可再生能源概论左然能量转换基础知识专题培训课件.ppt

热力学系统开放系统:在边界面有质量和能量交换封闭系统:在边界面无质量交换,有能量交换孤立系统:在边界面无质量、:压强………………………p体积………………………V绝对温度…………………T内能………………………U焓…………………………H=U+pV熵…………………………S亥姆霍兹自由能…………F=U-TS吉布斯自由能……………G=U+pV-TS=H-TS热力学态函数态函数是指那些物理量,它们的数值由系统的状态唯一地确定,而与系统如何达到这个状态的过程无关。态函数的变化只取决于系统的初态和终态。系统在状态1和状态2之间性质变化的数学表述:热力学平衡热力学平衡:系统同时存在力学平衡、热平衡、化学平衡,即系统中各点的温度、压强、浓度处处相等。例如:导热的金属棒,不处在热力学平衡,因为棒内存在温度梯度。室温下的氢氧混合气体不处在热力学平衡,因为如果混合物一旦引燃,内部将发生化学反应。热力学主要关注处于平衡态的系统,或处于局部平衡的状态,即可逆过程热力学。热力学过程、可逆和不可逆可逆过程:如果在一个过程中系统经历了一系列连续的平衡态,这些态可在相应的系统坐标图中定位,而连接所有点的曲线代表过程的路径,称为可逆过程,如图(a)所示。不可逆过程:系统被连接初态和终态的一系列断续线来表达。断续线表示中间状态是不确定的,如图(b)所示。热力学定律热力学第零定律:如果两个热力学系统分别与第三个系统温度相等,那么这两个系统温度也相等,或者说两者处于热力学平衡。热力学第一定律(能量守恒定律):在存在着物质进出、做功交换和热量传递的热力学系统,其内能的变化(增加)恒等于物质进出系统所带入的净的能量、传递给系统的净的热量、外界对系统所做的净功这三者之和。热力学第二定律:有开尔文—普朗克表述和克劳休斯表述,对能量转换的方向提出了限制。热力学第三定律:当温度趋向于绝对零度时,凝聚态的熵变也趋向于零。热力学定律的形象表示开放系统与封闭系统的热力学第一定律设E为系统的总能量,e为单位质量的总能量;U为系统的总内能,u为单位质量的内能。则对开放系统,热力学第一定律的通用形式为:称为流动功,定义为一个新的状态参数—焓h(单位质量)或 热力学第一定律功率的形式:为热传递速率,和分别为流进和流出系统的质量流量,为做功功率