生物系统传输过程复习要点

*考试时带计算器

《生物系统传输过程》复习要点

工程热力学

第一章 热力学第一定律

1． 工质常用的状态参数有6个。P10~P15

温度、压力、比体积（比容）、热力学能（内能）、焓和熵，其中温度、压力和比体积是基本状态参数

了解概念，掌握计算公式，记住单位及符号 a. 温度

摄氏温度 符号t 单位 摄氏度 ℃ 绝对温度 符号T 单位 开 K 15.273+=t T b.

压力 符号 p 单位 帕斯卡（简称帕） N/m 2

a a g g p O mmH p mmH mmH atm 81.913224.133176012===

表压力p e 真空度p v 当地大气压力p b 绝对压力v b e

b p p p p p p -=+=

c. 比体积 符号 v 单位 m 3/kg m

V

v =

V —工质的体积 单位 m 3 m —工质的质量 单位 kg 密度 符号ρ 单位 kg/m 3 v

V m 1

==

ρ 比体积和密度互为倒数 例题1-1 1-2 d. 热力学能 m 千克气体的热力学能 符号 U 单位 J 或kJ

1千克气体的热力学能称为比热力学能 符号u 单位J/kg 或kJ/kg mu U =

热力学能的增量用u ∆表示

12u u u -=∆

为正数，表示工质热力学能增加，为负数，表示工质热力学能减少。 理想气体热力学能的计算公式 P38

1212)(u u T T c T c u v v -=-=∆=∆ dT c du v =

e. 焓 m 千克工质的焓 符号H 单位 J 或 kJ

1千克工质的焓称为比焓 符号 h 单位J/kg 或 kJ/kg pv u m

H

h pV

U H +==

+=（定义式）pv u h ∆+∆=∆

是最基本的计算公式 焓的增量用h ∆表示 12h h h -=∆

对于理想气体，焓的计算公式 P38

1212)(h h T T c T c h p p -=-=∆=∆ dT c dh p =

f. 熵 m 千克工质的熵 符号S 单位 J/K 或 kJ/K

1千克工质的熵称为比熵 符号 s 单位J/kg ﹒K 或 kJ/kg ﹒K R

T

q

ds δ=

最基本的定义式

熵的增量用Δs 表示。P39

1

2121

212121212ln ln

ln ln ln ln

v v

c p p c p p R T T c v v R T T c s s s p v g p g v +=-=+=-=∆

记住上式公式

例1-3 例2-5 例2-6

2． 工质的膨胀功P15 m 千克工质的膨胀功 符号 W 单位 J 或 kJ

1千克工质的膨胀功 符号 w 单位J/kg 或 kJ/kg

计算公式⎰=21

v v pdv w

⎰⎰===2

1

21

V V v v pdV pdv m mw W

在压容图上的表示

系统向外界作功为正，外界对系统作功为负。即工质膨胀功为正，工质压缩功为负。 功率 符号 N 单位 W 或 kW 1W=1J/s 1kW=1kJ/s

1kW ·h=1kJ/s ×3600s=3600kJ 例1-4

3． 热量 P16 m 千克工质的热量 符号 Q 单位 J 或kJ

1千克工质的热量 符号 q 单位 J/kg 或 kJ/kg

工质从外界吸热，热量为正；工质向外界放热，热量为负。

定压加热时)(12t t mc Q p -=

⎰=21

s s Tds q ⎰==2

1

s s T d s m mq Q

4． 热力学第一定律解析式P18

w u q +∆=

注意单位要一致，q ，Δu ，w 的正负号要搞清楚 例1-6

5． 稳定流动能量方程式及其应用P20

s f f s f w z z g c c h h w z g c h q +-+-+-=+∆+∆+

∆=)()(2

1)(21122122122 要特别注意公式中各项单位的一致性。因为已知条件所给出的或通过水蒸汽焓熵图查出 的h 的单位往往是kJ/kg ，而)(2

1212

2f f c c -或)(12z z g -所求出的值往往是J/kg 。 W s —轴功

)()(2

1)()(2112212212212221z z g c c w z z g c c v d p w f f t f f p p s ----=----⎪⎭⎫ ⎝⎛-=⎰ w t —技术功 a ．锅炉 12h h q -=

b ．汽轮机和燃气轮机21h h w s -=

c ．泵和风机 12h h w s -=-

d. 喷管

21212

2)(2

1h h c c f f -=- 例1-8

第二章 气体的性质

1．理想气体状态方程式P28~P29

T R pv g = R g —气体常数 单位 J/(kg ·K) 对m 千克气体

T mR pV g =

对n 千摩尔气体

nRT pV = R —通用气体常数

R=8314.5J/(kmol ·K)

M

M R R g 5

.8314=

=

J/(kg ·K) M —气体的摩尔质量，单位为kg/kmol ，在数值上等于物质的相对分子量 对于1千摩尔气体

RT pV m =

用以上公式计算时，特别注意Rg 和R 的单位为J/(kg ·K) 例2-1，例2-2

2．气体的比热容（P24~P25）

（1） 质量比热 符号 c 单位 J/(kg ·K) 或 kJ/(kg ·K)