凝器等 在热能的间接利用中主要存在热能转化为机械能或电能过程中的有效程度的问题。如在热 力发电中,最简单的装置,热能有效利用率只有25%左右,最先进大型装置也只能达到40%左 右,仍有60%75%的热能无法利用,而排放到大气或江河湖海中去,这部分无法利用的热能称 为废热。再如交通运输中的汽车、火车、飞机及轮船,热能的有效利用率更低。这些装置排放 到大气中的废气带有大量有害物质,已经给人类赖以生存的环境造成了严重的污染。因此,如 何在动力装置中提高热能的利用率,是热能科技工作者的首要任务 热能直接利用所消耗的燃料也占有较大的比重,节约燃料的消耗也是十分重要的。而热能 直接利用的设备中也存在着换热效率问题。因此,如何提高换热设备的换热效率也是当今重要 的研宄课题之一。 国民经济的发展,离不开燃料热能的间接利用和直接利用,然而地球上的矿物燃料资源毕 竟有限,如何提高热能的有效利用率,减少燃料的消耗量,不仅是我国科技界的重大课题,也 是一个世界性的学术问题。因此,对物质热力性质、热能转换及热量传递规律的研究,具有十 分重要的意义。 0.2工程热力学的研究对象与主要内容 据统计,一次能源经热能这一转换环节而被利用的占世界能源耗量的85%以上,是自然界 应用最广泛的一种能量。也就是说其他能量和容易转化为热能,那么,热能是否也可以不花任 何代价而转化为机械能、电能等其他形式的能量呢?这是生产实践中发现的且需要解决的问题 工程热力学就是以热能和机械能之间的相互转换规律为硏究对象,来探索能量合理和有效利用 的一门学科。 机械能是物体有规则宏观运动的结果,是有序运动产生的能量,而热能不同,它是微观粒 子无规则热运动的结果,是无序运动产生的能量,这是它们本质的差别。热能与机械能之间的 转换与其他形式的能量转换,如动能与势能之间的转换有所不同。实践证明:有序能可以很容 易地转化为无序能,但相反的转换却较困难,而且中有一部分热能不能转化为机械能,而仍以 热能的形式存在。能量的这种不等价性表明能量有“品质”的属性。热力学第一、二定律分别 从能量的“量”和“质”两方面揭示出热能与机械能,即有序能和无序能之间的相互转换规律, 是研究热现象不可缺少的理论基础。 热能转变为机械能必须借助设备和工质。要使设备不断地作功,就要求工质具有良好的膨 胀性,而且必须不断地将工质引入到设备中,并将作完功的工质排出,即要求工质有良好的流 动性。因此,所采用的工质一般是气态物质 工程热力学的主要任务是通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和 工质的分析研究,改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环,提高热能利用率和热功 转换效率。为此,必须以热力学基本定律为依据,探讨各种热力过程的特性;研究气体和液体3 凝器等。 在热能的间接利用中主要存在热能转化为机械能或电能过程中的有效程度的问题。如在热 力发电中，最简单的装置，热能有效利用率只有 25%左右，最先进大型装置也只能达到 40%左 右，仍有 60%~75%的热能无法利用，而排放到大气或江河湖海中去，这部分无法利用的热能称 为废热。再如交通运输中的汽车、火车、飞机及轮船，热能的有效利用率更低。这些装置排放 到大气中的废气带有大量有害物质，已经给人类赖以生存的环境造成了严重的污染。因此，如 何在动力装置中提高热能的利用率，是热能科技工作者的首要任务。 热能直接利用所消耗的燃料也占有较大的比重，节约燃料的消耗也是十分重要的。而热能 直接利用的设备中也存在着换热效率问题。因此，如何提高换热设备的换热效率也是当今重要 的研究课题之一。 国民经济的发展，离不开燃料热能的间接利用和直接利用，然而地球上的矿物燃料资源毕 竟有限，如何提高热能的有效利用率，减少燃料的消耗量，不仅是我国科技界的重大课题，也 是一个世界性的学术问题。因此，对物质热力性质、热能转换及热量传递规律的研究，具有十 分重要的意义。 0.2 工程热力学的研究对象与主要内容 据统计，一次能源经热能这一转换环节而被利用的占世界能源耗量的 85%以上，是自然界 应用最广泛的一种能量。也就是说其他能量和容易转化为热能，那么，热能是否也可以不花任 何代价而转化为机械能、电能等其他形式的能量呢？这是生产实践中发现的且需要解决的问题。 工程热力学就是以热能和机械能之间的相互转换规律为研究对象，来探索能量合理和有效利用 的一门学科。 机械能是物体有规则宏观运动的结果，是有序运动产生的能量，而热能不同，它是微观粒 子无规则热运动的结果，是无序运动产生的能量，这是它们本质的差别。热能与机械能之间的 转换与其他形式的能量转换，如动能与势能之间的转换有所不同。实践证明：有序能可以很容 易地转化为无序能，但相反的转换却较困难，而且中有一部分热能不能转化为机械能，而仍以 热能的形式存在。能量的这种不等价性表明能量有“品质”的属性。热力学第一、二定律分别 从能量的“量”和 “质”两方面揭示出热能与机械能，即有序能和无序能之间的相互转换规律， 是研究热现象不可缺少的理论基础。 热能转变为机械能必须借助设备和工质。要使设备不断地作功，就要求工质具有良好的膨 胀性，而且必须不断地将工质引入到设备中，并将作完功的工质排出，即要求工质有良好的流 动性。因此，所采用的工质一般是气态物质。 工程热力学的主要任务是通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和 工质的分析研究，改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环，提高热能利用率和热功 转换效率。为此，必须以热力学基本定律为依据，探讨各种热力过程的特性；研究气体和液体