开口系 Open system Control volume 闭口系 Closed system Control mass 绝热系 Adiabatic system 孤立系 Isolated system
热力学第一章
§1-1 热力系统
1 开口系
1
m
2
1+2 闭口系
WQ
1+2+3 绝热闭口系 1+2+3+4 孤立系
热力学第一章
状态参数的微分特征
设 z =z (x , y)
dz是全微分
Total
dzxzy
z dxyx
dy
differentials
充要条件：
2z 2z xy yx
可判断是否 是状态参数
热力学第一章
强度参数与广延参数
Intensive properties Extensive properties
4
3
非孤立系＋相关外界
＝孤立系
热力学第一章
热力系统其它分类方式
其它分类方式
均匀系 物理化学性质
非均匀系
工质种类
单元系 多元系
相态
单相 多相热力学第一章
简单可压缩系统
Simple compressible system
最重要的系统
只交换热量和一种准静态的容积变化功
Moving Boundary Work 容积变化功 Compression Work
氟化锂晶体的实验发现负的开尔文温度
3) T=0 0.5mw 2=0 分子一切运动停止，
零点能
热力学第一章
温度的热力学定义
热力学第零定律（R.W. Fowler in 1931） 如果两个系统分别与第三个系统处于
强度参数：与物质的量无关的参数
如压力 p、温度T
广延参数：与物质的量有关的参数可加性
如 质量m、容积 V、内能 U、焓 H、熵S
比参数： v V
m
比容
uU
h H
m
m
比内能 比焓
s S m
比熵
单位：/kg /kmol 具有强度参数的性质 热力学第一章
强度参数与广延参数
速度 （强）
Velocity
高度 （强）
第一章
基本概念
Basic Concepts
热力学第一章
1
§ 1-1 热力系、状态和状态参数
Thermodynamic system 1、热力系与工质
热力系统(热力系、系统)：人为地
system
研究对象
A quantity of matter or a region in space chosen for study
压力 p、温度 T、比容 v （容易测量）
1、压力 p ( pressure )
物理中压强，单位: Pa (Pascal), N/m2
常用单位Units：
1 kPa = 103 Pa
1bar = 105 Pa
1 MPa = 106 Pa
1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa
1 mmHg = 133.3 Pa
Height
温度 （强）
Temperature
应力 （强） Stress
动能 （广） Kinetic Energy
位能 （广） Potential Energy 内能 （广） Internal Energy
摩尔数 （广） Mol
热力学第一章
§1-3 基本状态参数
Basic state properties
热力学第一章
Other Pressure Measurement Devices
工业或一般科研测量：压力传感器
Pressure transducers Piezoelectric effect
高精度测量：活塞压力计
piston manometer 热力学第一章
§1-3 基本状态参数
Basic state propertiork
热力学第一章
§1-2 状态和状态参数
State and state properties
状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况
状态参数：描述热力系状态的物理量
状态参数的特征：
1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然 2、状态参数的积分特征：状态参数的变化量
与路径无关，只与初终态有关 3、状态参数的微分特征：全微分
热力学第一章
§1-1 热力系统
2、系统、外界与边界 外界：系统以外的所有物质 surroundings 边界(界面)：系统与外界的分界面 boundary
系统与外界的作用都通过边界
热力学第一章
热力系统选取的人为性
过热器
锅 炉
汽轮机
发电机 凝 汽 器
只交换功 既交换功 也交换热
只交换热
给水泵
热力学第一章
压力 p、温度 T、比容 v （容易测量）
2、温度 T ( Temperature )
热力学第一章
温度T 的一般定义
传统：冷热程度的度量。感觉，导热，热容量 微观：衡量分子平均动能的量度
T 0.5 m w 2
1) 同T , 0.5mw 2 不同，如碳固体和碳蒸气 2) 0.5mw 2总0, T 0, 1951年核磁共振法对
1 at = 1 kgf/cm2 = 9.80665104 Pa 热力学第一章
压力p测量
绝对压力与环境压力的相对值 ——相对压力
注意：只有绝对压力 p 才是状态参数
U-tube manometer
示意图
热B力学o第u一章rdon Tube
绝对压力与相对压力
absolute pressure relative pressure
注意：
环境压力一般为 barometer h
大气压，但不一定。
见例题1－1
热力学第一章
大气压力Atmospheric pressure
大气压随时间、地点变化
物理大气压 1atm = 760mmHg
当h变化不大，ρ常数 1mmHg = ρgh = 133.322Pa
当h变化大，ρ ρ(h)
p(h)gdh
边界特性
固定、活动 真实、虚构 fixed 、 movable real 、 imaginary
热力学第一章
热力系统分类
以系统与外界关系划分：
有
是否传质
开口系
是否传热
非绝热系
是否传功
非绝功系
是否传热、功、质 非孤立系 热力学第一章
无 闭口系 绝热系 绝功系 孤立系
Types of System
当p> pb
Ga表ge压p力respsuere
p pe pb
当p< pb
Va真cu空um度pprevssure p pb pv
pe
p
pv
pb p
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环境压力与大气压力
环境压力Environmental pressure
指压力表所处环境
大气压力 Atmospheric pressure
barometric