工程热力学知识点
工程热力学必须掌握的内容
Liso T0 Siso
第七章 水蒸气
一、汽化和液化
汽化:由液态到气态的过程 蒸发:在液体表面进行的汽化过程 沸腾:在液体表面及内部进行的强烈汽化过程。
(气体和液体均处在饱和状态下)
液化:由气相到液相的过程
二、饱和状态
饱和压力和饱和温度是一一对应的,两者 间存在单值关系。
从未饱和液状态达到饱和状态既可以保持压力不变 而提高温度,使p=ps(t) ;保持温度不变而使压力下 降,使t=ts(p)。
则该热机是可逆热机; 则该热机是不可逆热机; 则该热机是制造不出来的。
四、克劳修斯积分不等式
T
q
0
一切可逆循环的克劳修斯积分等于零,一切 不可逆循环的克劳修斯积分小于零,任何循 环的克劳修斯积分都不会大于零。 可以利用来判断一个循环是否能进行,是可
逆循环,还是不可逆循环。
五、闭口系统熵方程
s ds
1
2
c p ln
T2 p R ln 2 T1 p1
p2 v2 cV ln c p ln p1 v1
δq ds T R
必须可逆
第四章 理想气体 的热力过程及气体压缩
一、多变过程
1. 过程方程:
pvn const
n 称为多变指数
n 、0、1、 分别为定容、定压、定温、绝热过程
2、什么样的气体可以处理为理想气体?
任何实际气体在高温低压时,均具有理想气体 性质。
3、理想气体状态方程
pv RT pV mRT pVm R 0T pV nR0T
1 kg 理想气体 m kg 理想气体 1 mol 理想气体 n mol 理想气体
R为气体常数(单位J/kg· K),与气体所处的状态无 关,随气体的种类不同而异。 R0为通用气体常数(单位J/mol· K),与气体种类无 关、 与状态无关 、 与过程无关。
工程热力学知识总结
S dEW m ++⎪⎭⎫δδ111.BT w m =22式中22wm —分子平移运动的动能,其中m 是一个分子的质量,w 是分子平移运动的均方根速度; B —比例常数;T —气体的热力学温度。
2.t T +=273压 力 :1.nBT w m n p 322322==式中P —单位面积上的绝对压力;n —分子浓度,即单位容积内含有气体的分子数VNn =,其中N 为容积V 包含的气体分子总数。
2.fFp =F —整个容器壁受到的力,单位为牛(N );f —容器壁的总面积(m 2)。
3.g p B p +=(P >B )H B p -=(P <B )式中 B —当地大气压力P g —高于当地大气压力时的相对压力,称表压力;H —低于当地大气压力时的相对压力,称为真空值。
比容: 1.mV v = m 3/kg式中 V —工质的容积m —工质的质量2.1=v ρ 式中 ρ—工质的密度kg/m3v —工质的比容m 3/kg热力循环:⎰⎰=w q δδ多变过程:凡过程方程为=n pv 常数的过程,称为多变过程。
定容过程:定量工质容积保持不变时的热力过程称为定容过程。
定压过程:定量工质压力保持不变时的热力过程称为定压过程。
定温过程:定量工质温度保持不变时的热力过程称为定温过程。
单级活塞式压气机工作原理:吸气过程、压缩过程、排气过程,活塞每往返一次,完成以上三个过程。
活塞式压气机的容积效率:活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比,称为容积效率。
活塞式压气机的余隙:为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞,在汽缸端盖与活塞行程终点间留有一定的余隙,称为余隙容积,简称余隙。
最佳增压比:使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时,各级的增压比称为最佳增压比。
压气机的效率:在相同的初态及增压比条件下,可逆压缩过程中压气机所消耗的功与实际不可逆压缩过程中压气机所消耗的功之比,称为压气机的效率。
热机循环:若循环的结果是工质将外界的热能在一定条件下连续不断地转变为机械能,则此循环称为热机循环。
工程热力学知识点(精心整理)
(×)湿饱和蒸汽的焓等于饱和水的焓加上干度乘以汽化过程中饱和水变成干饱蒸汽所吸收的热量。
(×)理想气体经历一可逆定温过程,由于温度不变,则工质不可能与外界交换热量。
13、在绝热良好的房间内,有一台设备完好的冰箱在工作,在炎热的夏天打开冰箱,人会感到凉爽,问室内温度是否会越来越低?请用热力学原理加以解释。
CQ>0, ΔU>0 , W=0DQ=( D )。
A适用于任意循环;
(×)熵增可用来度量过程的不可逆性,所以熵增加的过程必是不可逆过程,
(√)某理想气体经历了一个内能不变的热力过程,则该过程中工质的焓变也为零。
(×)容器中气体的压力没有变化,则安装在容器上的压力表读数也不变。
(×)水蒸气的定温过程中,能满足 q = w的关系式。
(√)在临界点上,饱和液体的焓一定等于干饱和蒸汽的焓。
6、 对与有活塞的封闭系统,下列说法是否正确?
1) 气体吸热后一定膨胀,内能一定增加。
答:根据热力学第一定律,气体吸热可能使内能增加,也可能对外做功,或者两者同时进行;关键是吸热量能否完全转变为功,由于气体的定温膨胀过程可使得吸收的热量完全转化为功,内能不增加,所以说法错误。
2)气体膨胀时一定对外做功。
C. ηA<ηB D.不能确定.
(4)、在闭口绝热系中进行的一切过程,必定使系统的熵( D )
A 增大. B 减少.
C. 不变 D. 不能确定
(5)、在房间内温度与环境温度一定的条件下,冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比,从热力学观点看( A )
A.热泵取暖合理. B.电炉取暖合理.
C.二者效果一样. D.不能确定.
(6)、闭口系能量方程为( D )
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结一、热力学基本概念1.1 系统和环境1.2 状态量和过程量1.3 定态和非定态过程1.4 热平衡和热力学温度二、热力学第一定律2.1 能量守恒原理2.2 内能和焓2.3 热机效率和制冷系数三、热力学第二定律3.1 熵的概念与意义3.2 熵增原理与熵减原理3.3 卡诺循环及其效率四、物质的状态方程及其应用4.1 物态方程的概念与分类4.2 伯努利方程及其应用4.3 范德华方程及其应用五、相变热力学基础知识5.1 相变的基本概念5.2 相变过程中的物态方程5.3 相变焓和相变熵六、理想气体状态方程及其应用6.1 理想气体状态方程6.2 绝热过程中理想气体的温度压强关系6.3 恒容过程中理想气体内能变化七、混合气体热力学基础知识7.1 混合气体的概念7.2 混合气体的状态方程7.3 理想混合气体的热力学性质八、化学反应热力学基础知识8.1 化学反应的基本概念8.2 化学反应焓变和熵变8.3 反应平衡条件及其判定九、传热基础知识9.1 传热方式及其特点9.2 热传导方程及其解法9.3 对流传热及其换热系数十、工程热力学分析方法10.1 理想循环分析方法10.2 实际循环分析方法10.3 燃料空气循环分析方法十一、工程热力学实际应用11.1 能量转换装置的工作原理与性能分析11.2 能量转换装置的优化设计与运行控制11.3 工业过程中能量利用与节能技术总结:本文介绍了工程热力学知识点,包括了基本概念、第一定律和第二定律、物质状态方程及其应用、相变热力学基础知识、理想气体状态方程及其应用、混合气体热力学基础知识、化学反应热力学基础知识、传热基础知识、工程热力学分析方法和工程热力学实际应用。
这些知识点是工程热力学的核心内容,对于掌握能源转换与利用技术以及节能减排具有重要意义。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
热力学的基本概念包括系统、界面、过程、平衡状态、状态方程等。
2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表述,它表示能量的增量等于传热和做功的总和。
数学表达式为ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示热的传递,W表示外界对系统做功。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了自然界中存在的一种过程的不可逆性,即熵增原理。
它指出孤立系统的熵总是增加或保持不变,不会减少。
熵增原理对热能转化和能量传递的方向提供了限制。
4. 热力学循环热力学循环是一系列热力学过程组成的闭合路径,通过这个路径,系统经历一系列状态变化,最终回到初始状态。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
5. 热力学性质热力学性质是用来描述物质宏观状态的物理量,常用的热力学性质包括温度、压力、内能、焓、熵等。
它们与热力学过程和相变有着密切的关系。
6. 热力学方程热力学方程是用来描述物质宏观状态的数学关系。
常见的热力学方程有状态方程(如理想气体状态方程)、焓的变化方程、熵的变化方程等。
这些方程对于分析和计算热力学过程非常重要。
7. 理想气体理想气体是热力学中一种理想的气体模型。
在理想气体状态方程中,气体的压力、体积和温度之间满足理想气体方程。
理想气体模型对于理解和研究气体性质和行为非常有用。
8. 发动机热力学循环发动机热力学循环是指内燃机和外燃机中进行热能转换的一系列过程。
常见的发动机热力学循环有奥托循环、迪塞尔循环等。
通过研究发动机热力学循环,可以优化发动机的效率和性能。
9. 相变热力学相变热力学研究物质由一种相态转变为另一种相态的过程。
相变热力学包括液体-气体相变、固体-液体相变、固体-气体相变等。
了解相变热力学对于理解物质的性质和行为具有重要意义。
总结:工程热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
工程热力学知识点电子版
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1.热力学基本概念:包括热力学系统、态函数、过程、平衡等基本概念。
2.热力学定律:包括热平衡第一定律(能量守恒),热平衡第二定律(熵增原理)以及热平衡第三定律(绝对零度定律)。
3.理想气体的热力学性质:包括状态方程、卡诺循环、理想气体的内能、焓、熵等性质,以及理想气体的不可逆过程等。
4.热功学:包括热力学势、热力学基本方程、热力学关系、开放系统
的热力学分析等。
5.蒸汽循环与汽轮机:包括蒸汽循环的基本原理、热力学效率、汽轮
机的工作原理和热力学分析等。
6.冷热交换过程:包括传热方式、传热定律、传热设备的热力学设计等。
7.蒸发和冷凝:包括蒸发和冷凝的热力学原理、热传导、传质机制等。
8.混合物与溶液的热力学性质:包括理想混合物的热力学分析、溶解度、等温吸收和等温蒸馏等。
9.平衡态的热力学:包括平衡态判定、化学反应的平衡和平衡常数等。
10.非平衡态的热力学:包括非平衡态的基本概念、非平衡态热力学
平衡准则等。
11.热力学循环与工作系统:包括往复式热机循环(如柴油循环、克
氏循环等)、蒸汽循环的分析、制冷循环等。
以上仅列举了一些工程热力学的基本知识点,具体内容还包括一些相关的热力学计算方法和应用,如热力学分析软件的应用、能源转化系统的分析等。
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第一章基本概念1. 基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度(T)、压力(P)、比容(u )或密度(p )、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
工程热力学知识点
工程热力学复习知识点一、知识点基本概念的理解和应用(约占40%),基本原理的应用和热力学分析能力的考核(约占60%)。
1. 基本概念掌握和理解:热力学系统(包括热力系,边界,工质的概念。
热力系的分类:开口系,闭口系,孤立系统)。
掌握和理解:状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。
状态参数及其特性。
制冷循环和热泵循环的概念区别。
理解并会简单计算:系统的能量,热量和功(与热力学两个定律结合)。
2. 热力学第一定律掌握和理解:热力学第一定律的实质。
理解并会应用基本公式计算:热力学第一定律的基本表达式。
闭口系能量方程。
热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。
稳态稳流的能量方程。
理解并掌握:焓、技术功及几种功的关系(包括体积变化功、流动功、轴功、技术功)。
3. 热力学第二定律掌握和理解:可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。
掌握和理解:热力学第二定律及其表述(克劳修斯表述,开尔文表述等)。
卡诺循环和卡诺定理。
掌握和理解:熵(熵参数的引入,克劳修斯不等式,熵的状态参数特性)。
理解并会分析:熵产原理与孤立系熵增原理,以及它们的数学表达式。
热力系的熵方程(闭口系熵方程,开口系熵方程)。
温-熵图的分析及应用。
理解并会计算:学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。
4. 理想气体的热力性质熟悉和了解:理想气体模型。
理解并掌握:理想气体状态方程及通用气体常数。
理想气体的比热。
理解并会计算:理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体可逆过程中,定容过程,定压过程,定温过程和定熵过程的过程特点,过程功,技术功和热量计算。
5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题理解并掌握:蒸汽的热力性质(包括有关蒸汽的各种术语及其意义。
例如:汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等)。
蒸汽的定压发生过程(包括其在p-v 和T-s 图上的一点、二线、三区和五态)。
理解并掌握:绝热节流的现象及特点6. 蒸汽动力循环理解计算:蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。
工程热力学知识点
工程热力学知识点1.热力学系统热力学系统是指被研究的物体或装置,可以根据其与周围环境的热交换和物质交换情况划分为开放系统、封闭系统和孤立系统。
2.状态方程和状态变化状态方程描述了热力学系统的状态,可以通过物质的温度、压力和体积等物理量进行定义。
状态变化是热力学系统从一个状态到另一个状态的过程,可以通过热力学过程描述。
3.热力学过程热力学过程是热力学系统从一个状态到另一个状态的变化过程。
常见的热力学过程包括等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程。
热力学过程可以通过热力学循环描述,常见的热力学循环包括卡诺循环和斯特林循环等。
4.热力学定律热力学定律是热力学系统行为的基本规律。
包括热力学第一定律(能量守恒定律)、热力学第二定律(熵增加定律)和热力学第三定律(绝对零度定律)。
5.热力学性质热力学性质是描述热力学系统的特性的物理量。
常见的热力学性质包括温度、压力、体积、内能、焓等。
这些性质对于研究热力学过程和热力学系统的行为具有重要意义。
6.理想气体状态方程理想气体状态方程是描述理想气体状态的基本关系。
根据理想气体状态方程,可以推导出玻意耳-马略特定律和查理定律等关系。
理想气体状态方程对于研究气体的性质和行为具有重要意义。
7.熵和热力学效率熵是一个描述系统无序程度的物理量,也是热力学第二定律的核心概念。
热力学效率是衡量能量转化的有效性的指标,它可以通过熵增加原理计算和分析。
8.热力学循环和工质流程热力学循环是一系列热力学过程的组合,通常用来描述热力学系统的能量转化过程。
工质流程是热力学系统中流动的工质的循环或非循环过程。
以上是工程热力学的一些重要知识点。
工程热力学的应用广泛,包括能源转化设备、制冷空调设备、热力发电系统等。
通过对热力学系统特性、能量转移和能量转化的研究,可以优化工程设备和能源利用效率,提高系统的性能和可靠性。
工程热力学知识点
工程热力学复习知识点一、知识点基本概念的理解和应用(约占40%),基本原理的应用和热力学分析能力的考核(约占60%)。
1. 基本概念掌握和理解:热力学系统(包括热力系,边界,工质的概念。
热力系的分类:开口系,闭口系,孤立系统)。
掌握和理解:状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。
状态参数及其特性。
制冷循环和热泵循环的概念区别。
理解并会简单计算:系统的能量,热量和功(与热力学两个定律结合)。
2. 热力学第一定律掌握和理解:热力学第一定律的实质。
理解并会应用基本公式计算:热力学第一定律的基本表达式。
闭口系能量方程。
热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。
稳态稳流的能量方程。
理解并掌握:焓、技术功及几种功的关系(包括体积变化功、流动功、轴功、技术功)。
3. 热力学第二定律掌握和理解:可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。
掌握和理解:热力学第二定律及其表述(克劳修斯表述,开尔文表述等)。
卡诺循环和卡诺定理。
掌握和理解:熵(熵参数的引入,克劳修斯不等式,熵的状态参数特性)。
理解并会分析:熵产原理与孤立系熵增原理,以及它们的数学表达式。
热力系的熵方程(闭口系熵方程,开口系熵方程)。
温-熵图的分析及应用。
理解并会计算:学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。
4. 理想气体的热力性质熟悉和了解:理想气体模型。
理解并掌握:理想气体状态方程及通用气体常数。
理想气体的比热。
理解并会计算:理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体可逆过程中,定容过程,定压过程,定温过程和定熵过程的过程特点,过程功,技术功和热量计算。
5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题理解并掌握:蒸汽的热力性质(包括有关蒸汽的各种术语及其意义。
例如:汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等)。
蒸汽的定压发生过程(包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态)。
理解并掌握:绝热节流的现象及特点6. 蒸汽动力循环理解计算:蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。
工程热力学基本知识点
第一章基本概念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统;边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界;外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境;闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量;开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面; 绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统;孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统;单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系;复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统;单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系; 多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系;均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系;非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系;热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态;平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态;状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数;如温度T、压力P、比容υ或密度ρ、内能u、焓h、熵s、自由能f、自由焓g等;基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数;温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映;热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡; 压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强;相对压力:相对于大气环境所测得的压力;如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力;比容:单位质量工质所具有的容积,称为工质的比容;密度:单位容积的工质所具有的质量,称为工质的密度;强度性参数:系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同,与质量多少无关,没有可加性,如温度、压力等;在热力过程中,强度性参数起着推动力作用,称为广义力或势;广延性参数:整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和,如系统的容积、内能、焓、熵等;在热力过程中,广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用,称为广义位移; 准静态过程:过程进行得非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态,整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成,并称之为准静态过程; 可逆过程:当系统进行正、反两个过程后,系统与外界均能完全回复到初始状态,这样的过程称为可逆过程;膨胀功:由于系统容积发生变化增大或缩小而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功,也称容积功;热量:通过热力系边界所传递的除功之外的能量; 热力循环:工质从某一初态开始,经历一系列状态变化,最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环,简称循环;2.常用公式状态参数:1212xxdx-=⎰⎰=0dx状态参数是状态的函数,对应一定的状态,状态参数都有唯一确定的数值,工质在热力过程中发生状态变化时,由初状态经过不同路径,最后到达终点,其参数的变化值,仅与初、终状态有关,而与状态变化的途径无关;温 度 :1.BT w m =22式中22w m —分子平移运动的动能,其中m 是一个分子的质量,w 是分子平移运动的均方根速度; B —比例常数;T —气体的热力学温度;2.t T +=273压 力 :1.nBT w m n p 322322==式中P —单位面积上的绝对压力;n —分子浓度,即单位容积内含有气体的分子数VNn =,其中N 为容积V 包含的气体分子总数; 2.fFp =F —整个容器壁受到的力,单位为牛N ;f —容器壁的总面积m 2;3.g p B p +=P >BH B p -=P <B式中 B —当地大气压力P g —高于当地大气压力时的相对压力,称表压力;H —低于当地大气压力时的相对压力,称为真空值; 比容: 1.mV v = m 3/kg式中 V —工质的容积m —工质的质量2.1=v ρ 式中 ρ—工质的密度kg/m3v —工质的比容m 3/kg热力循环:⎰⎰=w q δδ或∑=∆0u ,⎰=0du循环热效率:12121101q q q q q q w t -=-==η 式中 q 1—工质从热源吸热;q 2—工质向冷源放热;w 0—循环所作的净功;制冷系数:212021q q q w q -==ε 式中 q 1—工质向热源放出热量;q 2—工质从冷源吸取热量;w 0—循环所作的净功;供热系数:211012q q q w q -==ε 式中 q 1—工质向热源放出热量q 2—工质从冷源吸取热量w 0—循环所作的净功第二章 气体的热力性质 1.基本概念理想气体:气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力引力和斥力、不占有体积的质点所构成;比热:单位物量的物体,温度升高或降低1K1℃所吸收或放出的热量,称为该物体的比热;定容比热:在定容情况下,单位物量的物体,温度变化1K1℃所吸收或放出的热量,称为该物体的定容比热;定压比热:在定压情况下,单位物量的物体,温度变化1K1℃所吸收或放出的热量,称为该物体的定压比热;定压质量比热:在定压过程中,单位质量的物体,当其温度变化1K1℃时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压质量比热;定压容积比热:在定压过程中,单位容积的物体,当其温度变化1K1℃时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压容积比热;定压摩尔比热:在定压过程中,单位摩尔的物体,当其温度变化1K1℃时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压摩尔比热;定容质量比热:在定容过程中,单位质量的物体,当其温度变化1K1℃时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容质量比热;定容容积比热:在定容过程中,单位容积的物体,当其温度变化1K1℃时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容容积比热;定容摩尔比热:在定容过程中,单位摩尔的物体,当其温度变化1K1℃时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容摩尔比热;混合气体的分压力:维持混合气体的温度和容积不变时,各组成气体所具有的压力;道尔顿分压定律:混合气体的总压力P 等于各组成气体分压力P i 之和;混合气体的分容积:维持混合气体的温度和压力不变时,各组成气体所具有的容积;阿密盖特分容积定律:混合气体的总容积V 等于各组成气体分容积V i 之和;混合气体的质量成分:混合气体中某组元气体的质量与混合气体总质量的比值称为混合气体的质量成分;混合气体的容积成分:混合气体中某组元气体的容积与混合气体总容积的比值称为混合气体的容积成分;混合气体的摩尔成分:混合气体中某组元气体的摩尔数与混合气体总摩尔数的比值称为混合气体的摩尔成分;对比参数:各状态参数与临界状态的同名参数的比值;对比态定律:对于满足同一对比态方程式的各种气体,对比参数r p 、r T 和r v 中若有两个相等,则第三个对比参数就一定相等,物质也就处于对应状态中; 2.常用公式 理想气体状态方程: 1.RT pv =式中 p —绝对压力 Pa v —比容m 3/kgT —热力学温度 K 适用于1千克理想气体;2.mRT pV =式中 V —质量为m kg 气体所占的容积 适用于m 千克理想气体; 3.T R pV M 0=式中 V M = M v —气体的摩尔容积,m 3/kmol ;R 0=MR —通用气体常数,J/kmol ·K适用于1千摩尔理想气体; 4.T nR pV 0=式中 V —nK mol 气体所占有的容积,m 3;n —气体的摩尔数,Mmn =,kmol适用于n 千摩尔理想气体;5.通用气体常数:R 083140=RJ/Kmol ·KR 0与气体性质、状态均无关;6.气体常数:RMM R R 83140==J/kg ·K R 与状态无关,仅决定于气体性质;7.112212p v p v T T =比热:1.比热定义式:dTqc δ=表明单位物量的物体升高或降低1K 所吸收或放出的热量;其值不仅取决于物质性质,还与气体热力的过程和所处状态有关;2.质量比热、容积比热和摩尔比热的换算关系:04.22'ρc Mcc ==式中 c —质量比热,kJ/Kg ·k 'c —容积比热,kJ/m 3·kM c —摩尔比热,kJ/Kmol ·k3.定容比热:vv vvT u dT du dTq c ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂===δ 表明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量; 4.定压比热:dTdh dTq c pp==δ 表明单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量; 5.梅耶公式:R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==-6.比热比: vp vp vp Mc Mc c c c c ===''κ1-=κκRc v 1-=κnRc p道尔顿分压定律:VT ni i n p p p p p p ,1321⎥⎦⎤⎢⎣⎡=++++=∑=阿密盖特分容积定律:PT ni i n V V V V V V ,1321⎥⎦⎤⎢⎣⎡=++++=∑=质量成分:ii m g m=1211nn i i g g g g =+++==∑容积成分: ii V r V=1211nn i i r r r r r ==++==∑ 摩尔成分: i i n x n =1211nn i i x x x x x ==+++==∑容积成分与摩尔成分关系:i i i nr x n==质量成分与容积成分:i i i i i i i i m n M M M g x r m nM M M====i i i ii i i M Rg r r r M R ρρ===折合分子量:111ni in ni i i i i i i n Mm M x M r M nn=======∑∑∑1211211nn i i niM g g g g M M M M ===+++∑折合气体常数:0010001nnii ni i ii i i R m n R R nRM R g R M mmm========∑∑∑001122n nR R R M r M r M r M ==+++12121n n r r r R R R =+++11ni i ir R==∑分压力的确定i i i Vp p r p V==i i i i i i i R Mp g p g p g p M R ρρ=== 混合气体的比热容:121nn n i ii c g g c g c ==+=∑12c +g c +混合气体的容积比热容:121'''nn n i i i c r r c rc ==+=∑12c'+r c'+混合气体的摩尔比热容:11n ni i i i i i i Mc M g c x M c ====∑∑混合气体的热力学能、焓和熵 1ni i UU ==∑ 或1ni i i U m u ==∑1n i i H H ==∑ 或 1ni i i H m h ==∑1n i i S S ==∑ 或 1ni i i S m s ==∑ 范德瓦尔Van der Waals 方程()2a p v b RTv ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭ 对于1kmol 实际气体()02M M a p V b R T V ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭ 压缩因子:id v pvz v RT==对比参数: r c TT T =, r cpp p =,r cv v v =第三章 热力学第一定律 1.基本概念热力学第一定律:能量既不能被创造,也不能被消灭,它只能从一种形式转换成另一种形式,或从一个系统转移到另一个系统,而其总量保持恒定,这一自然界普遍规律称为能量守恒与转换定律;把这一定律应用于伴有热现象的能量和转移过程,即为热力学第一定律;第一类永动机:不消耗任何能量而能连续不断作功的循环发动机,称为第一类永动机;热力学能:热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和;外储存能:也是系统储存能的一部分,取决于系统工质与外力场的相互作用如重力位能及以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量宏观动能;这两种能量统称为外储存能;轴功:系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功;流动功或推动功:当工质在流进和流出控制体界面时,后面的流体推开前面的流体而前进,这样后面的流体对前面的流体必须作推动功;因此,流动功是为维持流体通过控制体界面而传递的机械功,它是维持流体正常流动所必须传递的能量; 焓:流动工质向流动前方传递的总能量中取决于热力状态的那部分能量;对于流动工质,焓=内能+流动功,即焓具有能量意义;对于不流动工质,焓只是一个复合状态参数;稳态稳流工况:工质以恒定的流量连续不断地进出系统,系统内部及界面上各点工质的状态参数和宏观运动参数都保持一定,不随时间变化,称稳态稳流工况;技术功:在热力过程中可被直接利用来作功的能量,称为技术功;动力机:动力机是利用工质在机器中膨胀获得机械功的设备;压气机:消耗轴功使气体压缩以升高其压力的设备称为压气机;节流:流体在管道内流动,遇到突然变窄的断面,由于存在阻力使流体压力降低的现象;2.常用公式 外储存能: 宏观动能:221mc E k =重力位能:mgz E p =式中g —重力加速度;系统总储存能:1.p k E E U E ++=或mgz mc U E ++=2212.gz c u e ++=221 3.U E = 或u e =没有宏观运动,并且高度为零热力学能变化: 1.dT c duv =,⎰=∆21dT c u v适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2.)(12T T c u v -=∆适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程用定值比热计算 3.1020121221t c t c dt c dt c dt c u t vmt vmt v t v t t v ⋅-⋅=-==∆⎰⎰⎰适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程用平均比热计算 4.把()T f c v =的经验公式代入⎰=∆21dT c u v 积分;适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程用真实比热公式计算 5.∑∑====+++=ni i i ni i n u m U U U U U1121由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和,各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积; 6.⎰-=∆21pdv q u适用于任何工质,可逆过程; 7.q u =∆适用于任何工质,可逆定容过程8.⎰=∆21pdv u适用于任何工质,可逆绝热过程;9.0=∆U适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程;10.W Q U -=∆适用于mkg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程; 11.w q u -=∆适用于1kg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ适用于微元,任何工质可逆过程 13.pv h u ∆-∆=∆热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值; 焓的变化: 1.pV U H+=适用于m 千克工质2.pv u h +=适用于1千克工质 3.()T f RT u h =+=适用于理想气体4.dT c dhp =,dT c h p ⎰=∆21适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程5.)(12T T c h p -=∆适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程,用定值比热计算 6221211201t t t t t p p p pmpm t h c dt c dt c dt c t c t ∆==-=⋅-⋅⎰⎰⎰适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程用平均比热计算 7.把()T f c p =的经验公式代入⎰=∆21dT c h p 积分;适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程,用真实比热公式计算 8.∑∑====+++=ni i i n i i n h m H H H H H1121由理想气体组成的混合气体的焓等于各组成气体焓之和,各组成气体焓又可表示为单位质量焓与其质量的乘积;9.热力学第一定律能量方程CVS dE W m gz C h m gz C h Q ++⎪⎭⎫⎝⎛++-⎪⎭⎫ ⎝⎛++=δδδδ11211222222121适用于任何工质,任何热力过程;10.s w gdz dc q dh δδ---=221 适用于任何工质,稳态稳流热力过程 11.s w q dh δδ-=适用于任何工质稳态稳流过程,忽略工质动能和位能的变化;12.⎰-=∆21vdp q h适用于任何工质可逆、稳态稳流过程,忽略工质动能和位能的变化; 13.⎰-=∆21vdp h适用于任何工质可逆、稳态稳流绝热过程,忽略工质动能和位能的变化; 14.q h =∆适用于任何工质可逆、稳态稳流定压过程,忽略工质动能和位能的变化; 15.0=∆h适用于任何工质等焓或理想气体等温过程; 熵的变化: 1.⎰=∆21Tqs δ适用于任何气体,可逆过程; 2.g fs s s ∆+∆=∆f s ∆为熵流,其值可正、可负或为零;g s ∆为熵产,其值恒大于或等于零; 3.12lnT T c s v=∆理想气体、可逆定容过程 4.12lnT T c s p=∆理想气体、可逆定压过程 5.2112ln lnp pR v v R s ==∆理想气体、可逆定温过程 6.0=∆s 定熵过程121212121212ln lnln lnln ln p p c v v c p p R T T c v v R T T c s v p pv +=-=+=∆适用于理想气体、任何过程 功量:膨胀功容积功: 1.pdv w =δ 或⎰=21pdv w适用于任何工质、可逆过程 2.0=w适用于任何工质、可逆定容过程 3.()21w p v v =-适用于任何工质、可逆定压过程 4.12lnv v RT w =适用于理想气体、可逆定温过程 5.u q w ∆-=适用于任何系统,任何工质,任何过程; 6.q w =适用于理想气体定温过程; 7.u w ∆-=适用于任何气体绝热过程; 8.dT C w v ⎰-=21适用于理想气体、绝热过程 9.()()⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--=--=∆-=-k k p p k RT T T R k v p v p k uw 1121212211111111适用于理想气体、可逆绝热过程 10.()()()11111111121212211≠⎥⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎢⎣⎡⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛--=--=--=-n p p n RT T T R n v p v p n w n n 适用于理想气体、可逆多变过程 流动功: 1122v p v p w f-=推动1kg 工质进、出控制体所必须的功; 技术功: 1.s tw z g c w +∆+∆=221 热力过程中可被直接利用来作功的能量,统称为技术功; 2.s tw gdz dc w δδ++=221 适用于稳态稳流、微元热力过程 3.2211v p v p w w t-+=技术功等于膨胀功与流动功的代数和; 4.vdp w t-=δ适用于稳态稳流、微元可逆热力过程 5.⎰-=21vdp w t适用于稳态稳流、可逆过程 热量:1.TdS q =δ适用于任何工质、微元可逆过程;2.⎰=21Tds q适用于任何工质、可逆过程 3.W UQ +∆=适用于mkg 质量任何工质,开口、闭口,可逆、不可逆过程 4.w u q +∆=适用于1kg 质量任何工质,开口、闭口,可逆、不可逆过程 5.pdv du q +=δ适用于微元,任何工质可逆过程; 6.⎰+∆=21pdv uq适用于任何工质可逆过程; 7.2222212Q h C gZ m δδ⎛⎫=++-⎪⎝⎭2111112S CV h C gZ m W dE δδ⎛⎫++++ ⎪⎝⎭适用于任何工质,任何系统,任何过程; 8.s w gdz dc dh q δδ+++=221适用于微元稳态稳流过程9.t w h q +∆= 适用于稳态稳流过程 10.u q ∆=适用于任何工质定容过程 11.()12T T c q v-=适用于理想气体定容过程; 12.h q ∆=适用于任何工质定压过程 13.()12T T c q p-=适用于理想气体、定压过程 14.0=q适用于任何工质、绝热过程 15.()()1112≠---=n T T c n kn q v 适用于理想气体、多变过程第四章 理想气体的热力过程及气体压缩1.基本概念分析热力过程的一般步骤:1.依据热力过程特性建立过程方程式,p=fv ;2.确定初、终状态的基本状态参数;3.将过程线表示在p-v 图及T —s 图上,使过程直观,便于分析讨论;4.计算过程中传递的热量和功量;绝热过程:系统与外界没有热量交换情况下所进行的状态变化过程,即0=q δ或0=q 称为绝热过程; 定熵过程:系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程,称为定熵过程; 多变过程:凡过程方程为=n pv 常数的过程,称为多变过程;定容过程:定量工质容积保持不变时的热力过程称为定容过程;定压过程:定量工质压力保持不变时的热力过程称为定压过程;定温过程:定量工质温度保持不变时的热力过程称为定温过程;单级活塞式压气机工作原理:吸气过程、压缩过程、排气过程,活塞每往返一次,完成以上三个过程; 活塞式压气机的容积效率:活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比,称为容积效率;活塞式压气机的余隙:为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞,在汽缸端盖与活塞行程终点间留有一定的余隙,称为余隙容积,简称余隙; 最佳增压比:使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时,各级的增压比称为最佳增压比;压气机的效率:在相同的初态及增压比条件下,可逆压缩过程中压气机所消耗的功与实际不可逆压缩过程中压气机所消耗的功之比,称为压气机的效率; 热机循环:若循环的结果是工质将外界的热能在一定条件下连续不断地转变为机械能,则此循环称为热机循环; 气体主要热力过程的基本公式多变指数n :z 级压气机,最佳级间升压比:i 1z1p p β+=第五章 热力学第二定律 1.基本概念 热力学第二定律:开尔文说法:只冷却一个热源而连续不断作功的循环发动机是造不成功的;克劳修斯说法:热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体;第二类永动机:从单一热源取得热量,并使之完全转变为机械能而不引起其他变化的循环发动机,称为第二类永动机;孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统;孤立系统熵增原理:任何实际过程都是不可逆过程,只能沿着使孤立系统熵增加的方向进行; 定熵过程:系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程,称为定熵过程;热机循环:若循环的结果是工质将外界的热能在一定条件下连续不断地转变为机械能,则此循环称为热机循环;制冷:对物体进行冷却,使其温度低于周围环境温度,并维持这个低温称为制冷;制冷机:从低温冷藏室吸取热量排向大气所用的机械称为制冷机;热泵:将从低温热源吸取的热量传送至高温暖室所用的机械装置称为热泵;理想热机:热机内发生的一切热力过程都是可逆过程,则该热机称为理想热机;卡诺循环:在两个恒温热源间,由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成的循环,称为卡诺循环;卡诺定理:1.所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切可逆循环,其热效率都相等,与采用哪种工质无关; 2.在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环,其热效率必小于可逆循环; 自由膨胀:气体向没有阻力空间的膨胀过程,称为自由膨胀过程; 2.常用公式 熵的定义式:⎰=∆21Tqs δ J/kg K工质熵变计算:12s s s -=∆,⎰=0ds工质熵变是指工质从某一平衡状态变化到另一平衡状态熵的差值;因为熵是状态参数,两状态间的熵差对于任何过程,可逆还是不可逆都相等;1.1212ln ln v vR T T c s v +=∆理想气体、已知初、终态T 、v 值求 ΔS;2.1212ln ln P PR T T c s P -=∆理想气体已知初、终态T 、P 值求 ΔS;3.1212ln ln P Pc v v c s v P +=∆理想气体、已知初、终态P 、v 值求 ΔS; 4.固体及液体的熵变计算:12ln ,T T mc s T mcdTds =∆=5.热源熵变:TQ s =∆ 克劳修斯不等式:0≤⎰rT Qδ任何循环的克劳修斯积分永远小于零,可逆过程时等于零; 闭口系统熵方程:∑=∆=∆∆+∆=∆ni i iso sur sys iso s s s s s 1或式中: ΔS sys ——系统熵变; ΔS sur ——环境熵变;ΔS I ——某子系统熵变;开口系统熵方程:1122s m s m s s s sur sys iso -+∆+∆=∆式中:m 2s 2——工质流出系统的熵;m 1s 1——工质流入系统的熵; 不可逆作功能力损失: ISO S T W∆=∆0式中:T 0——环境温度;ΔS ISO ——孤立系统熵增;第八章 湿空气 1.基本概念湿空气:干空气和水蒸气所组成的混合气体; 饱和空气:干空气和饱和水蒸气所组成的混合气体;未饱和空气:干空气和过热水蒸气所组成的混合气体;绝对湿度:每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量;饱和绝对湿度:在一定温度下饱和空气的绝对湿度达到最大值,称为饱和绝对湿度相对湿度:湿空气的绝对湿度v ρ与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s ρ的比值含湿量比湿度:在含有1kg 干空气的湿空气中,所混有的水蒸气质量饱和度:湿空气的含湿量d 与同温下饱和空气的含湿量d s 的比值湿空气的比体积:在一定温度T 和总压力p 下,1kg 干空气和水蒸气所占有的体积湿空气的焓: 1kg 干空气的焓和水蒸气的焓的总和; 第十一章 制 冷 循 环 1.基本概念制冷:对物体进行冷却,使其温度低于周围环境的温度,并维持这个低温称为;空气压缩式制冷:将常温下较高压力的空气进行绝热膨胀,获得低温低压的空气;蒸汽喷射制冷循环:用引射器代替压缩机来压缩制冷剂,以消耗蒸汽的热能作为补偿来实现制冷的目的;蒸汽喷射制冷装置:由锅炉、引射器或喷射器、冷凝器、节流阀、蒸发器和水泵等组成;吸收式制冷:利用制冷剂液体气化吸热实现制冷,它是直接利用热能驱动,以消耗热能为补偿将热量从低温物体转移到环境中去;吸收式制冷采用的工质是两种沸点相差较大的物质组成的二元溶液,其中沸点低的物质为制冷剂,沸点高的物质为吸收剂; 热泵:是一种能源提升装置,以消耗一部分高位能机械能、电能或高温热能等为补偿,通过热力循环,把环境介质水、空气、土壤中贮存的不能直接利用的低位能量转换为可以利用的高位能;影响制冷系数的主要因素:降低制冷剂的冷凝温度即热源温度和提高蒸发温度冷源温度,都可使制冷系数增高; 2.常用公式制冷系数:210q w ε==收获消耗空气压缩式制冷系数 1122111111T p T p κκε-==-⎛⎫- ⎪⎝⎭或1121T T T ε=-卡诺循环的制冷系数:11,31c T T T ε=-习题答案2-5当外界为标准状态时,一鼓风机每小时可送300 m 3的空气,如外界的温度增高到27℃,大气压降低到,而鼓风机每小时的送风量仍为300 m 3,问鼓风机送风量的质量改变多少解:同上题2130099.3101.32512()()100021287300273v p p m m m R T T =-=-=-⨯=2-14 如果忽略空气中的稀有气体,则可以认为其质量成分为%2.232=go ,%8.762=N g ;试求空气的折合分子量、气体常数、容积成分及在标准状态下的比容和密度; 解:折合分子量28768.032232.011+==∑ii Mg M =气体常数86.2883140==M R R =288)/(K kg J • 容积成分2/22Mo M g r o o ==% =2N r1-%=%标准状态下的比容和密度4.2286.284.22==M ρ= kg /m 3ρ1=v = m 3/kg2—181天然气在标准状态下的密度;2各组成气体在标准状态下的分压力; 解:1密度(97160.6300.18440.18580.2441.8328)/100i i M rM ==⨯+⨯+⨯+⨯+⨯+⨯∑ =30/736.04.2248.164.22m kg M ===ρ 2各组成气体在标准状态下分压力 因为:p r p i i ===325.101*%974CH p3-8 容积由隔板分成两部分,左边盛有压力为600kPa,温度为27℃的空气,右边为真空,容积为左边5倍;将隔板抽出后,空气迅速膨胀充满整个容器;试求容器内最终压力和温度;设膨胀是在绝热下进行的;解:热力系:左边的空气 系统:整个容器为闭口系统 过程特征:绝热,自由膨胀 根据闭口系统能量方程WU Q +∆=绝热0=Q自由膨胀W =0 因此ΔU=0。
工程热力学知识总结
工程热力学知识总结第一章基本概念1.基本观点热力系统:用界面将所要研究的对象与四周环境分分开来,这类人为分开的研究对象,称为热力系统,简称系统。
界限:分开系统与外界的分界面,称为界限。
外界:界限以外与系统互相作用的物体,称为外界或环境。
闭嘴系统:没有物质穿过界限的系统称为闭嘴系统,也称控制质量。
张口系统:有物质流穿过界限的系统称为张口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传达,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传达和物质互换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上构成的系统称为复相系,如固、液、气构成的三相系统。
单元系:由一种化学成分构成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不一样化学成分构成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀散布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀散布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬时表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
均衡状态:系统在不受外界影响的条件下,假如宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时成立了热的和力的均衡,这时系统的状态称为热力均衡状态,简称为均衡状态。
状态参数:描绘工质状态特征的各样物理量称为工质的状态参数。
如温度(T)、压力( P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f )、自由焓( g)等。
基本状态参数:在工质的状态参数中,此中温度、压力、比容或密度能够直接或间接地用仪表丈量出来,称为基本状态参数。
温度:是描绘系统热力均衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大批微观分子热运动的强弱程度的宏观反应。
w1p1v1p2v2n11R T1Tn12n 1RT11p2nn 1n1p1合用于理想气体、可逆多变过程流动功 :w f p2 v2p1v1推进 1kg 工质进、出控制体所一定的功。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结一、基本概念1. 热力学系统热力学系统是指研究对象的范围,可以是一个物体、一个系统或者多个系统的组合。
根据系统与外界的物质交换和能量交换情况,将系统分为封闭系统、开放系统和孤立系统。
2. 热力学状态热力学状态是指系统的一种特定状态,由系统的几个宏观性质确定。
常用的状态参数有温度、压力、体积和能量等。
3. 热力学过程热力学过程是系统在一定条件下的状态变化。
常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等压过程和等容过程等。
4. 热力学平衡系统的平衡是指系统内各部分之间不存在宏观的能量或物质的不均匀性。
在平衡状态下,系统内各部分之间的宏观性质是不发生变化的。
5. 热力学势函数热力学势函数是描述系统平衡状态的函数,常见的有内能、焓、自由能和吉布斯自由能等。
二、热力学定律1. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热力学表述。
它可以表述为:系统的内能变化等于系统对外界所做的功与系统吸收的热的代数之和。
2. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学中一个非常重要的定律,它对能量转化的方向和效率进行了限制。
根据热力学第二定律,系统内部永远不会自发地将热量从低温物体传递到高温物体,这就是热机不能做功的原因。
3. 卡诺定理卡诺定理是热力学第二定律的一种推论,它指出在两个恒温热源之间进行热机循环时,效率最高的情况是卡诺循环。
4. 热力学第三定律热力学第三定律规定了在温度接近绝对零度时热容为零,即系统的熵在绝对零度时为常数。
三、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是一种理想的热机循环,它采用绝热和等温两个可逆过程。
卡诺循环的效率是所有热机循环中最高的。
2. 斯特林循环斯特林循环是一种理想的外燃循环,它采用绝热和等温两个可逆过程。
斯特林循环比卡诺循环的效率低一些,但是实际上,在制冷机中应用得比较广泛。
3. 布雷顿循环布雷顿循环是一种理想的内燃循环,它采用等容和等压两个可逆过程。
布雷顿循环是内燃机的工作循环,应用比较广泛。
工程热力学 基本知识点
第一章基本概念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
(完整版)工程热力学知识总结
第一章基本概念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点很多,同学们需要多进行归纳总结,下面给大家整理了,欢迎阅读!第一章、基本概念1、边界边界有一个特点(可变性):可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统(重要!)六种系统分别是:开(闭)口系统、绝热(非绝热)系统、孤立(非孤立)系统。
a.系统与外界通过边界:功交换、热交换和物质交换.b.闭口系统不一定绝热,但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易,不影响结果。
3、三参数方程=B+Pg=B-H这两个方程的使用,首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压,即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。
正用1,负用2。
ps.《工程热力学(第六版)》书8页的系统,边界,外界有详细定义。
第二章、气体热力性质1、各种热力学物理量P:压强[单位Pa]v:比容(单位m^3/kg)R:气体常数(单位J/(kg*K))书25页T:温度(单位K)m:质量(单位kg)V:体积(单位m^3)M:物质的摩尔质量(单位mol)R:/(kmol*K),气体普实常数2、理想气体方程:Pv=RTPV=m*R。
*T/MQv=Cv*dTQp=Cp*dTCp-Cv=R另外求比热可以用直线差值法!第三章、热力学第一定律1、闭口系统:Q=W+△U微元:δq=δw+du (注:这个δ是过程量的微元符号)2、闭口绝热δw+du=03、闭口可逆δq=Pdv+du4、闭口等温δq=δw5、闭口可逆定容δq=du6、理想气体的热力学能公式dU=Cv*dT一切过程都适用。
为什么呢?因为U是个状态量,只与始末状态有关、与过程无关。
U是与T相关的单值函数,实际气体只有定容才可以用6、开口系统ps.公式在书46页(3-12)7、推动功Wf=P2V2-P1V1(算是一个分子流动所需要的微观的能量)a、推动功不是一个过程量,而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
b、推动功不能够被我们所利用,其存在的唯一价值是使气体流动成为开系。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念1.1 热力学系统:研究对象,与周围环境有能量和物质交换。
1.2 环境:系统之外的一切,与系统形成对比。
1.3 边界:系统与环境之间的分界线。
1.4 状态:系统在某一时刻宏观性质的集合。
1.5 平衡态:系统状态不随时间变化的状态。
1.6 过程:系统从一个平衡态到另一个平衡态的演变。
2. 热力学第一定律2.1 能量守恒:系统内能量的变化等于热量与功的和。
2.2 内能:系统内部微观粒子动能和势能的总和。
2.3 热量:系统与环境之间由于温度差而交换的能量。
2.4 功:系统对环境或其他系统施加的力与其位移的乘积。
2.5 热力学第一定律公式:ΔU = Q - W。
3. 热力学第二定律3.1 熵:系统无序度的量度,是不可逆过程的度量。
3.2 孤立系统:不与外界交换能量或物质的系统。
3.3 熵增原理:孤立系统熵永不减少。
3.4 卡诺定理:所有热机的最大效率由卡诺循环确定。
4. 热力学性质4.1 温度:系统热动能的度量,是热力学过程的驱动力。
4.2 压力:分子对容器壁单位面积的平均作用力。
4.3 体积:系统占据的空间大小。
4.4 比热容:单位质量的物质温度升高1K所需吸收的热量。
4.5 热容:系统温度升高1K所需吸收的热量。
5. 理想气体行为5.1 理想气体状态方程:PV = nRT。
5.2 摩尔体积:1摩尔理想气体在标准状态下的体积。
5.3 气体常数:理想气体状态方程中的常数R。
5.4 马略特定律:理想气体在恒定温度下,体积与压力成正比。
5.5 波义耳定律:在恒温条件下,理想气体的压强与其体积成反比。
6. 热力学循环6.1 卡诺循环:理想化的热机循环,由四个可逆过程组成。
6.2 奥托循环:内燃机的理想循环,包括等容加热、绝热膨胀、等容放热和绝热压缩。
6.3 朗肯循环:蒸汽动力循环,包括泵吸、锅炉加热、涡轮膨胀和冷凝器排热。
7. 相变与潜热7.1 相变:物质从一种相态转变为另一种相态的过程。
工程热力学基本知识点
第一章根本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质某某匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度〔T〕、压力〔P〕、比容〔υ〕或密度〔ρ〕、内能〔u〕、焓〔h〕、熵〔s〕、自由能〔f〕、自由焓〔g〕等。
根本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为根本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,如此它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。
工程热力学知识点
工程热力学知识点1.热力学系统:热力学系统是指研究对象的一部分,可以是一个物体、一堆物体或者由物质组成的一部分空间。
根据与外界的能量交换情况,热力学系统可分为开放系统、封闭系统和孤立系统。
2.热力学性质:热力学性质指描述热力学系统状态的物理量,包括温度、压力、体积、能量等。
温度是衡量系统热平衡程度的物理量,通常用摄氏度或开尔文度量;压力是物质单位面积上的力,常用帕斯卡表示。
3.热平衡和热平衡态:当一个系统与外界无能量和物质交换,且系统各个部分之间没有内部驱动力时,系统处于热平衡态。
在热平衡态下,系统各点的温度相等。
4.热力学过程:热力学过程是指研究对象从一个状态到另一个状态的转变。
常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程。
5.理想气体状态方程:理想气体状态方程描述了理想气体的状态。
根据理想气体状态方程,PV=nRT,其中P为气体压力,V为气体体积,n为气体物质的摩尔数,R为气体常数,T为气体的绝对温度。
6.热力学第一定律:热力学第一定律也称能量守恒定律,它表明能量在系统中的转换是不会消失的,只会从一种形式转化为另一种形式。
7.热力学第二定律:热力学第二定律是关于热能转化的限制性规律,它确立了自然界中热能转化的方向,即热量只能从高温物体传向低温物体。
8.热力学循环:热力学循环是指一系列经历各种热力学过程的系统,最终回到初始状态。
常见的热力学循环有卡诺循环、布雷顿循环等。
9.温度计和热工计量:温度计是测量温度的仪器,根据热胀冷缩原理,例如温度计中的水银柱上浮下沉来表示温度的高低。
热工计量是测量热力学过程中能量转换的仪器,例如蒸汽流量计和压力计等。
10.热力学循环的效率:热力学循环的效率是指从热量到机械能转化的效率,表示为循环获得的净功与输入的热量之比。
根据卡诺定理,所有工作于相同温度范围内的可逆循环具有相同的效率,而实际循环的效率往往低于理论值。
综上所述,这些是工程热力学的一些重要知识点,热力学是研究能量转化和利用的基础,对于工程学科的学习和应用具有重要意义。
工程热力学知识点汇总
工程热力学复习知识点一、知识点基本概念的理解和应用(约占40%),基本原理的应用和热力学分析能力的考核(约占60%)。
1. 基本概念掌握和理解:热力学系统(包括热力系,边界,工质的概念。
热力系的分类:开口系,闭口系,孤立系统)。
掌握和理解:状态及平衡状态, 实现平衡状态的充要条件。
状态参数及其特性。
制冷循环和热泵循环的概念区别。
理解并会简单计算:系统的能量,热量和功(与热力学两个定律结合)。
2. 热力学第一定律掌握和理解:热力学第一定律的实质。
理解并会应用基本公式计算:热力学第一定律的基本表达式。
闭口系能量方程。
热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。
稳态稳流的能量方程。
理解并掌握:焓、技术功及几种功的关系(包括体积变化功、流动功、轴功、技术功)。
3. 热力学第二定律掌握和理解:可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。
掌握和理解:热力学第二定律及其表述(克劳修斯表述,开尔文表述等)。
卡诺循环和卡诺定理。
掌握和理解:熵(熵参数的引入,克劳修斯不等式,熵的状态参数特性)。
理解并会分析:熵产原理与孤立系熵增原理,以及它们的数学表达式。
热力系的熵方程(闭口系熵方程,开口系熵方程)。
温- 熵图的分析及应用。
理解并会计算:学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。
4. 理想气体的热力性质熟悉和了解:理想气体模型。
理解并掌握:理想气体状态方程及通用气体常数。
理想气体的比热。
理解并会计算:理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体可逆过程中,定容过程,定压过程,定温过程和定熵过程的过程特点,过程功,技术功和热量计算。
5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题理解并掌握:蒸汽的热力性质(包括有关蒸汽的各种术语及其意义。
例如:汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等)。
蒸汽的定压发生过程(包括其在p-v 和T-s 图上的一点、二线、三区和五态)。
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工程热力学知识点-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN工程热力学复习知识点一、知识点基本概念的理解和应用(约占40%),基本原理的应用和热力学分析能力的考核(约占60%)。
1. 基本概念掌握和理解:热力学系统(包括热力系,边界,工质的概念。
热力系的分类:开口系,闭口系,孤立系统)。
掌握和理解:状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。
状态参数及其特性。
制冷循环和热泵循环的概念区别。
理解并会简单计算:系统的能量,热量和功(与热力学两个定律结合)。
2. 热力学第一定律掌握和理解:热力学第一定律的实质。
理解并会应用基本公式计算:热力学第一定律的基本表达式。
闭口系能量方程。
热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。
稳态稳流的能量方程。
理解并掌握:焓、技术功及几种功的关系(包括体积变化功、流动功、轴功、技术功)。
3. 热力学第二定律掌握和理解:可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。
掌握和理解:热力学第二定律及其表述(克劳修斯表述,开尔文表述等)。
卡诺循环和卡诺定理。
掌握和理解:熵(熵参数的引入,克劳修斯不等式,熵的状态参数特性)。
理解并会分析:熵产原理与孤立系熵增原理,以及它们的数学表达式。
热力系的熵方程(闭口系熵方程,开口系熵方程)。
温-熵图的分析及应用。
理解并会计算:学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。
4. 理想气体的热力性质熟悉和了解:理想气体模型。
理解并掌握:理想气体状态方程及通用气体常数。
理想气体的比热。
理解并会计算:理想气体的内能、焓、熵及其计算。
理想气体可逆过程中,定容过程,定压过程,定温过程和定熵过程的过程特点,过程功,技术功和热量计算。
5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题理解并掌握:蒸汽的热力性质(包括有关蒸汽的各种术语及其意义。
例如:汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等)。
蒸汽的定压发生过程(包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态)。
理解并掌握:绝热节流的现象及特点6. 蒸汽动力循环理解计算:蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。
能够在T-S图上表示出过程,提高蒸汽动力装置循环热效率的各种途径(包括改变初蒸汽参数和降低背压、再热和回热循环)。
7、制冷与热泵循环理解、掌握并会计算:空气压缩制冷循环,蒸汽压缩制冷循环的热力计算及制冷系数分析。
能够在T-S图上表示出过程,提高制冷系数和热泵系数的途径,分析热泵循环和制冷循环的区别和联系。
二、典型题解概念题:1、过热蒸汽的温度是否一定很高未饱和水的温度是否一定很低答:过热蒸汽、未饱和水是这样定义的,当蒸汽的温度高于其压力对应的饱和温度时称作过热蒸汽,其压力下t > ts ;当温度低于其压力对应的饱和温度t < ts 时,则工质的相态一定是液态,则称其为未饱和水。
因此,过热蒸汽不一定温度很高,未饱和水未必温度很低,它们都是相对于其环境压力所对应的饱和温度而言的状态。
2、在h-s图上,能否标出下列水和蒸汽的状态点(1)焓为h1的未饱和水;(2)焓为h2的饱和水;(3)参数为p1、t1的湿蒸汽;(4)压力为p的干蒸汽;(5)水、汽性质相同的状态。
3、填空4、判断下列过程中那些是可逆的;不可逆的;可以是可逆的。
并扼要说明不可逆原因。
(1)对刚性容器内的水加热,使其在恒温下蒸发。
(2)对刚性容器内的水作功,使其在恒温下蒸发。
(3)对刚性容器中的空气缓慢加热,使其从50℃升温到100℃解:(1)可以是可逆过程,也可以是不可逆过程,取决于热源温度与温是否相等。
水若两者不等,则存在外部的传热不可逆因素,便是不可逆过程。
(2)对刚性容器的水作功,只可能是搅拌功,伴有摩擦扰动,因而有内不可逆因素,是不可逆过程。
(3)可以是可逆的,也可以是不可逆的,取决于热源温度与空气温度是否随时相等或保持无限小的温差。
5、绝热容器内有一定气体,外界通过容器内的叶轮向气体加入w kJ 的功。
若气体视为理想气体,试分析气体内能的内能,焓,温度,熵如何变化答:根据热力学第一定律,外界所做的功全部转化成为内能的增量,因而内能,焓,温度均增加;该过程不可逆,熵也增加。
6、对与有活塞的封闭系统,下列说法是否正确1) 气体吸热后一定膨胀,内能一定增加。
答:根据热力学第一定律,气体吸热可能使内能增加,也可能对外做功,或者两者同时进行;关键是吸热量能否完全转变为功,由于气体的定温膨胀过程可使得吸收的热量完全转化为功,内能不增加,所以说法错误。
2)气体膨胀时一定对外做功。
答:一般情况下,气体膨胀时候要对外做功,但当气体向真空中膨胀时候,由于外力为零,所以功也为零。
3)气体对外做功,内能一定减少。
答:根据热力学第一定律,在定温条件下,气体可以吸收热量并全部转化为功,从而保持内能不变。
7、焓的物理意义是什么答:焓的定义式:焓=内能+流动功 H=U+pV焓的物理意义:1. 对流动工质(开口系统)工质流动时与外界传递与其热力状态有关的总能量。
2. 对不流动工质(闭口系统)仍然存在但仅是一个复合的状态参数。
8、熵的物理含义答:定义:熵 可逆过程物理意义:熵的变化反应可逆过程热交换的方向和大小。
系统可逆的从外界吸热,系统熵增加;系统可逆的向外界放热,系统熵减少;可逆绝热过程,系统熵不变。
9、判断下列说法对吗系统吸热,其熵一定增大;系统放热,其熵一定减小。
答:熵变=熵流+熵产,所以,前半句对,后半句错误。
10、孤立系熵增原理是什么怎么应用答:孤立系统熵增原理:孤立系统内所进行的一切实际过程(不可逆过程)都朝着使系统熵增加的方向进行;在极限情况下(可逆过程),系统的熵维持不变;任何使系统熵减小的过程是不肯能。
即过程进行到某一阶段,再不能使熵增大了,也就是系统的熵值达到了最大值,就是过程进行的限度。
等号适用于可逆过程,大于号适用于不可逆过程。
表明孤立系统的熵变化只取决于系统内各过程的不可逆程度。
≥=+=g g f iso dS dS dS dS )(TQ dS δ=注意:如果涉及环境温度,由于环境是一个很大的热源,无论它吸收或者放出多少热量,都认为环境温度是不变的。
11、讨论使热由低温热源传向高温热源的过程能否实现12、下列说法正确的在括号内划“√”,不正确划“×”。
(×)定质量系统一定是闭口系统。
(×)闭口系统不作膨胀功的过程必是等容过程。
(√)理想气体任何过程的内能变量总以Δu=∫12 c v dT进行计算。
(√) dh= c p dT只适用于理想气体、任何过程。
(×)闭口系统发生放热过程,系统的熵必减少。
(×)知道了温度和压力两个参数值,就可以确定水蒸气的状态。
(×)一切可逆机的热效率均相等。
(×)熵增可用来度量过程的不可逆性,所以熵增加的过程必是不可逆过程,(√)某理想气体经历了一个内能不变的热力过程,则该过程中工质的焓变也为零。
(×)容器中气体的压力没有变化,则安装在容器上的压力表读数也不变。
(×)水蒸气的定温过程中,能满足 q = w的关系式。
(√)在临界点上,饱和液体的焓一定等于干饱和蒸汽的焓。
(×)只要存在不可逆性就有熵产,故工质完成一个不可逆热力循环,其熵变必大于零。
(√)理想气体在 T − s 图上,其定温线就是定焓线。
(×)绝热过程必为定熵过程。
(×)公式 q = Δu + w 仅适用于闭口热力系统。
(√)闭口绝热系统的熵不可能减少。
(×)一切不可逆热机的热效率总比可逆热机的小。
(√)在一刚性容器中,理想气体绝热自由膨胀后,其温度不变。
(×)在简单朗肯循环的基础上采用再热的方法一定能提高循环热效率。
(×)制冷系数永远大于1,而制热系数可以大于1也可以小于1。
(×)供热量一定,用电炉取暖与用热泵式空调取暖耗电量一样多。
(×)从饱和液体状态汽化成饱和蒸汽状态,因为汽化过程温度未变,所以焓的变化量。
(×)若容器中气体的绝对压力保持不变,压力表上的读数就不会改变。
(×)湿饱和蒸汽的焓等于饱和水的焓加上干度乘以汽化过程中饱和水变成干饱蒸汽所吸收的热量。
(×)理想气体经历一可逆定温过程,由于温度不变,则工质不可能与外界交换热量。
13、在绝热良好的房间内,有一台设备完好的冰箱在工作,在炎热的夏天打开冰箱,人会感到凉爽,问室内温度是否会越来越低请用热力学原理加以解释。
答:一开始,人会感到凉爽,这是由于房间内空气中的内能传递到冰箱内,而此时冰箱输入功率转化的热小于空气进入冰箱的内热能,故空气温度降低,人感到凉爽。
随着时间的进行,冰箱输入功率转化的热越来越多地进入房间空气中,空气的温度逐步回升。
这样,房间内的温度不会越来越低。
14、选择题(1)、一热力学过程,其w= ,Pdv时则此过程是( A )A. 不可逆过程.B.任意过程.C.可逆过程.D.定压过程.(2)、对于某理想气体,当温度变化时(C p-C v)是( B )的.A.变化B.不变化C.不能确定(3)、在两个恒温热源间工作的热机A、B均进行可逆循环,A机的工质为理想气体,B机是水蒸汽,则热效率ηA和ηB( A )A.相等B. ηA>ηBC. ηA<ηBD.不能确定.(4)、在闭口绝热系中进行的一切过程,必定使系统的熵( D )A 增大.B 减少.C. 不变D. 不能确定(5)、在房间内温度与环境温度一定的条件下,冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比,从热力学观点看( A )A.热泵取暖合理.B.电炉取暖合理.C.二者效果一样.D.不能确定.(6)、闭口系能量方程为( D )A. Q+△U+W=0B. Q+△U-W=0C. Q-△U+W=0D. Q-△U-W=0(7)、理想气体的是两个相互独立的状态参数。
( C )A.温度与热力学能B.温度与焓C.温度与熵D.热力学能与焓(8)、已知一理想气体可逆过程中,w t=w,此过程的特性为( B )A.定压B.定温C.定容D.绝热(9)、可逆绝热稳定流动过程中,气流焓的变化与压力变化的关系为( B ) A. dh=-vdp =vdp=-pdv =pdv(10)、水蒸汽动力循环的下列设备中,作功损失最大的设备是( A )A.锅炉B.汽轮机C.凝汽器D.水泵(11)外界(或)环境的定义是指( D )。
A 系统边界之外的一切物体B 与系统发生热交换的热源C 与系统发生功交换的功源D 系统边界之外与系统发生联系的一切物体(12)系统平衡时的广延性参数(广延量)的特点是( D )。
A 其值的大小与质量多少无关B 不具有可加性C 整个系统的广延量与局部的广延量一样D 与质量多少有关,具有可加性(13)理想气体多变指数n<0的多变膨胀过程,其过程特性具有__ A __的结果A Q>0 ,ΔU>0 ,W>0B Q<0 ,ΔU<0 ,W>0C Q>0 ,ΔU<0 ,W>0D Q<0 ,ΔU>0 ,W>0(14)卡诺定理表明:所有工作于两个不同恒温热源之间的一切热机的热效率( B )。