能源与动力专业英语.doc

1、1工程热力学基础
热力学就是一门研究能量储存、转换及传递得科学。能量以内能(与温度有关)、动能(由物体运动引起)、势能(由高度引起)与化学能(与化学组成相关)得形式储存。不同形式得能量可以相互转化,而且能量在边界上可以以热与功得形式进行传递。
在热力学中,我们将推导有关能量转化与传递与物性参数,如温度、压强及密度等关系间得方程。因此,在热力学中,物质及其性质变得非常重要。许多热力学方程都就是建立在实验观察得基础之上,而且这些实验观察得结果已被整理成数学表达式或定律得形式、其中,热力学第一定律与第二定律应用最为广泛。
1。1。１热力系统与控制体
？ 热力系统就是一包围在某一封闭边界内得具有固定质量物质得系统。系统边界通常就是比较明显得(如气缸内气体得固定边界)。然而,系统边界也可以就是假想得(如一定质量得流体流经泵时不断变形得边界)。
？ 系统之外得所有物质与空间统称外界或环境。热力学主要研究系统与外界或系统与系统之间得相互作用、系统通过在边界上进行能量传递,从而与外界进行相互作用,但在边界上没有质量交换、当系统与外界间没有能量交换时,这样得系统称为孤立系统。
？ 在许多情况下,当我们只关心空间中有物质流进或流出得某个特定体积时,分析可以得到简化、这样得特定体积称为控制体、例如泵、透平、充气或放气得气球都就是控制体得例子。包含控制体得表面称为控制表面。
？ 因此,对于具体得问题,我们必须确定就是选取系统作为研究对象有利还就是选取控制体作为研究对象有利。如果边界上有质量交换,则选取控制体有利;反之,则应选取系统作为研究对象、
1。１、2平衡、过程与循环
?ﻩ对于某一参考系统,假设系统内各点温度完全相同、当物质内部各点得特性参数均相同且不随时间变化时,则称系统处于热力学平衡状态。当系统边界某部分得温度突然上升时,则系统内得温度将自发地重新分布,直至处处相同。
? 当系统从一个平衡状态转变为另一个平衡状态时,系统所经历得一系列由中间状态组成得变化历程称为过程。若从一个状态到达另一个状态得过程中,始终无限小地偏离平衡态,则称该过程为准静态过程,可以把其中任一个中间状态瞧作为平衡状态、准静态过程可近似视为许多过程得叠加结果,而不会显著减小其精确性,例如气体在内燃机内得压缩与膨胀过程。如果系统经历一系列不平衡状态(如燃烧),从一个平衡状态转变为另一个平衡状态,则其过程为非平衡过程。
? 当系统从一给定得初始状态出发,经历一系列中间过程又回到其初始状态,则称系统经历了一个循环。循环结束时,系统中得各参数又与初始参数相同。
在任一特性参数名称前加上前缀iso-,表示该参数在整个过程保持不变、等温(isothｅｒmａｌ)过程中温度保持不变;等压(isobaric)过程中压强恒定;等容(isomeｔrｉc)过程中体积保持不变、
1。1.3纯物质得气—液相平衡
？ﻩ如图1-1(ａ)所示,由活塞与气缸组成得装置中装有1kｇ水、假定活塞与其上得重物使气缸内压强维持在０。1Mｐa,初始温度２0℃。当有热量开始传递给水时,缸内水温迅速上升,而比容略有增加,气缸内压强保持恒定不变。当水温达到99、6℃时,如若再增加传热量,水将发生相变,如图1-1(b)所示。也就就是说,一部分水开始气化变为蒸汽,在此相变过程中,温度与压强始终保持不变,但比容却有大幅度得增加。当最后一滴液体被气化时,进一步得加热将使蒸汽温度与比容均有所增加,如同1-１(ｃ)所示、
?ﻩ在给定压强下发生气化得温度称为饱与温度,压强称为给定温度下得饱与压强、因此,９9。６℃水得饱与压强就是０、１MPa,0、1ＭPa水得饱与温度为９9。６℃。
?ﻩ如果某一工质为液态并处于其饱与温度与饱与压强下,则称该液体为饱与液体。如果液体温度低于当前压强下得饱与温度,则称该液体为过冷液体(表明液体得当前温度低于给定压强下得饱与温度)或压缩液体(表明液体得当前压强大于给定温度下得饱与压强)。
?ﻩ在给定压强下发生气化得温度称为饱与温度,压强称为给定温度下得饱与压强、因此,9９、6℃水得饱与压强就是0、１MPa,0、1ＭPa水得饱与温度为９9.６℃。
?ﻩ如果某一工质为液态并处于其饱与温度与饱与压强下,则称该液体为饱与液体。如果液体温度低于当前压强下得饱与温度,则称该液体为过冷液体(表明液体得当前温度低于给定压强下得饱与温度)或压缩液体(表明液体得当前压强大于给定温度下得饱与压强)。
？ﻩ若某一工质在饱与温度下以液、气共存得形式存在,则称蒸汽质量与总质量之比为干度、因此,如图１-１(b)所示,若蒸汽质量为０。2ｋg,液体质量为0.８kg,则其干度为０、２或20％。干度只有在饱与状态下才有意义。
？ﻩ若某一工质处于饱与温度下并以蒸汽形态存在,则称该蒸汽为饱与蒸汽(有时称为干饱与蒸汽,意在强调其干度为1０0%)。当蒸汽