热力学第一定律 / First Law of Thermodynamics
Definition
能量守恒定律:孤立系统的总能量保持不变;能量可以从一种形式转换为另一种形式,但不能凭空产生或消失。
第一类永动机(PMM1)不可能存在。
表达式
闭口系统(Closed System)
Q = ΔU + W
- Q: 加入系统的热量
- ΔU: 系统内能变化
- W: 系统对外做功
稳流系统(Steady-Flow System)
q = Δh + w_s
- q: 单位质量热量
- Δh: 单位质量焓变
- w_s: 单位质量轴功
在 HVAC 的应用
- 换热器能量平衡:Q = ṁ × Δh
- 压缩机功耗计算:w_s = h_2 − h_1(实际)等熵校准
- 节流过程:h_2 = h_1(等焓,无焓变)
- 制冷量:q_evap = h_1 − h_4
- 冷凝放热:q_cond = h_2 − h_3
与 p-h 图的关系
在 p-h 图上,任意两点间的焓差 = 过程热量 / 功,所有计算都基于此。
Referenced In
Notes
第一定律是所有 HVAC 部件能量计算的底层基础。研发要熟练应用 p-h 图,用 h 的变化来反推热量 / 功。