中科大工程热力学概述
工程热力学概念
能源：是指提供各种有效能量的物质资源
热力学是一门研究物质的能量、能量传递和转换以及能量与物质性质之间普遍关系的科学。
工程热力学的研究对象主要是能量转换, 特别是热能转化成机械能的规律和方法, 以及提高转化效率的途径, 以提高能源利用的经济性。
热力系统热力学中常把分析的对象从周围物体中分割出来, 研究它与周围物体之间的能量和物质的传递。
这种被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统。
闭口系统一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换。
闭口系统内的质量保持恒定不变, 所以闭口系统又叫做控制质量。
开口系统：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。
开口系统又叫做控制容积, 或控制体。
绝热系统：热力系统和外界间无热量交换
孤立系统：热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时
简单可压缩系：热力系若与外界可逆的功交换只有体积变化功( 膨胀功或压缩功)一种形式
热力学状态,简称状态：工质在热力变化过程中的某一瞬间所呈现的宏观物理状况
状态参数：用来描述工质所处状态的宏观物理量
基本状态参数：压力、温度及体积可直接用仪器测量,使用最多
强度量:压力和温度这两个参数与系统质量的多少无关
经验温标:由选定的任意一种测量物质的某种物理性质,采用任意一种温度标定规则所得到的温标
比体积:单位质量物质所占的体积
平衡状态:一个热力系统,如果在不受外界影响的条件下,系统的状态能够始终保持不变。
工程热力学概念总结
工程热力学概念总结1.热力学系统：热力学系统是指被研究的物体或物质的一部分，可以是任何大小，包括军舰、蒸汽锅炉、汽车引擎、空调系统等。
系统可以是开放系统、封闭系统或孤立系统。
开放系统可与环境进行能量和物质的交换，封闭系统只能与环境进行能量交换，而孤立系统既不能与环境进行能量交换也不能与环境进行物质交换。
2.状态和状态参量：一个热力学系统具有一组描述其状态的特性，这些特性称为状态参量，包括压力、温度、体积、密度等。
系统的状态是由这些状态参量所决定的。
3.热力学过程：热力学过程是指系统从一个状态变化到另一个状态的过程。
常见的热力学过程有等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程等。
4.热力学第一定律：热力学第一定律是能量守恒原理在热力学中的表达。
按照热力学第一定律，系统的能量增量等于系统所吸收的热量减去所做的功。
即ΔU=Q-W，其中ΔU为系统内能的变化，Q为系统所吸收的热量，W为系统所做的功。
5.热力学第二定律：热力学第二定律是热力学中关于能量转化的不可逆性的原理。
它可以通过熵的概念来表达，即熵在任何一个孤立系统中总是增加的。
热力学第二定律也可以用来描述热量只能从高温物体流向低温物体的原因，即热能无法完全转化为功，总会有一部分热能转化为了无用的热能。
6.热机和热泵：热机是根据热能转化为机械功的原理工作的设备，它们可以根据工作物质的不同分为蒸汽机、汽轮机、内燃机等。
而热泵则是根据逆向热力学原理，利用外部能量将低温的热量转移到高温区域的设备。
7.热力学循环：热力学循环是指系统经历一系列热力学过程后又恢复到初始状态的过程。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环等。
8.物质和能量平衡：在热力学中，物质和能量都必须满足平衡条件。
物质平衡是指系统中各组分的质量守恒，而能量平衡是指系统中各能量流动的输入和输出必须平衡。
这两个平衡条件是热力学研究中非常重要的基础。
综上所述，工程热力学是研究能量转化和能量流动的科学，包括热力学系统、状态和状态参量、热力学过程、热力学定律、热机和热泵等概念。
工程热力学基础
工程热力学基础工程热力学基础是研究热与能量转化以及热力学循环的学科。
它是工程学中重要的基础学科之一，涉及到能量的转化、储存和传递等方面的问题。
在这里，我将以人类的视角，以生动的语言描述工程热力学基础的相关内容。
让我们来了解一下什么是热力学。
热力学是研究热与能量转化过程的一门学科，它描述了物质和能量之间的关系。
在工程中，我们经常需要考虑能量的转化问题，比如热能转化为机械能、电能或化学能等。
在工程热力学中，我们经常使用一些基本概念来描述能量转化的过程。
其中最重要的概念之一就是热力学循环。
热力学循环是一个能量转化的过程，它包括一系列的状态变化，最终回到起始状态。
比如蒸汽机、内燃机等都是基于热力学循环原理工作的。
在热力学循环中，热能的转化是一个重要的过程。
热能可以通过传导、传热、辐射等方式传递。
在工程中，我们经常需要考虑热能的传递问题，比如热交换器的设计、燃烧过程中的热能转化等。
热力学还包括熵的概念。
熵是描述系统无序程度的物理量，它与能量转化的效率有关。
在工程中，我们经常需要考虑如何提高能量转化的效率，减少能量的损失。
在工程热力学中，还有一些其他的重要概念，比如焓、熵增、热力学势等。
这些概念在描述和分析能量转化的过程中起到了重要的作用。
工程热力学基础是研究能量转化和热力学循环的学科。
它涉及到能量的转化、传递和储存等方面的问题。
通过研究工程热力学基础，我们可以更好地理解能量转化的原理，并应用于工程实践中。
希望本文能够以人类的视角，以生动的语言描述工程热力学基础的相关内容，使读者能够更好地理解和应用这门学科。
工程热力学童钧耕第六版
工程热力学童钧耕第六版摘要：一、工程热力学概述二、热力学第一定律三、热力学第二定律四、热力学第三定律五、热力学势和熵六、热力学循环和热机七、传热和热传导八、热力学应用领域正文：工程热力学是一门研究热量传递、能量转换以及热力学系统性质的学科。
在本篇文章中，我们将介绍工程热力学的概述以及相关的基本概念和应用。
一、工程热力学概述工程热力学作为一门学科，主要研究热力学原理在工程中的应用。
它旨在解决热量传递、能量转换及热力学系统稳定性等问题。
工程热力学在我国得到了广泛的应用，尤其在能源、化工、冶金等行业。
二、热力学第一定律热力学第一定律，又称能量守恒定律。
它表明在封闭系统中，能量的总量是恒定的，仅能从一种形式转化为另一种形式。
在工程热力学中，这一定律为我们提供了分析和计算能量转换的依据。
三、热力学第二定律热力学第二定律阐述了热力学过程的方向性，即自然界的过程总是向着熵增加的方向进行。
这一定律在工程热力学中的应用主要体现在热力学循环的优化、节能减排等方面。
四、热力学第三定律热力学第三定律，又称熵定律。
它表明在恒定温度和压力下，封闭系统的熵趋于增加。
这一定律在工程热力学中的应用有助于我们理解和预测熵变，从而优化热力学过程。
五、热力学势和熵热力学势是描述热力学系统在恒定温度和压力下的状态的物理量。
熵则是描述热力学系统混乱程度的物理量。
在工程热力学中，了解热力学势和熵的变化规律有助于分析和优化热力学过程。
六、热力学循环和热机热力学循环是热力学系统中能量转换的过程。
常见的热力学循环有奥托循环、布雷顿循环等。
热机是将热能转换为机械能的设备。
了解热力学循环和热机的原理，有助于提高能源利用效率和优化热力学系统设计。
七、传热和热传导传热是指热量从高温物体传递到低温物体的过程。
热传导是传热的一种方式，主要发生在固体中。
在工程热力学中，研究传热和热传导的规律有助于我们设计和优化热交换设备、保温材料等。
八、热力学应用领域工程热力学在多个领域具有广泛的应用，如能源工程、化学工程、航空航天、环境保护等。
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。
工程热力学基础知识
工程热力学基础知识制冷与空调技术理论基础第二部分工程热力学基础知识一、热力学的基本概念（一）、热力系统与工质1.热力系统1.热力系统在热力学研究中，研究者所指定的具体研究对象称为热力系统，简称系统系统。
和系统发生相互作用（热力系统，简称系统。
和系统发生相互作用（能量交换或质量交换）的周围环境称为外界质量交换）的周围环境称为外界，或称为环境。
系统与环外界，或称为环境环境。
系统与环境的分界面称为边界境的分界面称为边界。
边界。
闭口系：与外界没有质量交换的系统，称为闭口系统。
闭口系：开口系：开口系：与外界有质量交换的系统，称为开口系统。
绝热系：绝热系：与外界没有热量交换的系统，称为绝热系统。
完全绝热的系统实际上是不存在的，工程上将与外界换热量相对很小的系统近似为绝热系统。
2.工质 2.工质在制冷与空调工程及其他热力设备中，热能与机械能的转换或热能的转移，都要借助于某种携带热能的工作物转换或热能的转移，都要借助于某种携带热能的工作物质的状态变化来实现，这类工作物质称为工质。
质的状态变化来实现，这类工作物质称为工质。
制冷系统中使用的工质称为制冷剂制冷系统中使用的工质称为制冷剂，也叫冷媒制冷剂，也叫冷媒（二）系统的热力状态及其基本参数1.热力状态1.热力状态某时刻，系统中工质表现在热力现象方面某时刻，系统中工质表现在热力现象方面的总的状况称为系统的热力状态的总的状况称为系统的热力状态，简称状热力状态，简称状态。
描述系统状态的物理量称为状态参数描述系统状态的物理量称为状态参数状态参数的取值完全由状态确定。
如果工质的状态参数可以在一段时间内保持稳定的数值，不随时间变化而变化，则称为热力平衡态称为热力平衡态，简称平衡态。
热力平衡态，简称平衡态平衡态。
2.基本状态参数 2.基本状态参数如果系统的状态发生了变化，那么将表现为状态参数的变化，换而言之，我们可以通过观测系统状态参数的变化来了解系统的变化。
表示系统状态变化的参数有六个，分别为: 表示系统状态变化的参数有六个，分别为: 压力、温度、比体积（或密度）、内能、）、内能压力、温度、比体积（或密度）、内能、焓、熵，其中温度、压力、比体积可以直接或者间接的用一起测出，称为基本状态接或者间接的用一起测出，称为基本状态参数。
工程热力学概念总结
工程热力学总结第一章基本概念1.基本概念热力系统：这种被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统（简称系统，体系）。
边界：系统与外界之间的分界面，称为边界。
外界：与系统发生质能交换的物体称为外界。
闭口系统：一个热力系统如果和外界只有能量交换而无物质交换的系统称为闭口系统，因闭口系统内的质量保持恒定不变，所以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*）、自由能（£）、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。
工程热力学基本概念与重要公式
工程热力学基本概念与重要公式工程热力学是研究能量转化与能量传递的科学，它是指热力学原理在工程领域的应用。
热力学是研究物质和能量转化过程的一门学科，它研究能量的守恒性、能量的转化和能量的传递规律。
热力学是一门理论和实践相结合的学科，它与能源转化、工程设计等密切相关。
能量是物质存在时所具有的性质，它包括内能、动能和势能等形式。
热量是能量的一种传递方式，是由于温度差异而引起的能量传递。
功是物体由于受力而做的功，是一种能量转化的方式。
温度是物体的一种物理量，是衡量物体热平衡状态的指标。
热平衡是指物体之间没有温度差异，处在热平衡状态下的物体之间不发生热量传递。
在工程热力学中，还有一些重要的公式用于描述能量转化和能量传递过程。
其中，最重要的一条是能量守恒定律，它认为能量不会凭空消失或产生，只会转化为其他形式。
按照能量守恒定律，一个物体接受的热量和功等于物体输出的热量和功，即Q-W=ΔE,其中Q是系统的吸热量，W是系统所做的功，ΔE是系统的内能变化量。
另一个重要的公式是卡诺循环效率的计算公式，其中卡诺循环是一种理想循环，不可逆系统的效率与卡诺循环效率之差称为失效。
卡诺循环效率的计算公式可以表示为η=1-Tc/Th，其中η是卡诺循环效率，Tc是冷源的温度，Th是热源的温度。
工程热力学还涉及到热传导、热辐射和热对流等热传递过程的分析。
热传导是指热量通过物质的传递方式，根据傅里叶热传导定律，热的传导速率与温度梯度成正比。
热辐射是指物体表面由于温度而产生的热辐射，它的强度与物体的温度的四次方成正比。
热对流是指流体由于温度差异而引起的传热现象，它的传热速率与流体的性质、温度差和流速等因素相关。
总之，工程热力学是一门重要的工程科学，它涉及能量转化和能量传递的基本规律。
在工程热力学中，有许多重要的概念和公式，能够用于描述和分析能量转化和能量传递过程。
这些概念和公式为工程热力学的应用提供了理论基础，对于工程设计和能源利用具有重要意义。
工程热力学知识总结
工程热力学概念公式第一章基本概念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。
工程热力学主要内容
工程热力学主要内容
1. 嘿，工程热力学主要讲的就是能量的转换呀！就像汽车把汽油的能量变成行驶的动力一样，神奇吧！比如说，我们冬天用的暖气，不就是把热能从锅炉房传输到我们家里吗？这就是工程热力学在发挥作用呢！
2. 工程热力学还会研究热力过程呢！好比水从液态变成气态的过程，哇哦，是不是很有意思？生活中蒸汽机不就是利用这种变化来工作的嘛！
3. 还有热效率的问题呢！你想想，为啥有的机器特别省电又能干，有的就很费电还不好使呢？这可都和工程热力学有关系呀！就如同手机电池，好的就能用好久，差的就得老充电。
4. 温度和压力在工程热力学里也超重要啊！这不就跟天气一样嘛，热的时候难受，压力大的时候也不舒服呀！像高压锅做饭就是利用了高压力呢！
5. 热力学定律那可是基础呀！这就跟盖房子要打地基似的，能不重要吗？就比如说能量守恒定律，你得到多少就得付出多少呀！
6. 工质的性质也得了解呀！不同的工质就像是不同性格的人，各有特点呢！比如水和蒸汽，它们表现可不一样哦。
7. 工程热力学对循环系统的研究也很关键呢！你看自行车的轮子一直转，不就是一种循环嘛，这里面的道理可深了去了！
8. 各种热力设备的分析，也是工程热力学的范畴哦！像空调、冰箱，它们是怎么工作的呢？这里面有太多值得探究的啦！
9. 工程热力学真的好神奇、好有用啊！它让我们的生活变得更加高效和便利，难道不是吗？
观点结论：工程热力学无处不在，与我们的生活息息相关，真的太重要啦！。
工程热力学概念
绪论工程热力学与传热学分两部分，热力学与传热学，这两部分都是与热有关的学科。
我们先讲热力学，第二部分再讲传热学。
热力学中热指的是热能，力在我们工程热力学中主要指的是用它来做功,也就是机械能，简单地理解工程热力学主要研究的是热能和机械能之间的相互转化。
也就是说由热产生力，进而对物体做功的过程，所以热力学主要研究的是热能和机械能之间的相互转化。
举个例子：比如汽车的发动机（内燃机）,它是利用燃料（汽油）在汽缸中燃烧，燃烧后得到高温高压的烟气,烟气此时温度高,压力高，具有热能,那么高压的燃气会推动气缸的活塞做水平往复运动,活塞又通过曲柄连杆机构把水平往复运动转化成圆周运动，进而带动汽车运动,这就是一个热力学的例子。
工程热力学的研究重点是热能与机械能之间的转化规律,那么下面我们来详细的看一下工程热力学的研究内容：①研究热力学中的一些基本概念和基本定律。
基本概念像热力学系统、热力学状态、平衡过程、可逆过程等。
基本定律有热力学第一定律和热力学第二定律，第一定律和第二定律是工程热力学的理论基础,其中热力学第一定律主要研究热能与机械能之间转化时的数量关系,热力学第二定律主要研究热能和机械能转换时的方向、条件、限度问题。
②研究工质的性质。
我们热能和机械能之间的转化需要依靠一定的工作物质才能实现,因此，我们要研究热能和机械能之间的相互转化，我们首先要研实现这一工作的工质的性质。
③研究工质参与下,遵循热力学第一定律和第二定律在热力设备中进行的实际热力过程。
第一章基本概念在我们研究工程热力学的过程中会用到许多术语，如工质、热力学系统、热力学状态、平衡状态、状态参数等。
因此,要学好工程热力学我们首先要知道这些术语指的是什么。
我们先来看第一个概念：工质一、工质我们前面讲了,工程热力学是研究热能和机械能之间的相互转化，那么工质就是用来实现热能和机械能之间相互转化的工作物质.工质大多数情况下只是在能量转化的过程中起媒介的作用,而不会直接参与能量的转化.像我们化学中学到的催化剂一样，工质这一物质本身并不发生化学性质的变化，发生变化的是工质的热力学状态（物理性质），像工质的温度、压力、体积等。
工程热力学基本概念资料课件
要点一
总结词
要点二
详细描述
挑战与机遇并存
新能源开发是当前全球关注的焦点，其中涉及大量的热力 学问题与挑战，如太阳能电池板效率、风能转换效率、燃 料电池的热管理等。随着技术的不断进步，新能源开发中 的热力学问题不断得到解决，同时也带来了新的挑战和机 遇。
工程热力学在未来可持续能源发展中的作用与贡献
总结词
背景
工程热力学是物理学、化学、材 料科学等学科交叉的产物，是能 源、动力、化工等领域的重要基 础。
工程热力学的应用领域
能源转换与利用
化工与材料
工程热力学在能源转换与利用方面有 着广泛的应用，如内燃机、燃气轮机 、锅炉等能源转换设备的优化设计。
工程热力学在化工和材料领域的应用 涉及化学反应、材料合Байду номын сангаас与加工等过 程的理论研究与优化。
制冷与空调
工程热力学在制冷与空调领域的应用 主要涉及制冷循环、热泵循环等，为 制冷和空调设备提供理论支持。
工程热力学的研究对象与研究方法
研究对象
工程热力学的研究对象包括热力学系统、热力学过程和循环等，其中热力学系 统是指由相互作用和相互依存的物质组成的具有一定结构和功能的整体。
研究方法
工程热力学的研究方法主要包括实验研究、理论分析和数值模拟等，实验研究 是通过实验测定相关参数，理论分析是通过数学模型对系统进行描述和分析， 数值模拟是通过计算机模拟系统或过程的运行。
关键作用，不可或缺
详细描述
工程热力学是未来可持续能源发展的关键学科之一， 其在能源转换、能源利用、节能减排等方面发挥着重 要作用。通过深入研究工程热力学原理和技术，可以 不断提高能源利用效率，降低能源消耗和排放，为实 现可持续能源发展提供重要支撑。
华中科技大学工程热力学课件绪论
Joule became a manager of the brewery and took an active role until the sale of the business in 1854.
3
2
5
1
0
s
三要素:热源、工质、来源
循环热效率公式
提高循环效率的 途径在哪里？
问题六：热力学和传热学有什么关系？
James Joule (1818~1889)
热力学第一定律：能量守恒 系统的内能=系统吸收的热量+对系统做功
That’s the mission of heat transfer
工程热力学
Thermodynamics
主讲老师：方Байду номын сангаас生
问题一：关于能量你知道多少？
能量的来源？ 能量的形式？
能量的来源与形式
常规能源：
化石燃料 生物质能 水能
新能源：
海洋能 地热能 太阳能 核能 风能
•人们由自然界获得能量的主要形式是：热能！
据统计，经过热能形式而被利用的能量在 我国占90％以上，世界上其它国家也超过 85％。
相平衡的浓度 物体从高的位置降落到稳定的位置。 电荷从高电位迁移到接近于环境的电位。
• 自然界当中，任何实际过程都会引起能量损失 • 能量使用的过程就是能量被贬值、被消耗的过程
Energy efficiency of some common energy conversion device
工程热力学1 基本概念
标准大气压（atm)：1atm=0.101325MPa
.
12
3.基本状态参数
(3)绝对压力P 、表压力Pg、真空度Pv
相对压力 表压力Pg 真空度Pv
系统相对与大气压力的 数值（不是状态参数）
绝对压力
系统真实压力（是状态参数）
Pg=P–Pb Pv= Pb – P
当Pg>>Pb时，取Pb =0.1MPa
可逆循环 不可逆循环
P
1 2
4
正循环（动力循环）1-2-3-4-1
逆循环1-4-3-2-1
制冷循环 热泵.循环
3
v
20
循环的经济性指标用工作系数来表示
工作系数
效果（收益） 代价
Q1为与高温热源交换的热量， Q2为与低温热源交换 的热量
动力循环的经济性用循环的热效率来衡量
t
W Q1
制冷循环的经济性用循环的制冷系数来衡量
.
10
2.状态参数分类
强度量 尺度量
压力、温度 体积、热力学能、焓、熵
基本参数 导出参数
压力、温度、体积 热力学能、焓、熵
.
11
3.基本状态参数
a.压力：系统表面单位面积上的垂直作用力。
(1)压力的单位：1N/m2 = 1Pa(帕）
(2) (2)1大05气Pa压力:Pb
1MPa = 106Pa ； 1bar =
Q 系统的边界
W
系统的边界 图1 膨胀中的燃气
.
图2 流动中的工质
2
二、系统的类型
1.按系统与外界交换的形式分类
系统与外界有三种相互作用形式：质、功、热
1）开口系统：系统与外界有物质交换
工质流入
热能与动力工程@中科大专业真实介绍
•专业名称：
•热能与动力工程
•大学：
•中国科学技术大学
•专业介绍：
•热动分好几个大块，介绍几个主要的。
传热，工程热力学，空气调节，燃气轮机，内燃机。
•课程设置
•专业基础课：工程热力学，流体力学，传热学，空气调节，传热与传质。
•有什么想吐槽的？
•吐槽的是女生有点少，好多男的被迫成为哲学家了。
•大学四年怎么规划？
•大学四年应该尽早知道自己想做什么，是想深造，还是工作。
选择前者，就要多泡泡图书馆，选择后者的话，就多多锻炼自己的交际能力。
越早知道自己想要什么对自己帮助越大（我是这么觉得）。
•本科以后可以如何规划？出国/读研/工作/其他？
•本科毕业后20%出国了，70%左右国内读研，10%工作
•以后从事什么工作？
•进中广核等电厂，大部分都是研究人员吧
还可以说说：
•哪些证对你的专业很重要？最好从什么时候开始考起？
•如果出国的话一定要尽早准备GRE,toefl,我建议大二上的寒假就开始准备，这样不至于大三了忙的焦头烂额。
科大专业不太重要，大一上完后全可以全校选专业，这个基本没什么限制，你可以去你想去的专业。
有认识的同学大三上一学期了从核院转到信院的，所以基本上转专业比换宿舍还简单。
来自知乎：罗少文。
工程热力学基本概念
工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。
系统：热设备中分离出来作为热力学研究对象的物体。
状态参数：描述系统宏观特性的物理量。
热力学平衡态：在无外界影响的条件下，如果系统的状态不随时间发生变化，则系统所处的状态称为热力学平衡态。
压力：系统表面单位面积上的垂直作用力。
温度：反映物体冷热程度的物理量。
温标：温度的数值表示法。
状态公理：对于一定组元的闭口系统，当其处于平衡状态时，可以用与该系统有关的准静态功形式的数量n加上一个象征传热方式的独立状态参数，即（n+1）个独立状态参数来确定。
热力过程：系统从初始平衡态到终了平衡态所经历的全部状态。
准静态过程：如过程进行的足够缓慢，则封闭系统经历的每一中间状态足够接近平衡态，这样的过程称为准静态过程。
可逆过程：系统经历一个过程后如果系统和外界都能恢复到各自的初态，这样的过程称为可逆过程。
无任何不可逆因素的准静态过程是可逆过程。
循环：工质从初态出发，经过一系列过程有回到初态，这种闭合的过程称为循环。
可逆循环：全由可逆过程粘组成的循环。
不可逆循环：含有不可逆过程的循环。
第二章热力学能：物质分子运动具有的平均动能和分子间相互作用而具有的分子势能称为物质的热力学能。
体积功：工质体积改变所做的功。
热量：除功以外，通过系统边界和外界之间传递的能量。
焓：引进或排出工质输入或输出系统的总能量。
技术功：工程技术上将可以直接利用的动能差、位能差和轴功三项之和称为技术功。
功：物质间通过宏观运动发生相互作用传递的能量。
轴功：外界通过旋转轴对流动工质所做的功。
流动功：外界对流入系统工质所做的功。
热力学第二定律：克劳修斯说法：不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
开尔文说法：不可能从单一热源吸热使之完全转化为有用功而不引起其他变化。
卡诺循环：两热源间的可逆循环，由定温吸热、绝热膨胀、定温放热、绝热压缩四个可逆过程组成。
卡诺定理：在温度为T1的高温热源和温度为T2的低温热源之间工作的一切可逆热机，其热效率相等，与工质的性质无关；在温度为T1的高温热源和温度为T2的低温热源之间工作的热机循环，以卡诺循环的热效率为最高。
工程热力学1基本概念
随着科学技术的发展，热力学与其他 学科的交叉逐渐增多，形成了许多分 支学科，如工程热力学、物理热力学、 化学热力学等。
19世纪初期，科学家们开始系统地研 究热现象，并提出了热力学的理论框 架。
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热力学的基本概念
热能与冷能
热能
物体内部所蕴含的能量，通常是 由于分子运动产生的。热能可以 通过热量传递的方式传递给其他 物体。
热力学的目的和应用领域
热力学的目的是为了揭示热现象的本 质和规律，以及热能的有效利用和转 换。
它广泛应用于能源、动力、化工、航 空航天、环保等领域，对于推动科技 进步和经济发展具有重要意义。
热力学的历史和发展
热力学的历史可以追溯到古代人类对 火的使用，但作为一门科学，热力学 的发展主要是在19世纪。
冷能
一种相对的概念，通常指低于周 围环境温度的能量。冷能可以通 过热力学系统与外界的热交换而 获得。
温度和热量
温度
表示物体冷热程度的物理量，是分子 运动剧烈程度的反映。温度的升高或 降低会影响物体的内能。
热量
在热力学中，热量是指传递的能量的 量度。热量可以从一个物体传递到另 一个物体，导致两个物体之间温度的 差异。
热力学的其他应用领域
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能源转换
热力学在能源转换领域中 有着广泛的应用，如火力 发电站、核能发电站和太 阳能发电站等。
化工过程
在化工过程中，热力学被 广泛应用于各种反应和分 离过程，如蒸馏、干燥、 蒸发等。
环境工程
热力学在环境工程中也有 着重要的应用，如废热回 收、烟气治理和节能减排 等。
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压力和体积
压力
表示气体或液体垂直作用于单位面积上的力。在热力学中，压力是气体分子对 容器壁的碰撞所产生的力。
中科大 高等工程热力学胡芃 笔记
中科大高等工程热力学胡芃笔记一、介绍本文将对中科大高等工程热力学胡芃老师的课程进行全面评估和深度探讨。
本课程主要涉及工程热力学的基本概念、热力学律和热力学运算等内容。
通过对这些知识点的学习，我们可以深入了解热力学在工程领域中的应用，为我们的工程实践提供理论支持。
二、基本概念在中科大高等工程热力学胡芃老师的课程中，首先介绍了热力学的基本概念。
热力学是研究热量和功的相互转化以及物质的性质随温度、压力的变化规律的科学。
通过学习热力学的基本概念，我们可以理解能量守恒和热力学第一定律等重要原理，为后续的学习打下基础。
三、热力学律在课程中，胡芃老师还介绍了热力学的基本律。
热力学的基本律包括热力学第一定律、热力学第二定律和熵增加原理等。
这些基本律对于工程热力学的应用具有重要意义，可以帮助我们理解自然界和工程实践中的热现象，为工程设计和优化提供指导。
四、热力学运算除了理论知识，课程还对热力学的运算方法进行了详细介绍。
在工程实践中，我们经常需要进行热力学计算，例如热力平衡计算、传热计算等。
通过学习热力学运算方法，我们可以掌握热力学计算的基本技能，为工程实践提供技术支持。
五、个人观点在学习中科大高等工程热力学胡芃老师的课程过程中，我深刻体会到热力学在工程领域中的重要性。
热力学知识不仅帮助我们理解自然界中的热现象，还为工程实践提供了理论支持。
通过学习热力学的基本概念、热力学律和热力学运算，我对工程热力学有了更深入的理解，为将来的工程实践打下了坚实的基础。
六、总结通过本文的探讨，我们对中科大高等工程热力学胡芃老师的课程进行了全面评估，深入了解了工程热力学的基本概念、热力学律和热力学运算等内容。
通过个人观点的共享，我们也总结了课程的重要性和学习的收获。
希望通过今后的学习和实践，能够更好地运用热力学知识，为工程领域的发展贡献力量。
以上即是本文对中科大高等工程热力学胡芃笔记的全面评估和深度探讨，希望对您的学习有所帮助。
七、热力学的应用在工程领域中，热力学的应用非常广泛。
工程热力学与其他学科的关系_概述及解释说明
工程热力学与其他学科的关系概述及解释说明1. 引言1.1 概述工程热力学是研究能量转换和传递过程的学科，它与其他学科密切相关并相互影响。
工程热力学旨在描述和分析能量的转化与传递原理，并将其应用于各个领域，包括机械工程、化学工程和环境科学等。
通过深入理解工程热力学与其他学科的关系，我们可以更好地掌握这门学科的基本原理，并将其应用于实际工程问题的解决中。
1.2 文章结构本文旨在概述和解释工程热力学与其他主要学科之间的关系。
文章结构如下：- 第一部分为引言，对文章整体进行介绍。
- 第二部分将详细介绍工程热力学的定义、基本概念、热力学律和原理，以及其在各个领域中的应用领域和重要性。
- 第三部分将着重探讨工程热力学与机械工程之间的联系，包括能量转换原理及其应用、流体力学和热传导在工程中的应用，以及在热能利用和发电技术方面的应用。
- 第四部分将介绍工程热力学与化学工程之间的关系，包括化学反应和能量平衡的关系、燃料化学反应与能源转化工艺优化的相关性，以及传质过程与工程热力学在化工领域的应用关系。
- 第五部分将探讨工程热力学与环境科学之间的联系，包括温室气体排放与气候变化的相互作用、能源利用对环境影响的分析与评估，以及在环境保护技术方面的应用。
- 最后一部分为结论，总结了工程热力学与其他学科的关系，并展望了未来发展和研究的方向。
1.3 目的本文旨在帮助读者深入了解工程热力学与其他主要学科之间紧密相连、相互促进的关系。
通过对其相关性进行概述和阐述，旨在加深对于各个领域中运用工程热力学原理解决问题的理解。
这将有助于促进不同领域专业人士之间合作和知识交流，并为未来跨学科合作和创新提供基础。
第2节工程热力学2.1 定义和基本概念工程热力学是研究能量转换与能量传递过程的一门学科。
它关注的是热能在工程实践中的应用，包括能源转化、热力系统设计和分析等。
工程热力学的基本概念主要包括温度、压力、体积、内能和功等。
温度是物质分子运动速度的度量，并且在物质之间存在温度差时会发生热传导。
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工程热力学1绝热热力系:若热力系与外界之间无热量交换,则该热力系称为绝热热力系.平衡状态：若热力系在不受外界的作用下，宏观性质不随时间变化而变化。
准静态过程：在热力过程中，热力系的宏观状态始终维持或接近平衡状态。
可逆过程：一个热力过程进行完了以后，如能使热力系沿相同的路径逆行而回复至原态，且相互作用中所涉及到的外界也回复到原态，而不留下任何痕迹。
稳定流动过程：在流动过程中，热力系内部及热力系界面上每一点的所有特性参数都不随时间而变化。
状态参数：用以描述热利系状态的某些宏观物理量称为热力系状态参数。
强度参数：与热利系的质量无关，且不可相加的状态参数。
热量：通过热力系以外的一切物质，统称外界。
压力：单位面积上所受到的指向受力面的垂直作用力。
内能：内能是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总和。
单位质量工质所具有的内能称为比内能。
熵：是表征系统微观粒子无序程度的一个宏观状态参数。
热力学第一定律：热可以转变为功，功也可以变为热。
一定量的热消失时，必产生与之数量相当的功；消耗一定量的功时，也必出现相当数量的热。
容积功：在热力过程，由于系统容积改变，使系统与外界交换的功。
推动功：为使某部分工质进出热利系，外界或系统对这部分工质做功，这部分功称为推动功或流动功。
即推动功是维持工质流动所必需的最小的功。
技术功：工程上将技术上可以利用的功称为技术功，对开口系统来讲其包括轴功、进出口的宏观动能差和宏观位能差。
热力学第二定律：开尔文说法，只冷却一个热源而连续不断做工的循环发动机是造不成的。
克劳修斯说法，热不可能自发的、不负代价的从低温物体传到高温物体。
孤立系统熵增原理：若孤立系所有部分的内部以及彼此间的作用都经历可逆变化，则孤立西的总熵保持不变；若在任一部分内发生不可逆过程或各部分间的相互作用中伴有不可逆性，则其熵必增加。
理想热机：热机内发生的一切热力过程都是可逆过程。
卡诺循环：在两个恒温热源间，有两个可逆过程组成的循环。
卡诺定理：在两个不同温度的恒温热源间的所有热机，以可逆机的效率最高。
第二类永动机：从单一热源取得热量并使之完全变为机械能而又不引起其他变化的循环发动机。
理想气体：其分子式一些弹性的、不占有体积的质点，且分子间没有相互作用力。
比热：单位质量的物体，当其温度变化一度时，物体和外界交换的热量。
定压质量比热：在定压过程中，单位质量的物体，当温度变化一度时，物体和外界交换的热量。
同定容质量比热定压容积比热定容质量比热定压摩尔比热定容摩尔比热饱和温度：在一定压力下，当气体两相达到平衡时，液体所具有的温度。
饱和压力:当气液两相达到平衡时,蒸汽所具有的压力.饱和液体:两相平衡时的液体.干饱和蒸汽:在一定的压力下,饱和液体完全汽化为蒸汽,蒸汽温度仍为该压力下的饱和温度. 湿饱和蒸汽:两相平衡时饱和液体和饱和蒸汽的混合物.过热蒸汽:在一定压力下,蒸汽所具有的温度高于该压力对应的饱和温度.汽化潜热:一定温度下,1千克饱和液体汽化为同温度下的干饱和蒸汽所吸收的热量. 临界点:在状态参数坐标图上,饱和液体线与干饱和蒸汽线相交的点.过热蒸汽的过热度:在某一压力下,过热蒸汽的温度与该压力下饱和温度的差值. 三相点:物质气,液,固三相共存的状态点. 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.混合气体的容积成分混合气体的摩尔成分混合气体的分压力:混合气体中各组元气体在混合气体温度下单独占有整个容积时,作用于容器壁上的压力.混合气体的分容积:混合气体各组元气体处于混合气体的压力和温度时所单独占的容工程热力学2积.道尔顿分压定律:混合气体的总压力等于各组元气体分压力之和.分容积定律:混合气体的总容积等于各组元气体分容积之和.湿空气;含有水蒸气的空气.未饱和湿空气:由空气和过热水蒸汽组成的湿空气.饱和湿空气:由空气和饱和水蒸气组成的湿空气.绝对湿度(湿空气):单位容积的湿空气中所含水蒸汽的质量.相对湿度(湿空气):湿空气的绝对湿度与同温度下饱和湿空气的绝对湿度之比(湿空气中实际所含的水蒸气量和同温度下饱和湿空气中所能包含的最大水蒸气量之比). 湿空气含湿量(比湿度):一定容积的湿空气中水蒸气的质量与干空气质量之比.过热蒸汽:在一定压力下,温度高于该压力对应的饱和温度之蒸汽.过冷蒸汽:在一定压力下,温度低于该压力对应的饱和温度之蒸汽.对比参数:工质的状态与其相应的临界参数之比,如工质压力与其临界压力之比,工质温度与其临界温度之比为对比温度.液体热:将一公斤未饱和水定压加热为饱和水,所需的热量.湿蒸汽干度:一定质量的湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量与湿蒸汽总质量之比.定温过程:在状态变化时,定量工质温度保持不变的过程.绝热过程:工质和外界没有热交换的过程. 定熵过程:在状态变化时,工质熵保持不变的过程(可逆绝热过程).定熵流动:若工质在流动时既与外界无热量交换又无摩擦和扰动,则流动为可逆绝热流动.音速:微弱扰动在连续介质中所产生的纵波的传播速度.当地音速:指当地流动所处状态下的音速. 马赫数:工质在流动过程中,某一点的流动与当地音速之比.喷管:使气流压力降低,流速增大的管道. 扩压管:使气流流速降低,压力增大的管道. 绝热节流:工质在管内绝热流动时,由于通道截面突然缩小,使工质压力降低.绝热滞止:工质在绝热流动中,因遇到障碍物或某种原因而受阻,使速度降低直至为零.活塞式缩机的余隙:为了安置进,排气阀以及避免活塞与汽缸端盖的碰撞,在汽缸端顶与活塞行程终点间留有一定的空隙,称为余隙容积.活塞式压缩机的容积效率：活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比。
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。
压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩机过程中压气机所消耗功与实际不可逆压缩过程中压气机所耗功的功之比。
亚音速流动：工质的流动速度小于当地音速。
超音速流动：工质再喷管中流动时，在喷管的最小截面处，若工质的流动速度等于当地音速，则此时工质所处的状态。
临界压力比：临界状态时工质压力与滞止压力之比。
压气机的增压比：压气机的出口压力与进口压力之比。
平均加热温度：用加热工程中系统与外界交换的热量除以交换该热量时系统熵的改变量所得到的温度。
平均放热温度：用放热过程中系统与外界交换的热量除以交换该热量时系统熵的改变量所得到的温度。
循环热效率：工质完成一个循环时，对外所作的净功与吸热量之比。
汽耗率：蒸汽动力循环装置每输出1千瓦小时功量时所消耗的蒸汽量。
相对热效率：某循环的热效率与相同温度范围内卡诺循环热效率之比，称为该循环的相对热效率或充满系数。
制冷系数：制冷循环中，制冷量与循环净功之比。
供热系数：供热循环中，供热量与循环净功之比。
制冷量：在每一次制冷循环中，一公斤工质从冷藏室吸收的热量。
供热量：在每一次供热循环中，一公斤工质放给暖室的热量。
循环净热量：一次循环中系统和外界交换的总热量。
循环净功：一次循环中系统和外界交换的总工程热力学3功量。
循环加热量：一次循环中系统从外界吸收的总热量。
循环放热量：一次循环中系统放给外界的总热量。
热力循环：工质从某一状态经过一连串的状态变化过程，又回复到原来的状态，这些热力过程的组合就称为热力循环。
热机循环：若循环的结果是工质将外界的热能在一定的条件下连续不断的转变为机械能。
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。
制冷机：从低温冷藏室吸取热量排向大气所用的机械。
热泵：将热量由大气传送至高温暖室所用的机械装置。
1、通用气体常数是一个与气体性质和状态均无关的常数,而气体常数是一个和气体性质有关,但与气体所处的状态无关常数,且某种气体的气体常数就等于通用气体常数除以该气体的分子量.2、第一类永动机是指从单一热源取热量并使之完全转变为机械功的循环发动机;而第二类永动机是指不消耗任何能量而连续不断做工的循环发动机.3、冬季供暖时,随着室内空气温度的不断提高,室内空气的相对湿度逐渐降低,空气变得干燥,使人感到不舒服.4、当热力系与外界无能量交换时,热力系内状态是否发生变化将取决于热力系本身的状态.若热力系是平衡热力系,则热力系的状态不发生变化;若热力系是非平衡热力系,则热力系的状态将随时间发生变化.5、焓是状态参数,其大小取决于系统的状态,与系统是否封闭无关.无论何种系统,只要起状态一定,则用来描述状态的宏观物理量就一定存在.6、Q=W+△U不仅适用于封闭热力系,也适用于其他热力系.因为该式揭示了在能量转换过程中内能,容积工和加热量之间的普遍关系.7、容积变化工表达式只适用于可逆过程. 技术工使用于任何工质的可逆过程.8、理想气体绝热自由膨胀过程是典型的不可逆过程,过程中比内能会发生变化,但膨胀前后总内能相等.9、熵是状态参数,某一过程中的变化量仅取决于过程的处态和终态,与过程本身无关. 10、仅仅已知温度和压力只可确定非饱和区域内水蒸汽的状态,而不确定饱和区域内水蒸汽的状态,因为在饱和区域内温度和压力是互为函数.11、饱和湿空气是干空气于饱和水蒸气的混合物,故干球温度与湿球温度相等,露点是湿空气中水蒸气分压力所对应的饱和温度,由于饱和湿空气中水蒸气是饱和的故水蒸气的分压力为饱和压力.12、比湿度相同的两种湿空气,温度高者,其相对湿度小,吸湿能力强.沸腾状态的水即饱和水,饱和水的温度取决于水的压力,较低的压力对应于较低的饱和温度.13、干饱和蒸汽的比容随饱和温度的升高而降低.湿空气在不增加和减少水蒸气含量的情况下定压冷却，其水蒸气的分压力也不变。
湿空气中水蒸气分压力的大小取决于湿空气中水蒸气含量的多少。
若水蒸气含量不变，则水蒸气分压力也将不变。
14、对密闭容器内的汽、水混合物不断的加热时，所有的水必将全部转化为水蒸气。
该加热过程为湿蒸汽的定容加热过程。
随着加热过程的进行，蒸汽的温度和压力将同时增加。
若蒸汽温度超过水的临界温度，则所有的水讲全部转化为蒸汽。
15、理想气体进行N=1.3的可逆膨胀过程时，一定会从外界吸收热量。
若理想气体是三原子气体，则绝热指数为1.3这是N=1.3的逆膨胀过程的可逆绝热过程，此时气体与外界无热量交换。
空气的绝热指数K=1.4，所以当空气进行N=1.3的可逆膨胀时，一定会从外界吸收热量。
16、水从饱和液体定压汽化为干饱和蒸汽，因为汽化过程中温度未变，则该过程中内能的改变量△U=CV△T=0温度不变只说明水蒸气的内动能不变，而水蒸气的内能包括内动能和内位能。
内位能是压力和比容的函数。
汽化过程中比容将发生变化，内位能也发生变化，所以内能也发生变化。
17、对湿空气进行冷却一定可以去湿。
对湿空气进行冷却，会提高湿空气的相对湿18、度。
能否去湿，关键在于冷却后的空气温度是否低于湿空气中水蒸气的露点温度。