热力状态和热力状态参数（热工计算）

热⼒状态和热⼒状态参数（热⼯计算）
先说明⼀下。

术语状态的涵义是极⼴的，本⽂不准备展开。

对于⼯程热⼯计算，状态是指热⼒状态；对于化学热⼯计算，状态是指化学热⼒状态。

本⽂主要讨论热⼒状态及热⼒状态参数；对于化学热⼒状态及化学热⼒状态参数，仅必要时简要讲⼀点。

⼀．热⼒状态
热⼒状态，简称状态，是指热⼒过程中的某⼀瞬间，⼯质所呈现出的宏观物理状态。

热⼒状态可以分为：①热⼒平衡状态，②热⼒不平衡状态。

⒈热⼒平衡状态：简称平衡状态，即当且仅当受到外部作⽤时才会发⽣改变的热⼒状态。

热⼒平衡指的是热平衡和⼒平衡。

热⼒系统处于热⼒平衡状态的充要条件是热⼒系统既热平衡⼜⼒平衡。

化学热⼒学中与热⼒平衡状态相对的术语是化学热⼒平衡状态。

化学热⼒平衡指的是热⼒平衡和化学平衡。

化学热⼒系统处于化学热⼒平衡状态的充要条件是热⼒系统既热⼒平衡⼜化学平衡。

①热平衡：即热⼒系统的各组成部分彼此之间均不传递热量。

②⼒平衡：即热⼒系统的各组成部分彼此之间均⽆相对位移。

③化学平衡：即化学热⼒系统中正向反应与逆向反应的反应速度相等。

⒉热⼒不平衡状态：简称不平衡状态，即仅由内部作⽤即可发⽣改变的热⼒状态。

热⼒不平衡指的是热不平衡或⼒不平衡。

热⼒系统处于热⼒不平衡状态的充要条件是热⼒系统热不平衡或⼒不平衡。

化学热⼒学中与热⼒不平衡状态相对的术语是化学热⼒不平衡状态。

化学热⼒不平衡指的是热不平衡、⼒不平衡或化学不平衡。

化学热⼒系统处于化学热⼒不平衡状态的充要条件是热⼒系统满⾜热不平衡、⼒不平衡或化学不平衡三者之⼀。

①热不平衡：即热⼒系统的组成部分有热量传递。

②⼒不平衡：即热⼒系统的组成部分有相对位移。

③化学不平衡：即化学热⼒系统中正向反应与逆向反应的反应速度不相等。

⼆．热⼒状态参数
热⼒状态参数，简称状态参数，是指热⼒状态的度量尺度；它仅与热⼒状态有关。

从数学⾓度来看，热⼒状态参数为点函数；这就是说，热⼒状态参数的微元差为全微分，或者说热⼒状态参数沿任⼀⾮闭合路径的积分为定值，再或者说热⼒状态参数沿任⼀闭合路径的积分为零。

这三种说法是等价的。

可以这么讲，参数为热⼒状态参数的充要条件是该参数的积分具有路径⽆关性。

⼯程热⼯计算所使⽤的热⼒状态参数包括：①压⼒p，②温度T，③体积V和⽐体积（即⽐容）v=V/m，④内能U和⽐内能u=U/m,⑤焓H和⽐焓h=H/m，⑥熵S和⽐熵s=S/m，⑦⽕⽤E x和⽐⽕⽤e x=E x/m。

其中的m为质量。

化学热⼯计算除了要使⽤上述热⼒状态参数以外，还要⽤到化学状态参数。

化学状态参数包括：①物质的成分，②物质的浓度。

物质的成分这⼀化学状态参数⽤于⽓体⼯质，⽽物质的浓度这⼀化学状态参数⽤于液体⼯质。

三．热⼒状态参数的分类
㈠按可加性分类
热⼒状态参数分为两类：①强度量，②⼴延量。

⒈强度量，是指与质量⽆关亦即不具有可加性的热⼒状态参数。

属于强度量的热⼒状态参数有：①压⼒p，②温度T，③⽐体积（即⽐容）v，④⽐内能u,⑤⽐焓h，⑥⽐熵s，⑦⽐⽕
⽤e x。

⒉⼴延量，是指与质量相关亦即具有可加性的热⼒状态参数。

属于⼴延量的热⼒状态参数有：①体积V，②内能U，③焓H，④熵S，⑤⽕⽤E x。

化学热⼒状态所特有的状态参数（①物质的成分，②物质的浓度）属于强度量，亦即与质量⽆关亦即不具有可加性的化学状态参数。

可以看到，⼴延量的⽐参数，亦即单位质量的⼴延量，为强度量。

㈡按可测量性分类
热⼒状态参数分为两类：①基本热⼒状态参数，②导出热⼒状态参数。

⒈基本热⼒状态参数，是指仅需测量⽽⽆需计算即可得到的热⼒状态参数。

基本状态参数有且仅有三个：①压⼒p，②温度T，③体积V。

⒉导出热⼒状态参数，是指不能直接测量⽽必须通过计算才能得到的热⼒状态参数。

导出热⼒状态参数有：①⽐体积（即⽐容）v，②内能U和⽐内能u，③焓H和⽐焓h，④熵S和⽐熵s，⑤⽕⽤E x和 导出热⼒状态参数有：
⽐⽕⽤e x。

化学热⼒状态所特有的状态参数（①物质的成分，②物质的浓度）属于导出化学状态参数，亦即不能直接测量⽽必须通过计算才能得到的化学状态参数。