1、緒論第一講 0-1自然界地能源及其利用一、能源及其分類能源是指可向人類提供各種能量和動力地物質資源1、按來源分：可分為來自太陽地輻射能；存儲于地球內部地能量和來自其它天體地引力能量等區(qū)分2、按形態(tài)分：可分為一次能源和二次能源；一次能源又可分為再生和非再生能源3、按使用程度和技術分：可分為常規(guī)能源和新能源能源分類類別常規(guī)能源新能源一次能源煤、石油、天然氣、水力能等核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能、生物能等.二次能源煤氣、焦炭、煤油、液化氣、電力、蒸汽等沼氣、氫能等對于能源工作者，更多地是采用一次能源和二次能源，常規(guī)能源和新能源地概念4、按污染程度分：可分為清潔能源和非清潔能源5、 按性質分：可

2、分為含能體能源和過程性能源二、能源地利用與社會歷史發(fā)展能源利用地三個歷史時期：薪柴時期（麥節(jié)、動物地糞便等）、煤炭時期和石油時期三、能源地利用與國民經濟和人民生活*一個國家地國民經濟與能源地開發(fā)與利用有著依存關系*人民生活地改善離不開能源地開發(fā)與利用能源消費彈性系數：能源消費地年增長率E =國民經濟生產總值地年增長率 世界主要國家能源消費概況序號國家1993年（GDP/億美元）1980-1993年GDP年增長率%)1980-1993年能源消耗年 增長率1980-1993年能源消耗彈 性系數1993年人口/萬人1993年人均 能源消費/kg1美國625992.71.40.522570079182

3、德國191082.6807041703法國125172.120.955750040314英國81902.510.4579037185俄羅斯3294-0.51487044386日本4214242.70.681245034627中國42569.65.10.53117846238印度22545.26.71.2989820242全世界2311262.95501501421四、能源地利用與環(huán)境能源在其開發(fā)、輸送、加工、轉換、利用、利用和消費過程中，必然環(huán)境造成污染:1、溫室效應與熱污染2、酸雨3、臭氧層地破壞4、放射性污染第1頁共5頁工程熱力學講義（傅秦生 ）5、其它污染五、能源地利用與人類社會地可持續(xù)

4、發(fā)展1、非再生能源地大量消耗2、環(huán)境污染日趨嚴重節(jié)能是解決可持續(xù)發(fā)展地戰(zhàn)略措施之一，也是本學科研究地一個重要方面六、我國地能源事業(yè)1、儲量豐富、種類齊全2、多種能源結構第二講0-2熱能地利用一、人類利用地主要能源有：水力能、風能、地熱能、太陽能、燃料地化學能和原子能從某種意義上講，能源地開發(fā)和利用就是熱能 地開發(fā)和利用.世界一次能源消費結構年份煤炭石油天然氣水電及其它1950611274981719605203201402019703524271992219803084422153519902903601951552020240270290200、熱能利用地形式和熱科學發(fā)展簡史1、熱能利用地形

5、式 直接利用：是指直接用熱能加熱物體，熱能地形式不發(fā)生變化.間接利用：是指把熱能轉換為機械能，以滿足人類生產生活對動力地需要（圖熱電廠工作原理圖）從某種意義上講，能源地利用就是熱能地利用.如何實現熱能向機械能轉換？轉換地基本規(guī)律是什么？動力-如何提高熱能向機械能轉換地能量利用率（經濟性）？廠如何實現機械能向熱能地轉換？轉換地基本規(guī)律是什么？制冷伙熱泵 *如何提高機械能向熱能轉換地能量利用率（經濟性）？2、熱力學發(fā)展史1763-1784年間瓦特改進了蒸汽機使之用于生產，大大提高了生產力；1842年、18431848年邁爾和焦耳各自獨立發(fā)現熱力學第一定律；1824年卡若提出了卡若循環(huán)和卡若定理，奠

6、定了熱力學第二定律基礎；1850 1851年克勞修斯和開爾文先后對立提出了熱力學第二定律；19061912年能斯特提出了熱力學第三定律.0-3 工程熱力學地研究對象、內容和方法一、研究對象熱力學是研究熱能和機械能相互轉換規(guī)律（即熱力學第一定律和熱力學第二定律）能或能量利用，以提高能量利用經濟性（節(jié)率）為主要目地地以門學科二、主要內容（一）、熱力學基本定律：熱力學第一定律、熱力學第二定律（既是重點也是難點）（二八工質地熱力性質和熱力學過程：理想氣體、實際氣體（不能理想化地氣體）第2頁共5頁、蒸汽和濕空氣等學循環(huán)、裝置地分析研究.三、研究方法經典熱力學：宏觀和唯象地方法，簡單、可靠.宏觀：從宏觀研

7、究氣體.唯象：從現象出發(fā)進行研究.優(yōu)點：只用到高等數學地微 積分即可，結論可靠缺點：內部過程不能解釋統(tǒng)計熱力學：微觀和統(tǒng)計地方法優(yōu)點：可以解釋許多現象缺點：要用到概率統(tǒng)計方法，結果與實際有偏差工程熱力學研究以經典熱力學為主，統(tǒng)計熱力學為輔四、教與學1、教材：工程熱力學沈維道主編第三版2、 參考書：工程熱力學（重慶大學、清華大學、上海交通大學、東南大學）熱工基礎與應用傅秦生主編機械工業(yè)出版社Thermodynamics 2、教與學：課堂教學為主+自學作業(yè)答疑+面授說明：工程熱力學、流體力學、燃燒學是本專業(yè)地專業(yè)基礎課或技術基礎課.第三講第一章基本概念1-1熱力系統(tǒng)與工質一、熱力系統(tǒng)1、 定義：人

8、為劃定地一定范圍內地研究對象稱為熱力系統(tǒng)，簡稱熱力系或系或熱力系統(tǒng).（全稱是熱力學系統(tǒng)）.（圖示說明）2、分類按物質交換分：閉口系（與外界無物質交換地系統(tǒng)CM.開口系：與外界有物質交換地系統(tǒng)CN.熱力學工程研究地主要情況按能量交換分：簡單可壓縮系：熱力系與外界只有熱量和可可逆體積變化功地交換（一般情況都是該系統(tǒng)）孤立系：與外界無任何能量和物質交換地熱力系.（現實沒有，是一個抽象模型）絕熱系：與外界無熱量交換地系統(tǒng)（是一個抽象模型）熱源：與外界僅有熱量地交換，且有限熱量地交換不引起系統(tǒng)溫度變化地熱力系統(tǒng)（如：發(fā)電廠地鍋爐，生活地環(huán)境.而熱污染是無限熱量交換.）熱源又有高溫熱源（熱源）和低溫熱源.

9、分類方法3單項系統(tǒng)多項系統(tǒng)分類方法4單元系統(tǒng)多元系統(tǒng)二、工質（工作物質）用來實現能量相互轉換地媒介物質稱為工質.（圖示）它包括：理想氣體、實際氣體、蒸氣雖然在物質有三種狀態(tài)，但在熱力學中，工質主要是指氣體（理想氣體、實際氣體、蒸氣）第四講1-2熱力狀態(tài)熱力系在某一瞬間所呈現地宏觀物理狀況.（簡稱狀態(tài)）一、狀態(tài)參數工程熱力學講義（傅秦生）1、 定義：描述系統(tǒng)狀態(tài)地宏觀物理量.2、分類延量參數：有關.如H、U、S等.廣延量參數具有可加性.按與所含工質地量是否有關：-強度量參數：無關.如P、T、v、h等廣延量參數和強度量參數可以相互轉化.一般廣延量參數用大寫字母表示，強度量參數用小寫字母表示基本狀態(tài)

10、參數：可以直接或易測地狀態(tài)參數.如：P、v和T等.按是否直接或易測I非基本狀態(tài)參數：不能直接或易測地狀態(tài)參數如：H、U、S等.3、 數學特征：狀態(tài)一定，狀態(tài)參數一定.也是物理學中質量一定、上升高度一定時，物體所具有地勢能就確定.與走地路線無關.2z=z （x,y）dz=0 或 dz 尋-Zj二、基本狀態(tài)參數上述說明了狀態(tài)一定，其狀態(tài)參數就可以確定.那么狀態(tài)參數確定或要確定一個狀態(tài)則需要幾個狀態(tài)參數到基本狀態(tài)參數.這就涉及 TOC o 1-5 h z 1、 比體積：比體積就是單位質量地工質所占地體積.即：V 21v= m /kgv=mp2、 壓力：壓力即物理學中地壓強.單位是Pa.253單位換算 1Pa=1N/ m1MPa=10