汽车发动机原理热力学PPT课件.pptx

《汽车发动机原理热力学》是理解汽车动力装置核心部分——发动机工作原理的重要课程。课程主要涉及工程热力学的基础知识，包括热力系统、工质、功、热量、内能和熵等基本概念。 热力系统是研究的焦点，它是从多个物体中选取出来进行分析的对象。工质则是热力设备中用于能量转换的关键物质，通过其状态变化与外界进行能量交换。热力系统以外的所有物质称为外界，两者之间的边界为界面。 热力状态是指系统在特定时刻的宏观物理状况。当系统处于热力平衡状态时，即在外界条件不变的情况下，系统内部的压力（P）、比容（ν）和温度（T）保持稳定。状态参数是用来描述气体热力状态的物理量，包括基本状态参数如压力、比容和温度，以及主要状态参数如内能、熵和焓。比容是单位质量物质所占据的体积，压力是单位面积上受到的垂直力，温度则反映物体的冷热程度。 理想气体是一种理论模型，假设气体分子间没有相互作用且分子自身体积可以忽略。理想气体的状态方程是PV=nRT，其中n是气体摩尔数，R是气体常数，T是热力学温度。这个方程提供了一个简单的方法来描述理想气体的状态变化。 热力过程是热力系统从一个平衡状态到另一个状态的变化。在这个过程中，功（W）是由于体积变化导致的力的传递，可以由PdV积分得到。在P-V图上，功表现为过程线与横轴围成的面积。膨胀功（W）是气体体积膨胀所做的功，若系统对外做功，则W为正；反之，如果外界对系统做功，则W为负。 热量（Q）是系统与外界之间基于温差传递的能量，其符号表示热量流动的方向，吸热为正，放热为负。熵（S）是描述系统无序度的参数，它与热量交换相关，ds=δq/T，熵增加表示热量流入，熵减少表示热量流出。在熵图中，熵的变化反映了热传递的情况。 热力学第一定律，即能量守恒定律，表明在能量转换中，进入系统的能量减去离开系统的能量等于系统内能的改变。这表明热量、功和内能之间存在平衡关系。对于理想气体，内能仅与温度有关，是温度的单值函数。 这些基础知识是理解汽车发动机工作原理的关键，尤其是发动机的理想循环，如奥托循环和柴油循环，它们都是基于这些热力学原理构建的。通过深入学习这些概念，我们可以更好地理解发动机如何将化学能转化为机械能，从而推动汽车前进。