02 1-2 平衡状态与状态参数.ppt

第1页：平衡状态与状态参数

状态参数

用于描述系统所处状态的宏观物理量，工程热力学常用的有压力、温度、比体积等。

平衡状态

在没有外界影响的情况下，系统的状态参数不随时间而变化，则系统处于平衡状态。

非平衡状态系统内部存在温差或压差，不能用状态参数来描写。

第2页：压力与压力单位换算

压力

单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）。

• 1 Pa = 1 N/m^2，1 MPa = 10^3 kPa = 10^6 Pa
• 1 mmH2O = 9.81 Pa，1 mmHg = 133.3 Pa
• 1 bar = 10^5 Pa，1 atm = 760 mmHg（标准大气压）
• 1 at = 1 kgf/cm^2（工程大气压）

压力、温度、比体积可直接测量，称为基本状态参数。

第3页：表压力与真空度

压力计处于环境中，其测量值（表压力 pe 或真空度 pv）为工质真实压力 p 与环境压力 pb 的差值。

• 当 p > pb 时，测得表压力 pe
• 当 p < pb 时，测得真空度 pv

第4页：环境压力与测压方法

环境压力 pb

压力表所处环境的压力，一般为大气压，但不一定。

其它压力测量方法：

• 高精度测量：活塞式压力计
• 工业或一般科研测量：压力传感器

第5页：温度与温标

温度的微观意义

大量基本微粒作无规则热运动的激烈程度。

温度的宏观意义

标志物体冷热程度的一个物理量。

• 热力学温标 T，单位 K（开尔文），与测温物质的性质无关
• 摄氏温标 t，单位 ℃，T(K) = t(℃) + 273.15
• 华氏温标，单位 ℉

第6页：比体积与强度量广延量

比体积 v

单位质量的工质所占有的体积，单位 m^3/kg；单位体积工质的质量为密度 ρ，单位 kg/m^3。

温度测量方法：接触式（水银温度计、酒精温度计、热电偶、电阻温度计等）与非接触式（光学辐射高温计、激光全息干涉仪、CARS 法等）。

• 强度量：压力 p、温度 T，与系统质量的多少无关
• 广延量：体积 V、热力学能 U、焓 H、熵 S，与系统质量成正比，具有可加性