一、平衡狀態(tài)
系統(tǒng)在不受外界影響的條件下，如果宏觀熱力性質(zhì)不隨時(shí)間而變化，系統(tǒng)內(nèi)外同時(shí)建立了熱的和力的平衡，這時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)稱(chēng)為熱力平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)為平衡狀態(tài)。
平衡狀態(tài)的充要條件：
熱平衡(溫度平衡) 力平衡(壓力平衡)
化學(xué)勢(shì)平衡（包括相平衡和化學(xué)平衡）
注意：平衡必穩(wěn)定，反之穩(wěn)定未必平衡。
平衡與均勻也是不同的概念，均勻是相對(duì)于空間，平衡是相對(duì)于時(shí)間。平衡不一定均勻。

狀態(tài)公理：確定純物質(zhì)系統(tǒng)平衡狀態(tài)的獨(dú)立參數(shù)=n+1
式中n表示傳遞可逆功的形式，而加1表示能量傳遞中的熱量傳遞。
例如：對(duì)除熱量傳遞外只有膨脹功(容積功)傳遞的簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)，
n=1，于是確定系統(tǒng)平衡狀態(tài)的獨(dú)立參數(shù)為1十1=2
所有狀態(tài)參數(shù)都可表示為任意兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)的函數(shù)。
狀態(tài)方程: 反映工質(zhì)處于平衡狀態(tài)時(shí)基本狀態(tài)參數(shù)的制約關(guān)系。
純物質(zhì)簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)的狀態(tài)方程：F(P,V,T)=0

1．4 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程與可逆過(guò)程

熱力過(guò)程：系統(tǒng)狀態(tài)的連續(xù)變化稱(chēng)系統(tǒng)經(jīng)歷了一個(gè)熱力過(guò)程。
一、準(zhǔn)靜過(guò)程：如果造成系統(tǒng)狀態(tài)改變的不平衡勢(shì)差無(wú)限小，以致該系統(tǒng)在任意時(shí)刻均無(wú)限接近于某個(gè)平衡態(tài)，這樣的過(guò)程稱(chēng)為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。

注意:準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是一種理想化的過(guò)程，實(shí)際過(guò)程只能接近準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。

二、可逆過(guò)程：系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)過(guò)程后，如令過(guò)程逆行而使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)到初始狀態(tài)，而不留下任何痕跡，則此過(guò)程稱(chēng)為可逆過(guò)程。
1．5   熱力循環(huán):

定義：工質(zhì)從某一初態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，最后由回復(fù)到初態(tài)的過(guò)程。

本章應(yīng)注意的問(wèn)題

1．熱力系統(tǒng)概念，它與環(huán)境的相互作用，三種分類(lèi)方法及其特點(diǎn)，以及它們之間的相互關(guān)系。
2．引入準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程和可逆過(guò)程的必要性，以及它們?cè)趯?shí)際應(yīng)用時(shí)的條件。
3．系統(tǒng)的選擇取決于研究目的與任務(wù)，隨邊界而定，具有隨意性。選取不當(dāng)將不便于分析。 選定系統(tǒng)后需要精心確定系統(tǒng)與外界之間的各種相互作用以及系統(tǒng)本身能量的變化，否則很難獲得正確的結(jié)論。
4．穩(wěn)定狀態(tài)與平衡狀態(tài)的區(qū)分：穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)狀態(tài)參數(shù)雖然不隨時(shí)間改變，但是靠外界影響來(lái)的。平衡狀態(tài)是系統(tǒng)不受外界影響時(shí)，參數(shù)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)。二者既有所區(qū)別，又有聯(lián)系。平衡必穩(wěn)定,穩(wěn)定未必平衡。
5．狀態(tài)參數(shù)的特性及狀態(tài)參數(shù)與過(guò)程參數(shù)的區(qū)別。

思考題：
1．溫度為100℃的熱源，非常緩慢地把熱量加給處于平衡狀態(tài)下的0℃的冰水混合物，試問(wèn)：1、冰水混合物經(jīng)歷的是準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程嗎？2、加熱過(guò)程是否可逆？
2．平衡態(tài)與穩(wěn)態(tài)（穩(wěn)態(tài)即系統(tǒng)內(nèi)各點(diǎn)的狀態(tài)參數(shù)均不隨時(shí)間而變）有何異同？熱力學(xué)中討論平衡態(tài)有什么意義？
3．外界條件變化時(shí)系統(tǒng)有無(wú)達(dá)到平衡的可能？在外界條件不變時(shí)，系統(tǒng)是否一定處于平衡態(tài)？
4．判斷下列過(guò)程是否為可逆過(guò)程：
1)對(duì)剛性容器內(nèi)的水加熱使其在恒溫下蒸發(fā)。
2)對(duì)剛性容器內(nèi)的水作功使其在恒溫下蒸發(fā)。
3)對(duì)剛性容器中的空氣緩慢加熱使其從50℃升溫到100℃
4)定質(zhì)量的空氣在無(wú)摩擦、不導(dǎo)熱的氣缸和活塞中被慢慢壓縮
5)100℃的蒸汽流與25℃的水流絕熱混合。
6)鍋爐中的水蒸汽定壓發(fā)生過(guò)程（溫度、壓力保持不變）。
7)高壓氣體突然膨脹至低壓。
8)摩托車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸中的熱燃?xì)怆S活塞迅速移動(dòng)而膨脹。
9)氣缸中充有水，水上面有無(wú)摩擦的活塞，緩慢地對(duì)水加熱使之蒸發(fā)。

作業(yè)：1-2、1-6、1-8

熱設(shè)計(jì)資料下載：  工程熱力學(xué)講稿_第1章_基本概念

標(biāo)簽： 點(diǎn)擊： 評(píng)論: