开口系统能量平衡方程式

对下图所示的开口系统，取控制体如图中虚线所示。设过程开始前，气缸内无工质，初始储存能量为零，状态为p₁、V₁、T₁的1kg工质流入气缸时，带入系统的总能量为h₁＝u₁+p₁V₁。工质在气缸内状态变化后终态参数p₂、V₂、T₂。排出气缸时带出系统总能量为h₂＝u₂+p₂V₂。流经气缸时从热源获得热量q，并对机器做功w₁。设过程结束时，工质全部从气缸排出，系统最终储存能量又为零。于是由热力学第一定律得：

　　　　　　　　　　　　　(式1-1)

式中，w₁是工质流经开口系统时工质对机器所作的功，即机器获得的机械能，称为技术功。若过程是可逆的，则过程可用连续曲线1-2示于下图上，式(1-1)可化成：

　　　　　　　　　　　　　　　　(式1-2)

开口系统w_t计算图

可逆过程的技术功可用式(1-2)计算，即是p-V图上过程曲线左方的面积，若dp为负，过程中工质的压力下降，则技术功w₁为正，此时工质对机器做功，如蒸汽机、汽轮机、气缸和气马达等是这种情况；反之，若dp为正，过程中工质的压力升高，则w₁为负，这时机器对工质做功，如空气压缩机等是这种情况