3000 kJ.gydF4y2Ba的gydF4y2Ba热gydF4y2Ba是补充道。gydF4y2Ba

解决方案:gydF4y2Ba

使用gydF4y2Ba蒸汽表gydF4y2Ba我们知道,那个gydF4y2Ba具体的焓gydF4y2Ba该蒸汽的压力(500kpa;大约是500kgydF4y2Ba2912 KJ / kggydF4y2Ba。由于此处条件,蒸汽的密度为2.2千克/米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba,然后我们知道有关于gydF4y2Ba4.4千克蒸汽gydF4y2Ba在2912kj / kg x 4.4kg =的活塞处gydF4y2Ba12812 KJ.gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

当我们使用simple时gydF4y2BaQ = HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba- H.gydF4y2Ba1gydF4y2Ba,然后由此产生的蒸汽焓为:gydF4y2Ba

HgydF4y2Ba2gydF4y2Ba= HgydF4y2Ba1gydF4y2Ba+ Q =gydF4y2Ba15812 KJ.gydF4y2Ba

从gydF4y2Ba蒸汽表gydF4y2Ba,这种过热蒸汽(15812/4.4 = 3593 kJ/kg)的温度为gydF4y2Ba828 K(555°C)gydF4y2Ba。因为在这个焓下,蒸汽的密度是1.31千克/米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba,很明显,它已经扩大了约2.2/1.31 = 1.67(+67%)。因此,最终的体积是2米gydF4y2Ba3.gydF4y2BaX 1.67 = 3.34米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba和ΔV= 3.34米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba- 2米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba= 1.34米gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

的gydF4y2BaPΔVgydF4y2Ba焓的一部分,即完成的工作是:gydF4y2Ba

w =pδv= 500 000 pa x 1.34 mgydF4y2Ba3.gydF4y2Ba= 670 kJ.gydF4y2Ba

- - -gydF4y2Ba

在此期间gydF4y2Ba卷变化gydF4y2Ba,gydF4y2Ba压力gydF4y2Ba和gydF4y2Ba温度gydF4y2Ba也可能会改变。为了计算此类过程,我们需要知道系统变化的实际过程的压力如何因卷而变化gydF4y2Ba从国家我陈述fgydF4y2Ba。的gydF4y2Ba第一热力学定律w88优德appgydF4y2Ba然后功可以表示为:gydF4y2Ba

热力学工作-一般w88优德app公式gydF4y2Ba

在热力学工作 -w88优德app 路径依赖gydF4y2Ba
系统所做的功不仅取决于初态和终态,还取决于中间态——也就是路径。gydF4y2Ba

当热力学系统从gydF4y2Ba初始状态gydF4y2Ba到一个gydF4y2Ba最终状态gydF4y2Ba,它通过了gydF4y2Ba系列中级状态gydF4y2Ba。我们称之为这一系列国家gydF4y2Ba路径gydF4y2Ba。这些中间态总是有无限多种可能。当它们都是平衡态时,路径可以画在a上gydF4y2Bap - v图gydF4y2Ba。其中一个最重要的结论是:gydF4y2Ba

系统所做的功不仅取决于初态和终态,还取决于中间态——也就是路径。gydF4y2Ba

Q和W依赖于路径,而ΔEgydF4y2BaintgydF4y2Ba是路径独立。gydF4y2Ba从图片(P-V图)可以看出,工作是路径相关变量。蓝色区域代表着gydF4y2BapΔVgydF4y2Ba工作gydF4y2Ba由系统完成,因为它从初始状态i到最终状态f。工作W是积极的,因为系统的音量增加。第二个进程显示,该工作更大,这取决于过程的路径。gydF4y2Ba

此外,我们可以使系统经过一系列状态形成agydF4y2Ba闭环gydF4y2Ba,这样的gydF4y2Ba我亲自免疫免疫者gydF4y2Ba。在这种情况下gydF4y2Ba末态和初态是一样的gydF4y2Ba,但gydF4y2Ba完成总工作gydF4y2Ba由系统gydF4y2Ba不为零gydF4y2Ba。工作的积极价值表明,该工作由系统在其周围环境上完成。负值表明工作由周围环境在系统上完成。gydF4y2Ba

循环过程gydF4y2Ba
循环过程 - 工作gydF4y2Ba
最终将系统返回到其初始状态的过程称为循环过程。gydF4y2Ba

例:涡轮比功gydF4y2Ba

工程热力学w88优德appgydF4y2Ba
朗肯循环 - 热力学作为能量转换w88优德app科学gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba高压阶段gydF4y2Ba的gydF4y2Ba汽轮机gydF4y2Ba以稳定状态运行,入口条件gydF4y2Ba6 MPa.gydF4y2Ba,gydF4y2Bat = 275.6°CgydF4y2Ba, x = 1(点C)。蒸汽离开这一阶段的涡轮的压力gydF4y2Ba1.15 MPagydF4y2Ba,gydF4y2Ba186℃gydF4y2Ba和gydF4y2Bax = 0.87gydF4y2Ba(点D)计算这两个状态的焓差。确定具体的工作转移。gydF4y2Ba

的gydF4y2Ba焓gydF4y2Ba对于州C,可以直接从中挑选gydF4y2Ba蒸汽表gydF4y2Ba,而状态D的焓必须用gydF4y2Ba蒸汽质量gydF4y2Ba:gydF4y2Ba

hgydF4y2Ba1,潮湿gydF4y2Ba=gydF4y2Ba2785焦每千克gydF4y2Ba

hgydF4y2Ba2,潮湿gydF4y2Ba= hgydF4y2Ba2,年代gydF4y2Bax +(1 - x)hgydF4y2Ba2,我gydF4y2Ba= 2782。0.87 +(1 - 0.87)。790 = 2420 + 103 =gydF4y2Ba2523焦每千克gydF4y2Ba

Δh = 262 kJ/kggydF4y2Ba

从绝热过程中gydF4y2Badh = dwgydF4y2Ba,gydF4y2BaΔh = 262 kJ/kg为gydF4y2Ba的gydF4y2Ba涡轮机具体工作gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

热力学第一定律的四种特殊情况w88优德appgydF4y2Ba

热力学的第一个定律在几种特殊情况下w88优德app发现了应用:gydF4y2Ba

绝热过程:gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba绝热过程gydF4y2Ba是其中一个gydF4y2Ba没有传w88优德备用网址 微博热gydF4y2Ba进入或退出系统。它发生gydF4y2Ba非常迅速gydF4y2Ba或系统是gydF4y2Ba好绝缘gydF4y2Ba在系统及其环境之间不会发生作为热量的能量转移。因此gydF4y2Badq = 0.gydF4y2Ba在热力学的第一定律中,这是:w88优德appgydF4y2Ba

dQ = 0, dEgydF4y2BaintgydF4y2Ba= - DW.gydF4y2Ba

等体积的过程:gydF4y2Ba

一个gydF4y2Ba等体积的过程gydF4y2Ba是其中一个gydF4y2Ba卷没有变化gydF4y2Ba。等式过程是恒定体积过程。当热力学系统的体积恒定时,它确实如此gydF4y2Ba没有工作gydF4y2Ba在其环境。因此gydF4y2BadW = 0gydF4y2Ba在热力学的第一定律中,这是:w88优德appgydF4y2Ba

dW = 0, dEgydF4y2BaintgydF4y2Ba= DQ.gydF4y2Ba

在一个gydF4y2Ba等体积的过程gydF4y2Ba,所有作为热量(即Q为正)加入系统的能量,作为内能(gydF4y2Ba温度的增加gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

循环过程:gydF4y2Ba

最终将系统返回到其初始状态的过程称为agydF4y2Ba循环过程gydF4y2Ba。在一个循环结束时,所有的性质都具有与开始时相同的值。gydF4y2Ba

对于这样一个过程,最终状态和初始状态是一样的,所以gydF4y2Ba总热力学能变化必须为零gydF4y2Ba。通过闭合冷却回路循环的蒸汽(水)经历循环。然后是热力学的第一定律:w88优德appgydF4y2Ba

德gydF4y2BaintgydF4y2BadQ = dWgydF4y2Ba

因此,gydF4y2Ba净工作gydF4y2Ba在此过程中必须与热量转移的净能量恰好等于。gydF4y2Ba

自由膨胀:gydF4y2Ba

这是一个gydF4y2Ba绝热过程gydF4y2Ba在这gydF4y2Ba没有热量gydF4y2Ba发生在系统和它的环境之间gydF4y2Ba没有工作gydF4y2Ba在系统上或通过系统。这些类型的绝热过程称为gydF4y2Ba自由扩展gydF4y2Ba。它是一个gydF4y2Ba不可逆转的过程gydF4y2Ba气体膨胀到一个绝缘的真空室。它也被称为gydF4y2Ba焦耳扩张gydF4y2Ba。对于理想气体,温度不变(见:gydF4y2Ba焦耳第二定律gydF4y2Ba然而,实际气体在自由膨胀过程中经历了温度变化。在自由扩展q = w = 0方面,第一个法律要求:gydF4y2Ba

德gydF4y2BaintgydF4y2Ba= 0gydF4y2Ba

自由膨胀不能画在P-V图上,因为这个过程是快速的,而不是准静态的。中间态不是平衡态,因此压强没有明确的定义。gydF4y2Ba

引用:gydF4y2Ba
核和反应堆物理学:gydF4y2Ba
  1. J. R. Lamarsh,核反应堆理论介绍,第二辑,艾迪生 - 韦斯利,读书,马(1983)。gydF4y2Ba
  2. J. R. Lamarsh, A. J. Baratta,核工程导论,3d版,prentices - hall, 2001, ISBN: 0-201-82498-1。gydF4y2Ba
  3. 《核反应堆物理》,北京:清华大学出版社,2001年。gydF4y2Ba
  4. Glasstone Sesonske。核反应堆工程:反应堆系统工程,施普林格;第4版,1994,ISBN: 978-0412985317gydF4y2Ba
  5. W.S.C.威廉姆斯。核和粒子物理学。克拉登登新闻;1版,1991年,ISBN:978-0198520467gydF4y2Ba
  6. Kenneth S. Krane。介绍核物理,第3版,WIley,1987,ISBN:978-0471805533gydF4y2Ba
  7. g.r.keepin。核动力学物理学。Addison-Wesley Pub。co;第1版,1965年gydF4y2Ba
  8. Robert Reed Burn,核反应堆操作简介,1988年。gydF4y2Ba
  9. 美国能源、核物理和反应堆理论部。美国能源部基础手册,卷1和2。1993年1月。gydF4y2Ba

高级反应堆物理:gydF4y2Ba

  1. K.O. Ott,W.A.Pezella,介绍性核反应堆估值,美国核协会,修订版(1989),1989年,ISBN:0-894-48033-2。gydF4y2Ba
  2. K. O. Ott,R. J. Neuhold,临床核反应堆动态,美国核协会,1985年,ISBN:0-894-48029-4。gydF4y2Ba
  3. D. L. Hetrick,核反应堆的动态,美国核协会,1993年,ISBN:0-894-48453-2。gydF4y2Ba
  4. 刘文杰,刘文杰,刘文杰。中子输运计算方法[j] .物理学报,1993,59(4):449 - 452。gydF4y2Ba

也可以看看:gydF4y2Ba

w88优德app

我们希望这篇文章,gydF4y2Ba第一热力学定律w88优德appgydF4y2Ba,帮助你。如果是这样,gydF4y2Ba给我们一个gydF4y2Ba在侧边栏。这个网站的主要目的是帮助公众了解一些有关热工程的有趣和重要的信息。优德appgydF4y2Ba