大连理工大学工程热力学课件

工程热力学主讲人：田江平办公室：能源与动力学院内燃机研究所414Email：tianjp@dlut.edu.cn 教材工程热力学（第四版）沈维道，童钧耕主编高等教育出版社参考书工程热力学学习辅导与习题解答（第一、二版）童钧耕主编高等教育出版社 课程安排上课时间：1-4周，6-9周周二7-8节，周四3-4节学时：32学时，其中授课30学时，考试2学时考试：第9周，地点待定学分：2课程性质：限选 作业要求写出物理表达式带入原始数据给出结果示例:F11955ppp771133.32981002.941101baA100注意：第二周起，每周二交作业。三次以上未交者，不得参加考试。 考核方法最后一次课考试（第9周）平时成绩20%出勤作业考试80%判断题10分简单题20分计算题70分 什么是工程热力学？热力学研究物质的能量、能量传递以及能量与物质性质之间普遍关系的科学工程热力学热力学的分支，是在阐述热力学普遍原理的基础上，研究这些原理的技术应用的学科，着重研究的是热能与其他形式能量（主要是机械能）之间的转换规律及其应用。工程热力学应用领域能源、动力、机械、航空航天、化工、生物工程、环境工程等 工程热力学B能动学院，工程热力学A，必修，72学时机械学院，工程热力学B，限选，32学时使用教材相同，内容上有所删减。 为什么要学习工程热力学？狭义的：仅局限在与专业有关的方面动力机械：如汽油机、柴油机、涡轮机、蒸汽轮机、制冷机等压气机、风机、风镐、空气锤球类打气、汽车门和闸 为什么要学习工程热力学？广义的：不局限于专业,有助于成长、发展的常见的事物和现象,能表现出人的科学素养汽车、飞机发动机，火力发电厂，航天器推进器电冰箱、冰柜、空调、中央空调天气预报，低气压、多少百帕等，与天气阴晴干湿关系冬天，窗上结水珠，上霜，室内干燥，越通风越干,雨天开车，怎样除去车窗内侧的雾？外侧的雾？水烧大开，突然关掉火，冒出的汽是大量增加还是减少 怎样学好工程热力学？上课要认真听讲，勤于思索，课后及时复习整本教材构成一个严谨的体系，不要逃课独立完成作业看一两本参考书ThermodynamicsWalk.RichardsThermodynamicsJ.P.Holman工程热力学题型分析朱明善等编著清华大学出版社工程热力学严家騄编著高等教育出版社 工程热力学导论观看工程热力学导论录像 绪论热能及其利用热力学发展简史工程热力学的研究内容和研究方法 热能及其利用能源：提供各种有效能量的物质资源机械形式经过热能形式被利用的能量：世界≥85%，我国≥90% 热能及其工程应用燃料电池机械能氢、酒精等二次能源电能辐射能热能光电池发电机机械风能、水能、海洋能机械能直接利用燃烧热机90煤、石油、天然气％热能直接利用核能核反应集热器燃烧太阳能光合作用生物质能食物利用 热能利用过程直接利用（热利用）：冶金、化工、食品加工、日常生活间接利用（动力利用）：热能>(电能)>机械能热能转换为机械能的有效利用程度较低，早期蒸汽机的热效率只有1％2％，现代燃气轮机装置的热效率大约只有37％42％，蒸汽电站的热效率也只有40％左右。因此，如何更有效地实现热能和机械能之间的转换，提高热机的热效率，是十分重要的课题。 能源开发利用过程的挑战节能挑战矿产（不可再生）资源有限性能源安全环保挑战硫化物一氧化碳氮氧化物二氧化碳PM（颗粒物）…… 热力学发展简史热现象是人类最早广泛接触的自然现象之一，古代人类早就学会了取火和用火18世纪初，出现热机（蒸汽机）。瓦特改进蒸汽机，促进纺织，冶金，交通的发展。1824年卡诺提出卡诺定理与卡诺循环，在本质上阐明了热力学第二定律的基本内容，但其证明方法错误（热质说）。1842年，迈耶提出能量守恒原理，热力学第一定律。1850年，焦耳证明了热功当量，用实验证实热力学第一定律。热力学第一、第二定律奠定了热力学的理论基础。（第一、第二类永动机不可实现）。1904年，能斯特经过低温现象研究，提出热力学第三定律（0K-绝对零度不可能达到）。1942年凯南提出有效能的概念。…… 工程热力学主要研究内容研究对象能量转换，特别是热能转化成机械能的规律和方法，以及提高转化效率的途径。研究内容基本概念与定律热力系统、状态参数、平衡态、热力学第一第二定律过程和循环的分析研究及计算方法工质吸热、膨胀、排热等状态变化过程常用工质的性质化学热力学 热力学研究方法宏观研究方法（宏观热力学或经典热力学）以热力学第一定律、第二定律等基本定律为基础，针对具体问题采用抽象、概括、理想化和简化的方法，抽出共性，突出本质，建立分析模型，推导出一系列有用的公式，得到若干重要结论。局限：不能说明热现象的本质及其内在原因微观研究方法（微观热力学或统计热力学）气体分子运动学说和统计热力学认为，大量气体分子的杂乱运动服从统计法则和概率法则，应用统计法则和概率法则的研究方法就是微观的研究方法。局限：分子微观结构的假设只能近似，所得结果不够精确。