热力学复习资料
工程热力学总复习学习
故不违反第一定律
根据卡诺定理，在同温限的两个恒温热源之间工作的热机，以可逆机效率最高
从申请是否违反自然界普遍规律着手
（二）卡诺循环和卡诺定理
例 某项专利申请书上提出一种热机，从167 ℃的热源接受热量，向7℃冷源排热，热机每接受1000 kJ热量，能发出0.12 kW·h 的电力。请判定专利局是否应受理其申请，为什么？
热机的热效率不可能达到100%； 热机工作时除了有高温热源提供热量外，同时还必须有低温热源，把一部分来自高温热源的热量排给低温热源，作为实现把高温热源提供的热量转换为机械功的必要补偿 。
不可能从单一热源取热，并使之完全变为有用功而不引起其他影响。
热机不可能将从热源吸收的热量全部转变为有用功，而必须将某一 部分传给冷源。
2.1.2 逆向卡诺循环计算
1
2
4
3
（二）卡诺循环和卡诺定理
制冷循环中制冷量
2.1.3.1 制冷循环
高温热源T1
低温热源T2
制冷机
制冷系数：
（二）卡诺循环和卡诺定理
T1
T2
制冷
T
s
s2
s1
T1
T2
以制冷为目的的逆向卡诺循环称为制冷循环
供热循环中供热量
2.1.3.2 供热循环
高温热源T1
低温热源T2
供暖机
供热系数：
（二）卡诺循环和卡诺定理
T1 ’
T2 ’
以供热为目的的逆向卡诺循环称为供热循环
T2
T1
制热
T
s
s2
s1
2.2 卡诺定理
定理：在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，以可逆热机的 热效率为最高。
热力学知识点
填空题
1 A-B二元系固溶体，如果 >0,而且温度不高，则摩尔自由能曲线所形成拐点。这时整个成分范围可以分成三个区域，分别称为：稳定区、失稳区和亚稳区
2在固溶体的亚稳区成分范围内，固溶体会发生分解，但不能以失稳分解的机制发生，而要通过普通的形核长大机制进行。
2试证明晶界偏析这一热力学现象的平衡判据——平行线法则
3试在摩尔自由能成分曲线即Gm-X图中标出，一个二元固溶体α，析出同结构固溶体的相变驱动力和形核驱动力，并分析对两组元的相互作用能和温度有何要求，析出什么成分的晶核时驱动力最大。
计算题
1Байду номын сангаас
3第二相析出是指从过饱和固溶体中析出另一结构的相
4弯曲表面的表面张力 和附加压力P的关系式为 ，假设弯曲表面的半径为r.
5根据Trouton定律：多数物质的液体在沸点汽化时的熵变约是气体常数R的11倍
论述题
1如图所示A-B二元系中，成分低于 的γ单相可以通过无扩散相变，转变成同成分不同结构的α单相。若γ相及α相都可以用正规溶体近似描述，试写出其无扩散相变驱动力表达式并加以证明。
计算题
1已知Fe-W合金中，W在γ相及α相中的分配系数 ，α中W的含量为 ，试求在1100OC下，纯铁的相变自由能
2在Fe-Sb合金中，Sb在γ相及α相中的分配系数 ，试计算在1100OC下两相的平衡成分。已知在1100OC下，纯铁的相变自由能 =-116J•mol-1
3如果A-B二元系中的固相的相互作用键能具有成分依存性，关系为 ，试求溶解度间隙的顶点温度。
4一级相变：压力一定时，在可逆相变温度下，成分不变相变的母相和新相化学势相等，而化学势对温度、压力的一阶偏微分不等的相变。特点是发生一级相变时会伴随体积和熵(焓)的突变。
热力学复习知识点汇总
概 念 部 分 汇 总 复 习第一章 热力学的基本规律1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统其中所要研究的系统可分为三类孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统； 闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统； 开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
2、热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。
3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。
4、热平衡定律(热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡.5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。
6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力）,对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。
7、准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。
8、准静态过程外界对气体所作的功：，外界对气体所作的功是个过程量。
9、绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。
绝热过程中内能U是一个态函数：A B UU W -= 10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：Q W U U A B +=-；微分形式：W Q Ud d d +=11、态函数焓H ：pV U H +=，等压过程：Vp U H ∆+∆=∆，与热力学第一定律的公式一比较即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。
12、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即)(T U U =。
13．定压热容比：ppT H C ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=；定容热容比：V V T U C ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂= 公式：nR C C V p=-14、绝热过程的状态方程：const =γpV ；const =γTV ；const 1=-γγT p 。
热统期末知识点总结
热统期末知识点总结一、热力学基础知识1. 热力学系统：封闭系统、开放系统、孤立系统2. 热力学过程：等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程3. 热力学第一定律：能量守恒定律4. 热力学第二定律：热力学不可逆定律5. 热力学第三定律：绝对零度不可达定律二、热力学状态方程1. 理想气体状态方程：PV=nRT2. 绝热方程：PV^γ=常数3. van der Waals方程：(P+a/V^2)(V-b)=RT三、热力学过程1. 等容过程：ΔU=Q，W=02. 等压过程：ΔU=Q-PΔV，W=PΔV3. 等温过程：Q=W，ΔU=04. 绝热过程：Q=0，ΔU=−W四、热力学循环1. 卡诺循环：由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成的热力学循环2. 卡诺循环效率：η=1- T2/T13. 高效率循环：例如布雷顿循环、热力循环等五、熵和熵增原理1. 熵：系统的无序程度的度量2. 熵增原理：孤立系统的熵不会减少六、热力学定值1. 等温线：PV=常数2. 等容线：P/T=常数3. 等熵线：PV^(γ-1)=常数4. 绝热线：P*V^γ=常数七、不可逆循环1. 单级制冷机和热泵2. 制冷系数和制冷效率3. 制冷系统和热泵系统的效率八、传热1. 传热方式：导热、对流、辐射2. 热传导方程：Q=κAΔT/Δx3. 对流换热方程：Q=mcΔT4. 辐射换热：∈AσT^4九、热力学关系1. 准静态过程：在系统进行状态变化的过程中，系统每一瞬间的参数都可以近似看作平衡的过程2. 等压过程、等容过程、绝热过程的特点及实际应用3. 内能、焓、熵等热力学量的物理意义和计算公式十、热力学定律1. 卡诺定理：卡诺热机效率只与工作物质两个温度有关2. 克劳修斯不等式：任何两个热机无法达到或超过Carnot热机效率3. 热力学循环ΔS=0：卡诺循环4. 有用工作和抽取热5. 充分条件为ΔU=0十一、工程应用1. 蒸汽发动机2. 内燃机3. 空气压缩机总结：热态学是描述热力学性质以及热力学基本定律的一门学科，它研究热力学定态下物质的性质及其变化。
热力学重点知识总结(期末复习必备)
热力学重点知识总结(期末复习必备)热力学重点知识总结 (期末复必备)1. 热力学基本概念- 热力学是研究物质和能量转化关系的科学领域。
- 系统：研究对象，研究所关注的物体或者物质。
- 环境：与系统相互作用的外部世界。
- 边界：系统与环境之间的分界面。
2. 热力学定律第一定律：能量守恒定律- 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会在不同形式之间转化。
- $\Delta U = Q - W$，其中 $U$ 表示内能，$Q$ 表示传热量，$W$ 表示对外界做功。
第二定律：热力学箭头定律- 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体，而是相反的方向。
- 热量自发地会沿着温度梯度从高温物体传递到低温物体。
- 第二定律的一个重要应用是热机效率计算：$\eta =\frac{W}{Q_H}$，其中 $Q_H$ 表示从高温热源吸收的热量，$W$ 表示对外界做的功。
第三定律：绝对零度定律- 温度无法降低到绝对零度，即 $0$K 是一个温度的下限。
- 第三定律提供了热力学的温标基准，即绝对温标。
3. 热力学过程绝热过程- 绝热过程是指在过程中不与环境发生热量交换的过程。
- 绝热过程中，系统的内能会发生改变，但传热量为零。
等温过程- 等温过程是指在过程中系统与环境保持恒定的温度。
- 在等温过程中，系统的内能不变，但会发生热量交换。
绝热可逆过程- 绝热可逆过程是指绝热过程与可逆过程的结合。
- 在绝热可逆过程中，系统不仅不与环境发生热量交换，还能够在过程中达到热力学平衡。
4. 热力学系统分类封闭系统- 封闭系统是指与环境隔绝，但能够通过物质和能量交换来进行工作的系统。
开放系统- 开放系统是指与环境可以进行物质和能量交换的系统，也称为流体系统。
孤立系统- 孤立系统是指与环境既不进行物质交换，也不进行能量交换的系统。
5. 热力学熵- 熵是热力学中一个重要的物理量，表示系统的无序程度或混乱程度。
- 熵的增加反映了系统的混乱程度的增大，熵的减少反映了系统的有序程度的增大。
热力学提纲
热力学提纲热力学初步第一节热力学基本概念一、体系1．敞开体系；2．封闭体系；3．孤立体系。
二、环境三、状态及状态函数四、过程与途径五、广度（容量）性质及强度性质六、热力学第一定律，热和功七、化学反应的热效应(Q P Q v )、焓(H)1. 反应热（化学反应的热效应）2.焓（H）3.等压反应热（Q p）4.等容反应热5.ΔH的物理意义6. Q p与Q v之间的关系7. 适用条件8.反应热的测定9.热化学方程式10. 热力学标准态11．反应的焓变12．标准摩尔生成焓第二节盖斯定律，标准生成焓和反应热计算1. 盖斯定律2．应用条件3.①熔解热：②无限稀释溶液③离子生成热4.焓变的计算公式5.利用标准焓可计算某一化学反应的反应热6. 由燃烧热计算反应热7.键焓第三节过程的自发性, 熵, 热力学第二、三定律一、过程的自发性二、熵与熵变三、熵变与过程的方向1.热温熵2.熵的应用3．热力学第二定律4．⊿r H m&，⊿r S m&对反应自发性的影响5．结论第四节自由能与化学反应进行的方向一、自由能函数的定义二、吉布斯-赫姆霍兹方程三、标准生成自由能⊿f G m&四、化学反应中过程自由能变⊿f G m&的计算五、热力学函数的变化五、反应自发性的判断第五节热力学函数的计算及初步应用一、几个热力学函数二、计算及应用三、电池电动势与化学反应Gibbs自由能1、电池电动势与化学反应Gibbs自由能的关系2、电池标准电动势和平衡常数例1：用弹式量热计测得298K时，燃烧1mol正庚烷的恒容反应热为- 4807.12 kJ.mol-1,求其Qp值。
例2: 在101.3 kPa条件下，373 K时，反应2H2(g)+ O2(g) ==== 2H2O(g) 的等压反应热是- 483.7 kJ.mol–1，求生成1mol H2O（g）反应时的等压反应热Q P及恒容反应热Q V。
例3:计算CaCO3(s) =CaO(s) + CO2 (g)反应的热效应。
热力学复习
留下其他变化。
开尔文(Kelvin)说法（1851） 不可能从单一热源吸热使之完全变为功，而不留下其它变化。 或第二类永动机不能实现。 第二类永动机：从单一热源吸热使之完全变为功而不 留下任何影响。
Wf 0 ，封闭体系
∴
Qp H
QV nCV ,mdT
T1
T2
封闭系统、单纯PVT变化、恒容、Wf=0
U nCV ,mdT
T1
T2
封闭系统、单纯PVT变化、恒容、Wf=0
封闭系统、单纯PVT变化、I.g、Wf=0
Qp nCp,mdT
T1
T2
封闭系统、单纯PVT变化、恒压、Wf=0
关系，所得结论具有统计意义。
▲只研究物质变化过程的始态和终态，不涉及速率 及机理。 ▲能判断变化能否发生以及进行到什么程度，但
不考虑变化所需要的时间。
新函数的提出与联系
热力学第一定律导出了热力学能这个状态函数， 为了处理热化学中的问题，又定义了焓。 热力学第二定律导出了熵这个状态函数，但用熵 作为判据时，系统必须是隔离系统，也就是说必须同 时考虑系统和环境的熵变，这很不方便。
封闭系统、单纯PVT变化、恒压、Wf=0 封闭系统、单纯PVT变化、I.g、Wf=0
H nCp,mdT
T1
T2
△H ＝Qp此式适用于哪一个过程: ( ) A.理想气体从101325Pa反抗恒定的10132.5Pa膨胀10132.5sPa B.在0℃、101325Pa下，冰融化成水 C.电解CuSO4的水溶液 D.气体从(298K，101325Pa)可逆变化到(373K，10132.5Pa )
p１＝10p
（2）p外＝p
p2＝ p
W1 p外dV p外V 0
热力学考试资料
1.热力学第一定律数学表达式：BA U U W Q -=+2.焓H=U+PV,等压过程,H U P V ∆=∆+∆等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数的增加量。
3.()U T V ∂∂称为焦耳系数，它描述在内能不变的过程中温度随体积的变化率，焦耳定律：气体的内能只是温度的函数与体积无关。
4.理想气体准静态绝热过程的微分方程:0dp dV p V γ+=5.卡诺循环过程由俩个等温过程和俩过绝热过程组成（1）等温过程2111lnV Q nRT V = (2)绝热过程Q=05.克氏表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。
（热传递是不可逆的）6.开氏表述：不可能从单一热源吸热使之完全用来做功而不引起其他变化。
（第二类永动机是不可能造成的）7.卡诺定理：所有工作于俩个一定温度之间的热机，以可逆机的效率为最高。
8.克劳修饰等式和不等式：12120Q Q T T +≤9.热力学第二定律数学表达式：BB A AdQS S T -≥⎰意义：违反这个式子的热力学过程不可能实现 10.熵增加原理：系统经可逆绝热过程后熵不变，经不可逆绝热过程后熵增加，在绝热条件下熵减少的过程是不可能实现的。
——推论：孤立系统总有0S ∆ .11.理想气体的熵函数的表达式()00ln m S n S R n =-12.麦克斯韦关系:S VT P V S ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭,S PT V P S ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭,T V S P V T ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭,T P S V P T ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭13.熵判据：S 达到最大，热力学系统就不再发生宏观上的变化，我们用S 函数这一性质来判定热力学系统的平衡态。
14.自由能判据：在等温等容条件下系统的自由能永不增加；15.等温等容条件下系统处在稳定平衡态的充要条件0F∆ ;16.吉布斯函数判据:在等温等压条件下，系统吉布斯函数永不增加。
热力学复习知识点汇总
热力学复习知识点汇总概念部分汇总复第一章热力学的基本规律1、热力学和统计物理学研究的对象是由大量微观粒子组成的宏观物质系统。
根据能量和物质交换的情况，研究系统可分为孤立系、闭系和开系。
2、热力学系统平衡状态的四种参量是几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。
3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相，根据相的数量，可以分为单相系和复相系。
4、热平衡定律（热力学第零定律）表述：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡。
5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。
6、XXX方程是对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程，考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力）。
7、准静态过程是由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。
8、准静态过程外界对气体所作的功是个过程量。
9、绝热过程是系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。
绝热过程中内能是一个态函数。
10、热力学第一定律（能量守恒定律）表述：任何形式的能量既不能消灭也不能创造，只能从一种形式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定。
11、态函数焓H是系统内能U和体积V的函数，等压过程中，系统从外界吸收的热量等于焓的增加量。
12、焦耳定律表述：气体的内能只是温度的函数，与体积无关。
13、定压热容比Cp是内能U对温度T的偏导数，定容热容比Cv是焓H对温度T的偏导数，两者之差为nR。
14、绝热过程的状态方程为pV^γ=const，TV^(γ-1)=const，其中γ为定压热容比和定容热容比的比值。
15、卡诺循环由两个等温过程和两个绝热过程组成，正循环为卡诺热机，效率为η=1-T2/T1，逆循环为卡诺制冷机，效率为η=(T1-T2)/T1（只能用于卡诺热机）。
1、获得低温的方法有两种：节流过程和绝热膨胀过程。
在节流过程中，气体的温度会发生变化，这被称为焦耳-汤姆孙效应。
热力学定律归纳复习
热力学定律归纳复习知识点一、功和内能1、绝热过程：热力学系统只由于外界对它做功而与外界交换能量，它不从外界吸热，也不向外界传热的热力学过程，称为绝热过程。
2、内能：内能是一种与热运动有关的能量。
在物理学中，我们把物体内所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。
内能用字母U表示。
在宏观上，热力学系统的内能U是状态量的函数，由系统的分子数、温度、体积决定。
3、绝热过程功和能的关系功是过程量，能量是状态量，功是能量变化的量度。
某热力学系统从状态1经过绝热过程达到状态2时，内能的增加量就等于外界对系统所做的功W，即ΔU=W可见，这一过程实现了其它形式的能与内能之间的转化。
知识点二、热和内能1、热传递：两个温度不同的物体相互接触时温度高的物体要降温，温度低的物体要升温，这个过程称之为热传递。
2、热传递的方式：热传导、对流热、热辐射。
3、热传递过程热和能的关系某热力学系统从状态1经过单纯的传热过程达到状态2时，内能的增加量就等于外界对系统传递的热量Q，即ΔU=Q可见，这一过程只是实现了内能与内能之间的转移。
知识点三、热力学第一定律、能量守恒定律1、热力学第一定律①热力学第一定律表述：一个热力学系统的内能增量等于外界向它传递的热量与外界对它所作的功的和。
②热力学第一定律表达式ΔU=W+Q③应用热力学第一定律解题的思路与步骤：1)、明确研究对象是哪个物体或者是哪个热力学系统。
2）、分别列出物体或系统(吸收或放出的热量)和外界对物体或系统所做的功。
3）、据热力学第一定律列出方程进行求解，应用热力学第一定律计算时，要依照符号法则代入数据，对结果的正负也同样依照规则来解释其意义。
4）、几种特殊情况：若过程是绝热的，即Q=0，则：W=ΔU，外界对物体做的功等于物体内能的增加。
若过程中不做功，即W=0，则：Q=ΔU，物体吸收的热量等于物体内能的增加。
若过程的始末状态物体的内能不变，即ΔU=0，则:W+Q=0,外界对物体做的功等于物体放出的热量。
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简答题1、简述剩余性质的定义和作用。
剩余性质定义， *M M M R -=指气体真实状态下的热力学性质M 与同一T ，P 下当气体处于理想状态下热力学性质M* 之间的差额。
如果求得同一T ，P 下M R ，则可由理想气体的M* 计算真实气体的M 或ΔM 。
2、(8分)甲烷、乙烷具有较高的燃烧值，己烷的临界压力较低，易于液化，但液化石油气的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。
试用下表分析液化气成分选择的依据。
（1）虽然甲烷具有较高的燃烧值，但在它的临界温度远低于常温，而乙烷的临界温度也低于夏天的最高温度，也就是说，即使压力再高，也不能使它们液化。
（2）尽管己烷的临界压力较低，但它的正常沸点远高于常温，即在常温它不易气化，不利于燃烧。
3.写出封闭系统和稳定流动系统的热力学第一定律。
答：封闭系统的热力学第一定律：W Q U +=∆稳流系统的热力学第一定律：s W Q Z g u H +=∆+∆+∆221 4.写出维里方程中维里系数B 、C 的物理意义，并写出舍项维里方程的混合规则。
（重点,去年考了,很多人没写出来,不知道今年还考不考）答：第二维里系数B 代表两分子间的相互作用，第三维里系数C 代表三分子间相互作用，B 和C 的数值都仅仅与温度T 有关；舍项维里方程的混合规则为：∑∑===n i n j ij j i M B y y B 11，()10ij ij ij cij cij ij B B p RT B ω+=，6.10422.0083.0prij T B -=，2.41172.0139.0prij T B -=，cij pr T T T =，()()5.01cj ci ij cij T T k T ⋅-=，cij cij cij cij V RT Z p =，()[]331315.0Cj ci cij V V V +=，()cj ci cij Z Z Z +=5.0，()j i ij ωωω+=5.05.写出混合物中i 组元逸度和逸度系数的定义式。
热力学总复习提纲
如果是可逆的，其热效率均为1－T2/T1；如果是不可逆的，其热效
率恒小于1－T2/T1。
即：
t
1 T2 T1
① t,c f (T1, T2 )
② T1, T2 t,c
③ T1 T2 t,c 0
④ T1 , T2 0,t,c 1
2、卡诺循环——由两个无摩擦的定温过程和两个无摩擦的绝热 过程组成的热机循环。
du cV 0dT dh cp0dT
ds du pdv T
ds dh vdp T
14
3-.不做膨胀功 w 0
气体向真空自由膨胀就是比体积增大而又不做膨胀功的过程。
b.不做技术功 wt 0
流体在各种换热设备及输送管道中的流动就是压力不断下降 而又不做技术功的过程。
②
摩尔分数：
xi
ni nmix
③
体积分数：
i
Vi Vmix
2. 平均摩尔质量和气体常数
M mix x1M1 x2M 2 xn M n
混合气体的气体常数为：
3 道尔顿定律
Rg ,mix
R M mix
n
理想混合气体的压力pmix等于各组成气体分压力pi的总和 pmix pi i 1
总以变化量出现，内能零点人为规定。
（5）焓 H
定义式： H＝U+pV （J）
物理意义：开口系中随工质流动而携带的、取决于热力状态的能量。
随工质流动跨越边界而转移的能量
焓———微观动能、微观势能和推动功的总和
（6）熵 S
定义式： dS Q
T
dS dU pdV T
物理意义：熵体现了可逆过程传热的大小与方向
热力学复习大纲
复习大纲绪论重点：了解工程热力学的主要内容及研究方法第一章基本概念及定义重点：工质热力系统、边界、热力系统的类型工质的热力学状态、参数 6个基本状态参数状态方程、坐标图平衡状态、准平衡（静态）过程过程功和热量、热力循环第二章热力学第一定律重点：实质热力学能、总能、推动功流动功、焓第一定律的基本能量方程热量的符号、功量的符号开、闭口系统能量方程第三章气体和蒸气的性质重点：理想气体状态方程比热容、热力学能、焓和熵水蒸汽1点2线3区 5态第四章气体和蒸气的基本热力过程重点：可逆多变过程、定温、定压、定容、定熵过程综合分析第五章热力学第二定律重点：表述卡诺循环克劳休斯积分熵方程孤立系统熵增原理火用第六章实际气体的性质及热力学一般关系式一般了解：范德瓦尔方程对应态原理通用压缩因子图麦克斯韦关系热系数热力学能、焓和熵、比热容的一般关系式第七章气体与蒸气的流动重点：稳定流动的基本方程：连续性方程、能量方程、过程方程、声速方程滞止参数的意义及其计算促使流速改变的条件：力学条件几何条件喷管形状的确定及计算临界压力比背压变化对喷管流动、出口参数的影响第八章压气机的热力过程重点：余隙容积产生、影响多级压缩、中间冷却第九章气体动力循环重点：混合加热理想循环热效率定压、定容加热理想循环热效率比较及分析燃气轮机装置循环热效率提高燃气轮机循环热效率的措施第十章蒸汽动力装置循环重点：朗肯循环由来热效率分析再热循环热效率回热循环热效率第十一章制冷循环重点：压缩空气制冷循环组成、设备、制冷系数压缩蒸汽制冷循环组成、设备、制冷系数两种循环的异同热泵循环第十二章理想气体混合物及湿空气重点：混合气体分压力、分体积定律成分：质量分数、摩尔分数、体积分数，三者的关系湿空气、干空气饱和、不饱和、露点相对湿度、含湿量干、湿球温度h-d图及其应用复习题(题中涉及的有关水蒸汽的数据，考试时均会给出，不用自己查表。
复习题中所需要的数据，需要自己找相关图表查数）习题：课本上的例题、课后思考题、留的作业题第一章基本概念及定义1、热力平衡状态2、准静态过程3、热力系统4、功量与热量第二章热力学第一定律1、热力学第一定律2、技术功3、课后思考题2-4、2-5.（P56）4、一蒸汽锅炉每小时生产P1 = 20 bar , t1= 350℃的蒸汽10吨,设锅炉给水温度t2= 40℃，锅炉效率ηK = 0．78，煤的发热值QL= 29700 KJ/Kg，求锅炉的耗煤量。
热力学提纲
热力学初步第一节热力学基本概念一、体系1．敞开体系；2．封闭体系；3．孤立体系。
二、环境三、状态及状态函数四、过程与途径五、广度（容量）性质及强度性质六、热力学第一定律，热和功七、化学反应的热效应(Q P Q v )、焓(H)1. 反应热（化学反应的热效应）2.焓（H）3.等压反应热（Q p）4.等容反应热5.ΔH的物理意义6. Q p与Q v之间的关系7. 适用条件8.反应热的测定9.热化学方程式10. 热力学标准态11．反应的焓变12．标准摩尔生成焓第二节盖斯定律，标准生成焓和反应热计算1. 盖斯定律2．应用条件3.①熔解热：②无限稀释溶液③离子生成热4.焓变的计算公式5.利用标准焓可计算某一化学反应的反应热6. 由燃烧热计算反应热7.键焓第三节过程的自发性, 熵, 热力学第二、三定律一、过程的自发性二、熵与熵变三、熵变与过程的方向1.热温熵2.熵的应用3．热力学第二定律4．⊿r H m&，⊿r S m&对反应自发性的影响5．结论第四节自由能与化学反应进行的方向一、自由能函数的定义二、吉布斯-赫姆霍兹方程三、标准生成自由能⊿f G m&四、化学反应中过程自由能变⊿f G m&的计算五、热力学函数的变化五、反应自发性的判断第五节热力学函数的计算及初步应用一、几个热力学函数二、计算及应用三、电池电动势与化学反应Gibbs自由能1、电池电动势与化学反应Gibbs自由能的关系2、电池标准电动势和平衡常数例1：用弹式量热计测得298K时，燃烧1mol正庚烷的恒容反应热为- 4807.12 kJ.mol-1,求其Qp值。
例2: 在101.3 kPa条件下，373 K时，反应2H2(g)+ O2(g) ==== 2H2O(g) 的等压反应热是- 483.7 kJ.mol–1，求生成1mol H2O（g）反应时的等压反应热Q P及恒容反应热Q V。
例3:计算CaCO3(s) =CaO(s) + CO2 (g)反应的热效应。
热力学复习知识点汇总
概念部分汇总复习第一章热力学的基本规律1、 热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统其中所要研究的系统可分为三类孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统；闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统；开系：与外界既有能量交换乂有物质交换的系统。
2、 热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量o3、 一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。
4、 热平衡定律（热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡 ・5、 符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。
6、 范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力） ，对理想气体状态方程作了修正之 后的实际气体的物态方程。
7、 准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。
8准静态过程外界对气体所作的功：dW pdV ，外界对气体所作的功是个过程量。
9、 绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。
绝热过程中内能 u是一个态函数：W =U B _U A10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形式转换成另一种形式，在转换过程中能最的总量保持恒定；热力学表达式： U B _U A 二W —Q ;微分形式：dU =dQ dW11、 态函数燈H ： H =： U pV ，等压过程：• U・p V ，与热力学第一定律的公式一比较即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焙的增加量o12、 焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无矣，即U =U （T ）。
13 -疋压热谷比：Cp 二一；定容热容比：Cvp WT p14、绝热过程的状态方程： pV = con st ； TV = con st ；15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。
热力学复习资料
1.由于 Q和 W都是过程量，故其差值（ Q-W）也是过程量。
2.任一热力循环的热效率都可以用公式1T2计算。
t T13.在水蒸汽的热力过程中可以存在又等温又等压的过程。
4.容积比热是容积保持不变时的比热。
5.dq dh vdp 对于闭口系统和稳定流动开口系统的可逆过程都适用。
6.可逆过程一定是准静态过程，而准静态过程不一定是可逆过程。
7.流动功的大小仅取决于系统进出口的状态，而与经历的过程无关。
8. 当压力超过临界压力，温度超过临界温度，则H2O处在液态。
9.将热力系统与其发生关系的外界组成一个新系统，则该新系统必然是一孤立系统。
10.工质稳定流经一开口系统的技术功大于容积功。
11.工质吸热，其熵一定增加；工质放热，其熵不一定减小。
12.在渐扩喷管中截面积增大则气流速度只能减小。
13.无论过程是否可逆，闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。
2 dq14. 理想气体熵的计算公式由可逆过程S 得出，故只适用于可逆过程。
1 T15.气体的 C p值总是大于 C v值。
16.温度越高则 V " V ' 的值越大。
17.容器中气体压力不变，则容器上压力表的读数也不会变。
18.过程量 Q 和W只与过程特性有关。
19.饱和湿空气中的水蒸气一定是干饱和蒸汽。
20.一切实际过程都有熵产。
21. 焓的定义是h u pv 对于闭口系统而言，因为工质没有流动，所以 ( pv) 0 ，因此， h u ( pv)u 。
22.工质经过一个不可逆循环，其ds 0成立。
23.对一渐放形短管，当进口流速为超音速时，可作扩压管使用。
24.蒸汽动力循环中冷凝器的25.已知多变过程曲线上任意两点的参数值就可以确定多变指数n。
26.已知相同恒温热源和相同恒温冷源之间的一切热机，不论采用什么工质，它们的热效率均相等。
27.在喷管中对提高气流速度起主要作用的是喷管通道截面的形状。
28.热能可以自发转变为机械功。
29.系统的熵不能减小，而只能不变或增加。
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3-8容积由隔板分成两部分，左边盛有压力为600kPa,温度为27c的空气，右边为真空，容积为左边倍。
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Q二,；UW绝热Q=0自由膨胀W0因止匕△U=0对空气可以看作理想气体，其内能是温度的单值函数，得mc v(T2-T1)=0=T2=T1=300K根据理想气体状态方程cRT2p1V11.p2===—p1=100kPaV2V263-9一个储气罐从压缩空气总管充气，总管内压缩空气参数恒定，为500kPa,25Co充气开始时，罐内空气参数为100kPa,25Co求充气终了时罐内空气的温度。
设充气过程是在绝热条件下进行的解：开口系统特征：绝热充气过程工质：空气（理想气体）根据开口系统能量方程，忽略动能和未能，同时没有轴功，没有热量传递。
0=m2h2-m0h0dE没有流出工质m2=0dE=dU=（mu>2-（mu）马终态工质为流入的工质和原有工质和m0=mv2-mc v1m cv2U cv2-m cv1U cv1=m0h0h0=C p T0U cv2=C v T2U cv1=C v T1p1Vm#RT1p2Vm cv2=RT2代入上式(1)整理得T2kT1T2p1T1(kT0-T1)—p2=398.3K3-12压力为1MPa和温度为200c的空气在一主管道中稳定流动。
现以一绝热容器用带阀门的管道与它相连，慢慢开启阀门使空气从主管道流入容器。
设（1）容器开始时是真空的；（2）容器装有一个用弹簧控制的活塞，活塞的位移与施加在活塞上的压力成正比，而活塞上面的空间是真空，假定弹簧的最初长度是自由长度；（3）容器装在一个活塞，其上有重物，需要1MPa 的压力举起它。
求每种情况下容器内空气 的最终温度？解：（1）同上题T=kT0=1.4M 473=662K=389c(2)h=u+wh=c p T0L=kp111 w=pAdL=pAkdp=-kpAp=-pV=-RTC p T=T0=552K=279C c v 0.5R同（2）只是W 不同w=pdV=pV=RT3-17.温度t1=500C,质量流率m1=120kg/h 的空气流I,与温度t2=200C 质量流率m2=210kg/h 的空气流相混合，设混合前后的压力都相等，试求I 和n 两股气流混合后的温度解：m1h1m2h2=(m1m2)h3h=c p T代入得：丁m1cT1m2cT2120*773+210473T===582K (m1m2)c330例4-3空气的容积V 1=2m 3,由P |=1MPa,t=400C ，压缩到g=1MPa,V 2=0.5m 3,求过程的多变指数、压缩功、气体在过程中所放出的热量，以及气体的燧的变化。
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、是非题1、可逆循环热效率都相等，2、如果从同一初始态到同一终态有两条途径，一为可逆，另一为不可逆， S f ， 不可逆 > S f ，可逆 ， S g ，不可逆 > S g ，可逆。
4、由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。
5、可逆过程一定是准静态过程，而准静态过程不一定是可逆过程。
6、理想气体任意两个状态参数确定后，气体的状态就一定确定了。
7、实际气体的压缩因子 z 可能等于 1。
8、节流过程是一个不可逆过程。
9、循环净功 W net 愈大则循环热效率愈高。
10、熵产 S g >0 的过程必为不可逆过程。
( )11、不可逆绝热膨胀终态熵大于初态熵 S 2>S 1，不可逆绝热压缩终态熵小于初态熵 S 2<S 1。
12、如果压力表的读值发生变化，说明工质的热力状态也发生了变化。
13、第二类永动机违反了热力学第一和第二定律。
14、迈耶公式 cp cv Rg 既适用于理想气体，也适用于实际气体。
15、沸腾状态的水总是烫手的。
17、孤立系统的熵与能量都是守恒的。
20、实际气体在压力趋于零的极限状态就成为理想气体。
21、无论过程是否可逆， 闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、 终态的内能差。
、选择题1、如果热机从热源吸热 100kJ ，对外作功 100kJ ，则 。
(A )违反热力学第一定律； (B )违反热力学第二定律； (C )不违反第一、第二定律； (D )A 和 B 。
2、系统在可逆过程中与外界传递的热量，其数值大小取决于。
(A )系统的初、终态； (B )系统所经历的过程； (C )( A )和( B )；(D )系统的熵变；5、某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态，表达式正确。
() 则S 不可逆 >S 可逆，()) ) ) ) ) ) )) ) ) ) 22、23、 过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的。
其熵一定减少。
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《热力学与传热学》综合复习资料一、判断题1、系统由某一状态变化到另一状态，在这两个状态之间所有过程所作的膨胀功都相等。
（ ）2、理想气体不论经历什么样的过程，其焓增均可用dT c h p ⎰=∆21 计算。
（ ）3、没有能量耗散的准平衡过程为可逆过程。
（ ） 4．绝热节流前后工质的焓值相等。
（ ）5．若容器中气体的绝对压力没有改变，则其压力表的读数就不会改变。
（ ） 二、填空题1、计算可逆过程膨胀功的基本公式为 ， 用比热计算加热量的基本公式为 。
2、稳定流动能量方程可写作 ，当它用于换热器计算热交换量时可简化为。
3、在两个恒温热源之间有两个可逆循环，其中一个循环的工质是理想气体、热效率为ηA ；另一循环的工质是等离子气体，热效率为ηB 。
试比较这两个循环热效率的大小 。
4、某热机在两恒温热源1000K 和400K 之间工作，若热机吸热5000KJ ，那么此热机的最大热效率为 ；最大循环净功为 。
三、简答题1、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖好还是空心砖好？为什么？2、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风时比无风时感到更冷？3．在一有空调的房间内，夏天和冬天的室温均控制在20℃。
在同样舒适的感觉下，冬天要穿毛衣，而夏天只须穿衬衣，这是为什么？4．Nu 数和Bi 数均可写成λhl 的形式，二者有何区别？四、名词解释 1、传热过程2、灰体3、傅里叶准则4、格拉晓夫准则 五、计算题1．容积为V=0.0283m 3的瓶内装有氧气，其压力为p 1=6.865⨯105Pa ，温度为T 1=294K 。
随后发生泄漏，压力降至p 2=4.901⨯105Pa 时被发现，而温度T 2=T 1未变。
试问到发现为止共漏去多少kg 氧气？ [氧气R g =260J/(kg.K)]2．在恒温热源T 1=700 K 和T 2=400K 之间进行循环。
当W 0=1000kJ ，Q 2=4000kJ 时，试用计算说明：循环的方向性。
3．外径为100 mm，表面温度为100 ℃，黑度为0.76的圆筒壁，被水平放置于一温度为20℃的大房间中。
已知圆筒壁外表面与空气的纯对流换热系数为7.03W/(m2⋅K)，试计算单位长度圆筒壁散失到房间中的总热量。
4．水以1.64m/s的速度从内径为25mm的直长管内流过，已知管的内表面温度为90℃，水的进、出口温度为20℃和40℃，试计算为满足要求所需的管子长度。
建议使用公式：11.04.08.0PrRe023.0⎪⎪⎭⎫⎝⎛=wffffNuηη)50,10(4≥>d lRef水的物性参数：30℃时，ρ=995.7kg/m3，c p=4.174kJ/(kg⋅K)，λ=0.619W/(m⋅K)，ν=0.805×10-6 m2/s ，η=801.20×10-6 kg/(m⋅s)，Pr=5.42； 90℃时，η=314.78×10-6 kg/(m⋅s)。
《热力学与传热学》综合复习资料参考答案一、判断题 1-5 ×√√√× 二、填空题1、计算可逆过程膨胀功的基本公式为 ⎰=21pdv w ， 用比热计算加热量的基本公式为 ⎰=21cdt q 。
2、稳定流动能量方程可写作 i w z g c h q +∆+∆+∆=221 ，当它用于换热器计算热交换量时可简化为12h h h q -=∆=。
3、在两个恒温热源之间有两个可逆循环，其中一个循环的工质是理想气体、热效率为ηA ；另一循环的工质是等离子气体，热效率为ηB 。
试比较这两个循环热效率的大小ηA =ηB 。
4、某热机在两恒温热源1000K 和400K 之间工作，若热机吸热5000KJ ，那么此热机的最大热效率为 60% ；最大循环净功为 3000kJ 。
三、简答题1、在寒冷的北方地区，建房用砖采用实心砖好还是空心砖好？为什么？采用空心砖好些。
因为空心砖内含有热导率很小的不流动的气体，其导热系数要比实心砖低得多，导热热阻大；在相同的温度条件下，散热损失较少、利于保温。
3、冬天，在相同的室外温度条件下，为什么有风时比无风时感到更冷？人体与周围大气之间存在对流换热，其强度与流体速度有关：没风时为自然对流，换热强度较小；有风时为强迫对流换热，与没风时相比，对流换热系数大得多。
在相同的气温条件下，人体散热量更多，故而感到更冷5．在一有空调的房间内，夏天和冬天的室温均控制在20℃。
在同样舒适的感觉下，冬天要穿毛衣，而夏天只须穿衬衣，这是为什么？答：主要是由于人体表面与室内环境辐射换热量在冬夏之间的巨大差别造成的。
同一室温下，人体与周围空气间的对流换热强度相同。
但是，夏天室内墙壁温度较高（高于20℃），人体表面与其辐射换热量较少，使人体夏天散热量较少。
而冬天室内墙壁温度较低（低于20℃），人体表面与其辐射换热量大，使冬天散热量很大。
要想获得同样舒适的感觉，冬天要穿厚毛衣，而夏天只须穿薄衬衣即可。
6．Nu 数和Bi 数均可写成λhl 的形式，二者有何区别？答：（1）Nu 数中的λ为流体的热导率；Bi 数中的λ为导热物体的热导率。
（2）Nu 数中的h 为待定参数，Nu 为待定特征数；Bi 数中的h 为已知参数，由第三类边界条件确定，Bi 为已定特征数。
（3）物理意义不同。
Nu 表示贴壁流体的无量纲的温度梯度，在其它条件相同的情况下，Nu 数可反映对流换热的强弱。
Bi 数表示第三类边界条件下物体内部导热热阻和表面处换热热阻的比值。
四、名词解释 1、传热过程高温流体通过固体壁面传热于低温流体的过程。
3、灰体单色吸收率λα与波长无关的物体。
5、傅里叶准则2l a F o τ=，表征物体非稳态导热过程进行的深度。
6、格拉晓夫准则葛拉晓夫准则——23ναtl g G V r ∆=，表征流体的浮升力与粘性力的相对大小。
五、计算题1．容积为V=0.0283m 3的瓶内装有氧气，其压力为p 1=6.865⨯105Pa ，温度为T 1=294K 。
随后发生泄漏，压力降至p 2=4.901⨯105Pa 时被发现，而温度T 2=T 1未变。
试问到发现为止共漏去多少kg 氧气？ [氧气R g =260J/(kg.K)]解：理想气体状态方程：pV=mR g T初态时氧气质量为 kg 254.029********.010865.65111=⨯⨯⨯==T R V p m g终态时氧气质量为 kg 181.02942600283.010901.45222=⨯⨯⨯==T R V p m g则漏去的氧气质量为 ∆m=m 1-m 2=0.254-0.181=0.073 kg4．在恒温热源T 1=700 K 和T 2=400K 之间进行循环。
当W 0=1000kJ ，Q 2=4000kJ 时，试用计算说明：循环的方向性。
解：根据能量守恒得 Q 1=1000+4000=5000（kJ ）（1）假定为逆向循环，则 08571.2221121<-=-=∆+∆=∆T Q T Q S S ST T iso违反熵增原理，不能进行逆向循环。
（2）若为正向循环时，则有08571.22211>=+-=∆T Q T Q S iso 符合熵增原理，所以进行的是正向循环。
（2分）5．外径为100 mm ，表面温度为100 ℃ ，黑度为0.76的圆筒壁，被水平放置于一温度为20℃的大房间中。
已知圆筒壁外表面与空气的纯对流换热系数为7.03W/(m 2⋅K)，试计算单位长度圆筒壁散失到房间中的总热量。
解：这是一个复合表面的换热问题。
先求辐射换热量Φrl ： 已知T w =100+273=373K T ∞=20+273=293K A 1=πdl X 1,2=1.0 A 1«A 2)(111)(1122212,1111∞∞-=-++--=Φb bW b bW r E E A A A X E E A εεεεε则lr rl Φ=Φ)(441∞-=T T d W b σπε 49.162)15.29315.373(1067.51.014.376.0448=-⨯⨯⨯⨯⨯=-W/m再求对流换热量Φcl ：68.176)20100(1.014.303.7)(=-⨯⨯⨯=-=Φ∞t t d h W c cl πW/m则总散热损失为：17.33949.16268.176=+=Φ+Φ=Φr c l W/m4．水以1.64m/s 的速度从内径为25mm 的直长管内流过，已知管的内表面温度为90℃，水的进、出口温度为20℃和40℃，试计算为满足要求所需的管子长度。
建议使用公式：11.04.08.0Pr Re 023.0⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=wff f f Nu ηη )50,10(4≥>dlR ef水的物性参数：30℃时，ρ=995.7kg/m 3，c p =4.174kJ/(kg ⋅K)，λ=0.619W/(m ⋅K)，ν=0.805×10-6 m 2/s ，η=801.20×10-6kg/(m ⋅s)，Pr=5.42； 90℃时，η=314.78×10-6kg/(m ⋅s)。
解：这是一个管内强迫对流换热问题。
(1)查物性 流体平均温度C t t t ff f ︒=+='+''=30220402 壁温t w =90︒C水的物性参数：ρf =995.7kg/m 3，c p f =4.174kJ/(kg ⋅K)，λf =0.619W/(m ⋅K)，νf =0.805×10-6m 2/s ，ηf =801.20×10-6 kg/(m ⋅s)，Pr f =5.42；ηw =314.78×10-6kg/(m ⋅s)。
44610100932.510805.0025.064.1Re >⨯=⨯⨯==-ff f du ν 为湍流 （3）选择公式，计算表面传热系数 假设满足50≥dl；又 0.11n 0.4,m ==>，流体被加热时，f w t t ，则 11.00.4f 0.8f f )(Pr Re 023.0Nu wf ηη= 11.29278.31420.801)42.5()100932.5(023.011.04.08.04=⎪⎭⎫⎝⎛⨯⨯⨯⨯=dNu h ffλ=72.7232025.0619.011.292=⨯=W/(m 2⋅K) （4）计算管长 热平衡方程：)()(42f w f f pf f f t t dl h t t c u d -='-''=Φπρπ)(4)(f w f f pf f f t t h t t dc u l -'-''=∴ρ965.1)3090(72.72324)2040(4174025.064.12.992=-⨯⨯-⨯⨯⨯⨯=[m]校核：506.78025.0965.1>==dl成立，计算可靠。