工程热力学复习提纲

⼯程热⼒学复习提纲
⼯程热⼒学复习提纲
第⼀章
1、热⼒系、边界和外界的关系。

特别是边界是可以真实的、虚拟的、固定的或移动的。

2、闭⼝系和开⼝系的定义。

闭⼝系是热⼒系与外界通过边界没有质量交换，但可以有能量交换；开⼝系是热⼒系与外界通过边界有质量和能量交换。

3、绝热系和孤⽴系的定义
绝热系是热⼒系与外界通过边界没有热量交换，但可以有质量交换。

孤⽴系是⽆能量交换和质量交换。

4、简单可压缩系的定—由可压缩物质组成，与外界除了热量交换外，只交换容积变化功的有限物质系统。

5、状态参数,,,,,
p V T U H S与过程⽆关⽽与初终态有关。

对于简单可压缩系,只需要两个彼此独⽴的状态参数就可以确定其状态。

6、平衡态的定义—⽆外界影响的系统保持状态参数不随时间⽽改变的状态。

在边界上与外界⽆能量交换。

系统与外界不存在任何势差：温度差、压⼒差等。

7、理想⽓体状态⽅程
8、热⼒过程—处于平衡状态的热⼒系，如果在边界上受到势差的影响，平衡状态就被破坏，随之产⽣⼀系列变化直⾄新的⼀个平衡状态建⽴为⽌，这⼀系列变化组成的就是热⼒过程。

不平衡过程（有限势差）—只有初态和终态是平衡状态，中间经历的状态都是不平衡状态。

在参数坐标图上只能⽤虚线表⽰。

准平衡过程（⽆限⼩势差）
9、可逆过程—如果热⼒系完成⼀个过程后，在按原路径逆向进⾏时，使热⼒系和外界都返回原状态⽽不留下任何变化的过程，称为可逆过程。

实现条件：
（1）准平衡过程；
（2）不存在任何形式的能量耗散，如摩擦、电阻等使功变为热的现象。

10、功和热
微元过程不能表⽰成d W ，d Q 。

只能表⽰成δW，δQ。

有限过程，不能表⽰成△W，△Q ，只能表⽰成W，Q。

循环过程，∮W≠0，∮Q ≠0。

系统对外作功为“+
外界对系统作功为“-”
条件：可逆过程
系统对外放热为“-”
11、热⼒循环—热⼒系从⼀初态出发，经历⼀系列状态变化后，⼜回到初态的状态变化过程，称作循环。

特性：⼀切状态参数恢复原值，即∮0。

热机：对外做功。

—— 动⼒循环（正循环，顺时针）
制冷装置：将热量从低温物体转移到⾼温环境。

—— 制冷循环（逆向循环，逆时针）热效率 net
t 1
1w q η=
< 制冷系数2
net
11q w ε=≥<或
第⼆章
1、热⼒学第⼀定律—能量守恒
2、闭⼝系
δd δδd δQ U W Q U W
q u w
q u w
=?+=+=?+=+
对于可逆过程δd d Q U p V =+
对于循环net net δd δQ U W Q W =+?=蜒? 3、开⼝系推动功pv 流动功2211p v p v -
焓引进或排出⼯质⽽输⼊或排出系统的总能量
稳定开⼝系⽅程
()()
22
21f2f1
21s
1
2
q h h c c g z z w
=-+-+-+
技术功2
f
1
可逆过程()
δd d d
t
w p v pv v p
=-=-
t
t
δdδ
q h w
q h w
=?+
=+
第三章
1、理想⽓体的基本假设—分⼦为不占体积的弹性质点；除碰撞外分⼦间⽆作⽤⼒。

理想⽓体是实际⽓体在低压⾼温时的抽象。

2、⽐热容的定义—
δ
d
q
c
T
=
dδd d
d d d
u w u p v
T T T
+
==+
定容过程
v
du
c
=()
V V
c c T
=
定压过程t
dh w
q dh v dp
c
dT dT dT dT
δ
δ+?
===-
理想⽓体()
g
h u pv u T R T
=+=+
b c d
T T T
==
ab ac ad
ab ac ad
u u u
h h h
==
==
ab ab a b u w q -?+=
()ab V b a ac ad u c T T u u ?=-=?=? ac t
a c
a c h w q --?+=
()ac p c a ab ad h c T T h h ?=-=?=?
对于理想⽓体⼀切同温限之间的过程Δu 及Δh 相同,且均可⽤ΔT 及ΔT 计算;对于实际⽓体Δu 及Δh 不仅与ΔT 有关,还与其它参数有关，只有定容过程Δu = ΔT ,定压过程Δh = ΔT 。

c c γ=
g
g
1
11p V c R c R
γγγ=
-=-
5、熵—[]δd J/(kg K)J /(mol K)q s T
=
可逆
2
1
d s s ?==?2211ln
ln V g T v c R T v + 2211ln ln p g T p c R T p - 2211
ln ln p V v p c c v p + 注意：以上熵增的计算式是由可逆过程推导出的，因为熵是状态参数，因此结果同样适⽤于初终状态相同的不可逆过程。

6、
⽔蒸汽加热在湿蒸汽区是既定压、⼜定温的过程。

汽液相变经历饱和直⾄过热的规律仅限于临界压⼒与三相压⼒之间，即最⾼的饱和压⼒是临界压⼒，最低的饱和压⼒是三相点压⼒。

第四章（可逆过程）
1、定容过程
g 1g 212
121
2
12
R T R T p p v v p p T T =
=
=
0w = q u =? 2、定压过程
g 1g 212
12
R T R T v v p p v v T T =
=
= 21
21g 21()()v v w pdv p v v R T T ==-=-? 212121()q u w u u p v v h h =?+=-+-=- t 0w = 3、定温过程
1122121122g
g
p v p v T T p v p v R R =
=
=、
0u ?= 0h ?=
2
2
21
1
1
2g g 1
ln v v v v v v v dv dv w pdv pv
R T R T v v v ==== t q w w ==
4、绝热过程
pv c κ= 1
1
11
22
T v T v κκ--= 1
111
22
T p T p κκκ
κ
---
-
=
11()()()11v w u c T T R T T p v p v κκ=-?=-=
-=--- ()()()t 12p 12g 1211221
1
w h h h c T T R T T p v p v κκκκ=-?=-=-=
-=
---
t w w κ=
5、在图和图上的表⽰
6、利⽤图及图判断,,,,t u h q w w ??⽅向
第五章
1、⾃发过程有⽅向性；⾃发过程的反⽅向过程并⾮不可进⾏，⽽是要有附加条件；⾃发过程均不可逆。

2、热⼒学第⼆定律的表述
克劳修斯说法——热量不可能⾃发地不花代价地从低温物体传向⾼温物体。

开尔⽂说法——不可能制造循环热机，只从⼀个热源吸热，将之全部转化为功，⽽不在外界留下任何影响。

3、卡诺定理（可逆循环）
net L t 1H
1w T
q T η=
=- 两温度为⾼温热源和低温热源的温度，与⼯质⽆关。

前半个公式适⽤于任何条件，后半个公式仅适⽤于可逆循环
H L ,T T ↑↓ c η?↑
L H 0,T T ≠≠∞ c 1η<
L H c ,0T T η==?若第⼆类永动机不可能制成。

4、逆卡诺循环
c c c
c
net0c0c
q q T
ε可⼤于，⼩于，或等于
5、卡诺定理
在同为温度T1的⾼温热源和同为温度T2的低温热源间⼯作的⼀切不可逆循环，其热效率必⼩于可逆循环热效率。

在两个恒温热源间⼯作的⼀切可逆循环具有相同的效率，都等于卡诺循环的效率。

6、
δ
d
R
q
s
T
=
1）⼀切循环的共性，⽤于判断循环是否能够进⾏。

2）⼯质循环，故q 的符号以⼯质考虑。

3）是热源温度；
7、第⼆定律表达式
2
211
r
r
r
δ
δ
d
δ
q
s s
T
q
s
T
≤
可逆“=”不可逆，不等号
8、熵流和熵产
f g
s s s
=+
吸热“+”
放热“–”熵流
绝热0
不可逆“+”
可逆“0”熵产
9、孤⽴系统熵增原理
孤⽴系内⼀切实际过程都朝着使系统熵增加的⽅向进⾏，或在极限情况下（可逆过程）维持系统的熵不变，任何使系统熵减少的过程不可能发⽣。

iso g
dδ0
S S
=≥孤⽴系统的熵增原理可推⼴到闭⼝绝热系；。