第一章 基 本 概 念
熱力系統(tǒng):用界面將所要研究的對象與周圍環(huán)境分隔開來,這種人為分隔的研究對象,稱為熱力系統(tǒng),簡稱系統(tǒng)。
邊界:分隔系統(tǒng)與外界的分界面,稱為邊界。
外界:邊界以外與系統(tǒng)相互作用的物體,稱為外界或環(huán)境。
閉口系統(tǒng):沒有物質(zhì)穿過邊界的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng),也稱控制質(zhì)量。
開口系統(tǒng):有物質(zhì)流穿過邊界的系統(tǒng)稱為開口系統(tǒng),又稱控制體積,簡稱控制體,其界面稱為控制界面。
絕熱系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間沒有熱量傳遞,稱為絕熱系統(tǒng)。
孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換,稱為孤立系統(tǒng)。
單相系:系統(tǒng)中工質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)都均勻一致的系統(tǒng)稱為單相系。
復(fù)相系:由兩個相以上組成的系統(tǒng)稱為復(fù)相系,如固、液、氣組成的三相系統(tǒng)。
單元系:由一種化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為單元系。
多元系:由兩種以上不同化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為多元系。
均勻系:成分和相在整個系統(tǒng)空間呈均勻分布的為均勻系。
非均勻系:成分和相在整個系統(tǒng)空間呈非均勻分布,稱非均勻系。
熱力狀態(tài):系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況,稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài),簡稱為狀態(tài)。
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)不隨時間而變化,系統(tǒng)內(nèi)外同時建立了熱的和力的平衡,這時系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀態(tài),簡稱為平衡狀態(tài)。
狀態(tài)參數(shù):描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。如溫度(T)、壓力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、內(nèi)能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。
基本狀態(tài)參數(shù):在工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)中,其中溫度、壓力、比容或密度可以直接或間接地用儀表測量出來,稱為基本狀態(tài)參數(shù)。
溫度:是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量,其物理實質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大量微觀分子熱運動的強弱程度的宏觀反映。
熱力學(xué)第零定律:如兩個物體分別和第三個物體處于熱平衡,則它們彼此之間也必然處于熱平衡。
壓力:垂直作用于器壁單位面積上的力,稱為壓力,也稱壓強。
相對壓力:相對于大氣環(huán)境所測得的壓力。如工程上常用測壓儀表測定系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力即為相對壓力。
比容:單位質(zhì)量工質(zhì)所具有的容積,稱為工質(zhì)的比容。
密度:單位容積的工質(zhì)所具有的質(zhì)量,稱為工質(zhì)的密度。
強度性參數(shù):系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值與整個系統(tǒng)的參數(shù)值相同,與質(zhì)量多少無關(guān),沒有可加性,如溫度、壓力等。在熱力過程中,強度性參數(shù)起著推動力作用,稱為廣義力或勢。
廣延性參數(shù):整個系統(tǒng)的某廣延性參數(shù)值等于系統(tǒng)中各單元體該廣延性參數(shù)值之和,如系統(tǒng)的容積、內(nèi)能、焓、熵等。在熱力過程中,廣延性參數(shù)的變化起著類似力學(xué)中位移的作用,稱為廣義位移。
準(zhǔn)靜態(tài)過程:過程進行得非常緩慢,使過程中系統(tǒng)內(nèi)部被破壞了的平衡有足夠的時間恢復(fù)到新的平衡態(tài),從而使過程的每一瞬間系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)都非常接近平衡狀態(tài),整個過程可看作是由一系列非常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成,并稱之為準(zhǔn)靜態(tài)過程。
可逆過程:當(dāng)系統(tǒng)進行正、反兩個過程后,系統(tǒng)與外界均能完全回復(fù)到初始狀態(tài),這樣的過程稱為可逆過程。
膨脹功:由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化(增大或縮小)而通過界面向外界傳遞的機械功稱為膨脹功,也稱容積功。
熱量:通過熱力系邊界所傳遞的除功之外的能量。
熱力循環(huán):工質(zhì)從某一初態(tài)開始,經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化,最后又回復(fù)到初始狀態(tài)的全部過程稱為熱力循環(huán),簡稱循環(huán)。