南京航空航天大学工程热力学课件第四章

南京航空航天大学工程热力学课件第四章•热力学基本概念•热力学基本定律在理想气体中的应用•热力学基本定律在真实气体中的应用•热力学基本定律在流体中的应用•热力学基本定律在能源领域的应用01热力学基本概念热力学第一定律总结词能量守恒定律详细描述热力学第一定律是能量守恒定律在热力学过程中的具体表现，它指出能量不能凭空产生也不能消失，只能从一种形式转化为另一种形式总结词热量与功的关系详细描述热力学第一定律阐述了热量和功在能量转换过程中的关系，即系统吸收的热量和对外做的功的总和等于系统内能的增量总结词内能详细描述内能是热力学第一定律中的重要概念，它表示系统内部能量的总和，包括分子动能、分子势能和分子内能等热力学第二定律总结词热传导的方向性详细描述热力学第二定律指出热量只能自发地从高温向低温传递，而不能自发地从低温向高温传递总结词熵增原理详细描述熵是热力学第二定律中的重要概念，它表示系统内部无序度的量度根据熵增原理，封闭系统的熵总是不断增加的，即无序度会自发增加总结词热机效率的限制详细描述热力学第二定律还限制了热机的效率，即任何热机的效率都不可能达到100%，必然存在能量损失热力学的应用总结词能源利用详细描述热力学在能源利用方面有着广泛的应用，如火力发电、核能发电等，通过提高热效率来降低能源消耗总结词制冷技术详细描述制冷技术是热力学的另一个重要应用领域，如空调、冰箱等，通过循环利用制冷剂来降低温度并实现制冷效果总结词环境保护详细描述热力学在环境保护方面也有着重要的应用，如工业废热的回收利用、汽车尾气的处理等，通过减少能源消耗和污染物排放来保护环境02热力学基本定律在理想气体中的应用理想气体状态方程理想气体状态方程PV=nRT，其中P表示压力，V表示体积，n表示摩尔数，R表示气体常数，T表示温度理想气体状态方程的应用通过理想气体状态方程可以计算气体的压力、体积、温度等物理量之间的关系，也可以用来分析气体在不同状态下的性质和行为理想气体的热力学过程010203等温过程等容过程等压过程气体在温度恒定的条件下气体在体积不变的条件下气体在压力恒定的条件下进行的热力学过程，其特进行的热力学过程，其特进行的热力学过程，其特点是气体的内能和压力都点是气体的压力和温度都点是气体的体积和温度都保持不变发生变化发生变化理想气体的热力学循环010203热力学循环理想气体的卡诺循理想气体的朗肯循环环一个封闭的热力学系统经过一系由等温吸热、等温放热、绝热膨蒸汽机中的工作循环，由等温吸列变化后又回到初始状态的过程胀和绝热压缩四个过程组成的循热、绝热膨胀、等温放热和绝热环，是效率最高的热力学循环压缩四个过程组成03热力学基本定律在真实气体中的应用真实气体的状态方程真实气体的状态方程描述气体状态与压力、温度和体积之间关系的数学模型理想气体状态方程基于理想气体假设，适用于低压、高温条件下的气体范德华方程考虑了分子间相互作用力的真实气体状态方程，适用于实际工程应用其他修正型状态方程如Redlich-Kwong方程、Soave-Redlich-Kwong方程等，适用于特定条件下的气体真实气体的热力学过程等温过程等容过程气体在恒定温度下进行的热力学过程，如等气体在恒定体积下进行的热力学过程，如等温膨胀或等温压缩容加热或等容冷却等压过程多变过程气体在恒定压力下进行的热力学过程，如等气体在不同温度和压力条件下进行的热力学压膨胀或等压压缩过程，如多变膨胀或多变压缩真实气体的热力学循环理想循环基于理想气体假设的热力学循环，如等温、等容、等压循环真实循环考虑了气体分子间相互作用力的热力学循环，如燃气轮机、内燃机等实际设备的循环过程循环效率计算根据热力学原理，计算真实循环的效率，评估设备的能源利用效率04热力学基本定律在流体中的应用流体的热力学过程热力学第一定律热力学第二定律热力学第三定律能量守恒定律，适用于封熵增原理，描述了自然过绝对零度不能达到原理，闭和开放系统程的方向性指出达到绝对零度需要无穷大的熵流体的热力学循环理想循环循环效率衡量循环过程有效性的指标，通常用理想循环效率与实际循环效率进行比如卡诺循环，由等温、等熵和等容过较程组成实际循环如朗肯循环，由等温、等压和绝热过程组成流体的热力学状态变化等温过程等熵过程流体温度保持不变的过程熵值保持不变的过程，通常在绝热条件下进行等容过程体积保持不变的过程，通常在等温条件下进行05热力学基本定律在能源领域的应用能源的分类与利用能源分类能源利用方式可再生能源、非可再生能源、新能源燃烧、热力发电、燃料电池等等能源转换效率能源品质评估能源转换过程中的损失和效率不同品质的能源对应不同的应用场景和需求能源的转换与利用效率热力学第一定律热力学第二定律能量守恒定律，指出能量不能凭空产生或熵增原理，指出自然发生的能量转换总是消失，只能从一种形式转换为另一种形式向着熵增加的方向进行，即能量转换过程中总是伴随着损失和效率降低能源利用效率节能技术评估能源转换过程中有效能量与总能量之采用先进技术和管理手段，提高能源利用比，用于衡量能源利用的优劣效率和降低能耗节能减排与可持续发展节能减排的意义减少能源消耗和污染物排放，降低对环境的负面影响，促进可持续发展节能减排技术采用高效节能技术和设备，优化能源利用方式，提高能源利用效率可持续发展在满足当代人需求的同时，不损害未来世代满足需求的能力，实现经济、社会和环境的协调发展清洁能源利用清洁能源代替传统化石能源，减少污染物排放，促进可持续发展THANKS感谢观看。