工程热力学读书笔记
工程热力学第三章小结
热力学能是状态参数
U dU U 2 U1
1 2
dU
0
储存能 2.外部储存能 需要用在系统外的参考坐标系测量的参数来表示的能量, 称为外部储存能。
1 2 mc f mgz 2
3.系统的总储存能(内能)
1 E U mc 2 mgz f 2
1 2 e u c f gz 2
焓
焓:H=U+Pv
1kg工质的焓称为比焓,用h表示 即:h=u+pv 焓是状态参数
开口系统能量方程
一般开口系统经过微元过程,其能量方程为:
Q dECV (h
j
c2 f 2
gz) out mout (h
i
c2 f 2
gz) in min WS
闭口系统能量方程 一般表达式为:q e w
第三章
热力学第一定律
第三章 小结
基本要求
基本知识点 公式小结 重点难点
基本要求
深入理解热力学第一定律的实质,熟练掌握热力学第 一定律及其表达式。能够正确、灵活地应用热力学第 一定律表达式来分析计算工程实际中的有关问题。
掌握能量、储存能、热力学能、迁移能的概念。
掌握体积变化功、推动功、轴功和技术功的概念及计 算公式。 注意焓的引出及其定义式。
i
开口 系统
Q dECV (h
j
c2 f 2
gz) in min WS
任何工质、任何过程
重点难点
焓
1.状态参数 2.由于工质流动而携带的、并取决于热力状态参数的能 量,即热力学能与推动功的总和。 3.焓的变化在闭口系统的定压过程中等于与外界交换的 热量。
工程热力学学习感想
前言:工程热力学是以研究热能与其他形式的能量相互转换规律、工质的热力性质及各种热力装置工作情况的分析的一门学科。
目前,热力学的研究范围已涉及到化工、空调以及近代的低温、超导、电磁及生物等各个领域。
工程热力学属于应用科学的范畴,是工程科学的重要领域之一,是工程类各专业本科生重要的专业基础课,是研究热能和机械能相互转换的基本原理和规律,一提高热能利用为基础的一门学科。
工程热力学是研究热能和机械能相互转换的基本原理和规律,一提高热能利用为基础的一门学科,属于应用科学的范畴,是工程科学的重要领域之一,是工程类各专业本科生重要的专业基础课,是农业工程类、能源工程类、、电气信息类等专业的主要专业基础课之一。
工程热力学是关于热现象的宏观理论,它主要以热力学第一定律、热力学第二定律作为推理的基础,通过物质的压力、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为,对宏观现象和热力过程进行研究,通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究,改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环,提高热能利用率和热功转换效率。
自然能源的开发和利用更是人类走向繁荣的起点能源开发和利用的程度是生产发展的一个重要标志。
能源的开发和利用,不但推动着社会生产力的发展与进步,而且与国民经济发展有着密切的联系。
能源是指为人类生产和日常生活提供各种能量和动力的物质资源。
迄今为止,自然界中已为人们发现的可被利用的能源主要有风能、水能、太阳能、地热能、海洋潮汐能、核能及燃料的化学能等。
在众多能源中,人们从自然能源中获得能量的主要形式是热能。
但是长期以来,我们总是以为我国地大物博,资源丰富。
然而,我国是世界上人口最多的国家,人均资源水平极低,几乎所有人均资源都低于世界的平均水平,能源的使用已经达到瓶颈的状态,能源利用率低下,污染较严重,因此,运用工程热力学的理论知识,对实际工作中的热力过程和热力循环进行分析,才能提出提高能源利用经济性的具体途径与措施。
工程热力学读书报告
工程热力学读书报告——火力发电的效率问题及引起的环境问题工程热力学是热力学的一个分支,是热力学理论在工程上的具体应用。
工程热力学主要研究热能和机械能及其他形式的能量之间相互转换的规律。
而工程热力学在发电厂的应用是相当广泛的,本实验报告主要针对火力发电厂涉及到的相关热力学理论及火力发电所引发的一系列环境问题展开讨论。
电力工业是为国民经济发展提供能源的基础性行业,同时也是社会发展和人民生活的公用性事业。
由于我国的能源结构是以煤炭为主,火力发电一直在我国的电力结构中占据主导地位,并且还将在很长一段时期内继续保持这种状态。
然而火力发电的效率由于各种条件因素的限制,一直处于较低水平,有待提高,虽然我国的煤炭资源相对丰富,但其使用量也必须是有一定限制的。
并且火电燃煤还引发了一系列环境问题,给社会发展和人民健康带来了威胁。
因此我国火力发电能否解决其效率问题与环境问题,实现热量的高效转换和与环境的和谐发展具有重要的战略意义。
提高火电厂发电效率的措施有:通过设置节流阀,减少热能的损失,提高气体的定向动能,从而达到较大程度提高火力发电的目的。
另外,火力发电过程中,各机件运动也是能量消耗的原因。
如汽轮机和磁极转动,它们本身没有能量,也是靠热能提供,有一部分不能转化为电能。
因此,还得尽量减小这些机件的质量或密度。
如汽轮机厂可把汽轮机的叶片尽可能做薄或用轻材料(如钛铝合金)代替钢铁部分。
对旋转磁极,也应该尽量让其减小质量。
当然,各生产线可综合各种情况,具体改进,从而提高火电效率。
火力发电厂的主要工作流程是,燃料燃烧的热能→锅炉→高温高压水蒸汽→汽轮机→机械能→发电机→电能→变压器→电力系统。
燃料的化学能在锅炉中转变为热能,加热锅炉中的水使之变为蒸汽,称为燃烧系统;锅炉产生的蒸汽进入汽轮机,推动汽轮机旋转,将热能转变为机械能,称为汽水系统;由汽轮机旋转的机械能带动发电机发电,把机械能变为电能,称为电气系统。
朗肯循环是最简单的蒸汽动力循环由水泵、锅炉、汽轮机和冷凝器四个主要装置组成.水在水泵中被压缩升压;然后进入锅炉被加热汽化,直至成为过热蒸汽后,进入汽轮机膨胀作功,作功后的低压蒸汽进入冷凝器被冷却凝结成水。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
热力学的基本概念包括系统、界面、过程、平衡状态、状态方程等。
2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表述,它表示能量的增量等于传热和做功的总和。
数学表达式为ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示热的传递,W表示外界对系统做功。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了自然界中存在的一种过程的不可逆性,即熵增原理。
它指出孤立系统的熵总是增加或保持不变,不会减少。
熵增原理对热能转化和能量传递的方向提供了限制。
4. 热力学循环热力学循环是一系列热力学过程组成的闭合路径,通过这个路径,系统经历一系列状态变化,最终回到初始状态。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
5. 热力学性质热力学性质是用来描述物质宏观状态的物理量,常用的热力学性质包括温度、压力、内能、焓、熵等。
它们与热力学过程和相变有着密切的关系。
6. 热力学方程热力学方程是用来描述物质宏观状态的数学关系。
常见的热力学方程有状态方程(如理想气体状态方程)、焓的变化方程、熵的变化方程等。
这些方程对于分析和计算热力学过程非常重要。
7. 理想气体理想气体是热力学中一种理想的气体模型。
在理想气体状态方程中,气体的压力、体积和温度之间满足理想气体方程。
理想气体模型对于理解和研究气体性质和行为非常有用。
8. 发动机热力学循环发动机热力学循环是指内燃机和外燃机中进行热能转换的一系列过程。
常见的发动机热力学循环有奥托循环、迪塞尔循环等。
通过研究发动机热力学循环,可以优化发动机的效率和性能。
9. 相变热力学相变热力学研究物质由一种相态转变为另一种相态的过程。
相变热力学包括液体-气体相变、固体-液体相变、固体-气体相变等。
了解相变热力学对于理解物质的性质和行为具有重要意义。
总结:工程热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
工程热力学精讲精练笔记
一、基本概念:闭口系统:热力学系统与外界无质量交换的系统。
也叫控制质量系统开口系统:热力学系统与外界有物质交换的系统,也叫控制体积系统绝热系统:热力学系统与外界无热量交换的系统。
孤立系统:热力学系统和外界无任何能量和物质交换的系统。
热力状态反应着工质大量分子热运动的平均特点常有状态参数:压力:P 温度:T 比体积:v(m3/kg)内能:U 焓:H 熵:S与热力系的质量无关,切不可相加的状态参数称为强度参数,如P,T与热力系的质量有关,且可相加的状态参数称为广延参数,如S,U,H比体积:单位质量的工质所占有的体积温度T: 是确定一个系统是否与其他系统处于热平衡的状态函数。
温度是热平衡的唯一依据。
热力学温度:规定水的气、液、固三相平衡共存的状态点为基准点,273.16K功和热量:功是系统与外界之间在力差的推动下,通过宏观有序运动的方式传递能量。
换言之。
借着做功来传递能量总是和物体的宏观位移有关。
热量是系统与外界之间再温差的推动下,通过微观粒子的无序运动的方式传递能量,换言之,借传热来传递能量,不需要有物体的宏观位移循环可分为可逆循环和不可逆循环(按照性质来分)循环可分为正向循环(动力循环)和逆向循环(制冷循环或热泵循环)二:准静态过程、可逆过程与不可逆过程准静态过程:由一系列连续的平衡态组成的过程成为准静态过程准静态过程实现条件:推动过程进行的势差无限小,以保证系统在任意时刻都无限接近于平衡态意义:1、可以用确定的状态参数变化描述过程2、可以在参数坐标图上用一条连续曲线表示过程可逆过程实现的充要条件:过称为准静态过程过程中无任何耗散效应(通过摩擦、电阻、磁组等使功变成热的效应)。
也就是说无耗散的准平衡过程为可逆过程三、热力学第一定律表述:当热能与其他形式的能量相互转换时,能的总量保持不变。
进入系统的能量—离开系统的能量=系统储存能的变化焓的物理意义:H=U+PV0对于流动工质,它表示流动工质向流动方向传递的能量中取决于热力状态的那部分能量;对于不流动工质,焓只是一个复合状态参数,无明确的物理意义。
廉乐明 工程热力学 第六版 笔记
廉乐明工程热力学第六版笔记1. 引言在学习工程热力学这门课程中,廉乐明的《工程热力学》第六版可以说是我们的主要参考书。
这本书系统地介绍了热力学的基本概念和原理,对于学习热力学知识有着重要的指导作用。
在本文中,我将根据廉乐明教授的工程热力学第六版,对其中一些重要的内容进行总结和回顾,希望能够帮助大家更好地理解和掌握这门课程。
2. 热力学基本概念在廉乐明的《工程热力学》第六版中,作者首先介绍了热力学的基本概念,如热力学系统、热平衡、功和热、热力学势函数等。
其中,热力学系统是研究对象的基本概念,它可以是封闭系统、开放系统或孤立系统。
在热平衡状态下,热力学系统的宏观性质保持不变,这对于热力学过程的分析和计算非常重要。
3. 热力学第一定律廉乐明教授在书中对热力学第一定律进行了详细的讲解,强调了能量守恒的基本原则。
热力学第一定律表达了能量的平衡关系,即系统的内能变化等于系统所吸收的热量减去系统所做的功。
这一定律对于工程实践具有重要的理论指导意义,我们在应用热力学知识解决实际问题时,都需要遵循能量守恒的原则。
4. 热力学第二定律除了热力学第一定律,廉乐明也对热力学第二定律进行了深入讲解。
热力学第二定律揭示了自然界中热现象发生的方向性,即热量不可能自发地从低温物体传递到高温物体,这就是热力学第二定律的表述。
在工程实践中,我们经常需要根据热力学第二定律来设计各种热力系统,以提高能源利用效率和节约能源。
5. 个人观点和理解通过学习廉乐明的《工程热力学》第六版,我对热力学的基本概念和定律有了更清晰的认识。
我深刻理解了能量守恒的原则对工程实践的重要性,也意识到了热力学第二定律在能源利用方面的重要作用。
在今后的学习和工作中,我将尽可能地运用热力学知识,为工程实践和科学研究提供更有力的支撑。
总结在廉乐明的《工程热力学》第六版中,作者系统地介绍了热力学的基本概念、热力学第一定律和热力学第二定律等内容,对于深入理解热力学知识起到了重要的作用。
工程热力学知识点小结
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。
若过程进行得相对缓慢,工质在平衡被破坏后自动回复平衡所需的时间,即所谓弛豫时间又很短,工质有足够的时间来恢复平衡,随时都不致显着偏离平衡状态,那么这样的过程就叫做准平衡过程。
循环评价指标
ε和定容增压比λ的增大而调高;随定压预胀比ρ的增大而降低
绝热压缩的初态温度和终态温度,或者说主要取决于循环增压比π,且随π值的增大而提高,此外也和工质的绝热指数κ的数值有关,而与循环增温比τ无关。
等熵膨胀、以及一个等压冷凝过程。
用于蒸汽装置动力循环。
1、在相同的初压及背压下,提高新蒸汽的温度可使热效率增大;
2、相同的初温和背压下,提高初压也可使热效率增大;
3、在相同p1、t1下降低背压p2也可使热效率提高。
工程热力学的认识与学习体会
工程热力学的认识与学习体会工程热力学,英文名engineering thermodynamics 。
热力学是研究热现象中,物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系,以及状态发生变化时,系统与外界相互作用的学科。
工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。
工程热力学是关于热现象的理论,它以热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础,通过物质的压力 、温度、比容等参数和受热、冷却、膨胀、收缩等行为,对现象和热力过程进行研究。
1842年,法国科学家卡诺提出来卡诺定理和卡诺循环,之处热机必须工作于不同温度的热源之间,提出了热机最高效率的概念,这在本质上已经阐明了热力学第二定律的基本内容。
但是他的证明过程却是错的。
在卡诺的基础上1850-1851年间克劳修斯和汤姆逊先后独自从热量传递和热转变成功的角度提出了热力学第二定律,指明了热过程的方向性。
1850年,焦耳在他的关于热工相当实验的总结论文中,以各种精确的实验结果使能量守恒与转换定律,即热力学第一定律得到了充分的证实。
1851年,汤姆逊把能量这一概念引入热力学,热力学第一定律的建立宣告第一类永动机(即不消耗能量的永动机)是不可能实现的。
热力学第二定律则使制造第二类油动机(只从一个热源吸热的永动机)的梦想破灭。
1906年,能斯特根据低温下化学反应的大于1912年将之表述为绝对零度不能达到元力,即热力学第三定律。
热力学第三定律的建立使热力学理论更加完善。
这三个定理是热力学的基础。
在整个热力学的学习过程中,我对熵这一部分的学习印象最深。
熵是与热力学第二定律紧密相关的状态参数。
它为判别实际过程的方向,过程能否实现,热力学第二定律的量化等方面有至关重要的作用。
〉÷⎰〈=T Q s σd ,可以用来判断过程是否可逆,任何不可逆过程的熵变大于)(T Q ÷⎰σ,极限状况(可逆)时相等,不可能出现小于的过程。
工程热力学读书笔记(完整版)
工程热力学读书笔记(完整版)第一部分:绪论1、工程热力学工程热力学是研究热能有效利用及其热能与其他形式能量转换规律的科学。
2、热力学分类工程热力学(热能与机械能),物理热力学,化学热力学等3、热力装置的共同特点热源和冷源、工质、容积变化功、循环4、热效率1WQ η==收益代价5、工程热力学研究内容能量转换的基本定律,工质的基本性质和热力过程,热工转换设备及其工作原理,化学热力学基础。
6、工程热力学研究方法(1)宏观方法:连续体(continuum),用宏观物理量描述其状态,其基本规律是无数经验的总结(如:热力学第一定律)。
特点:可靠,普遍,不能任意推广经典(宏观,平衡)热力学(2)微观方法:从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律特点:揭示本质,模型近似微观(统计)热力学第一章:基本概念1、热力系统(1)热力系统(热力系、系统):人为指定的研究对象(如:一个固定的空间);(2)外界:系统以外的所有物质;(3)边界(界面):系统与外界的分界面;(4)系统与外界的作用都通过边界;(5)以系统与外界关系划分:有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系(6)简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功;2、状态和状态参数(1)状态:某一瞬间热力系所呈现的宏观状况(2)状态参数:描述热力系状态的物理量(3)状态参数的特征:●状态确定,则状态参数也确定,反之亦然●状态参数的积分特征:状态参数的变化量与路径无关,只与初终态有关●状态参数的微分特征:全微分(4)强度参数与广延参数●强度参数:与物质的量无关的参数,如压力p、温度T●广延参数:与物质的量有关的参数可加性,如质量m、容积V、内能(也称之为:热力学能)U、焓H、熵S3、基本状态参数(1)压力p(pressure)●物理中压强,单位:Pa(Pascal),N/m2。
●绝对压力与环境压力的相对值——相对压力;●只有绝对压力p才是状态参数;●大气压随时间、地点变化;(2)温度T(Temperature)传统:冷热程度的度量。
工程热力学知识点笔记总结
工程热力学知识点笔记总结第一章热力学基本概念1.1 热力学的基本概念热力学是研究能量与物质的转化关系的科学,它关注热与功的转化、能量的传递和系统的状态变化。
热力学中最基本的概念包括系统、热力学量、状态量、过程、功和热等。
1.2 热力学量热力学量是描述系统的性质和状态的物理量,包括内能、焓、熵、自由能等。
内能是系统的总能量,焓是系统在恒压条件下的能量,熵是系统的无序程度,自由能是系统进行非体积恒定的过程中能够做功的能量。
1.3 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表达形式,在闭合定容系统中,系统的内能变化等于系统所接受的热量减去系统所做的功。
1.4 热力学第二定律热力学第二定律是描述系统不可逆性的定律,它包括开尔文表述和克劳修斯表述。
开尔文表述指出不可能将热量完全转化为功而不引起其他变化,克劳修斯表述指出热量自然只能从高温物体传递到低温物体。
根据第二定律,引入了熵增大原理和卡诺循环。
1.5 热力学第三定律热力学第三定律是指当温度趋于绝对零度时,系统的熵趋于零。
这一定律揭示了绝对零度对热力学过程的重要意义。
第二章热力学系统2.1 定态与非定态定态系统是指系统的性质在长时间内不发生变化,非定态系统是指系统的性质在长时间内发生变化。
2.2 开放系统与闭合系统开放系统是指与外界交换物质和能量的系统,闭合系统是指与外界不交换物质但可以交换能量的系统。
2.3 热力学平衡热力学平衡是指系统内各部分之间的温度、压力、化学势等性质达到一致的状态。
系统处于热力学平衡时,不会产生宏观的变化。
第三章热力学过程3.1 等温过程在等温过程中,系统的温度保持不变,内能的变化全部转化为热量输给外界。
3.2 绝热过程在绝热过程中,系统不与外界交换热量,内能的变化全部转化为对外界所做的功。
3.3 等容过程在等容过程中,系统的体积保持不变,内能的变化全部转化为热量。
3.4 等压过程在等压过程中,系统的压强保持不变,内能的变化转化为对外界所做的功和系统所吸收的热量。
工程热力学史的感想
工程热力学史的感想集团文件发布号:(9816-UATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-热力学发展史热力学发展史,其实就是热力学与统计力学的发展史,从热量概念的演变到热力学三个定律的形成,凝聚了众多科学家的心血,从一次次的推论,试验然后得出结论,这是一段艰辛的历史,也是人类认识自然,改造自然的历史。
热力学是专门探讨能量内涵、能量转换以及能量与物质间交互作用的科学,早期物理中,把研究热现象的部分称为热物理,后来称为热学,近代则称之为热力学。
顾名思义,热力学和“热”有关,和“力”也有关,热是一种传送中的能量。
物体的原子或分子通过随机运动,把能量由较热的物体传往较冷的物体。
人类很早就对热有所认识,并加以应用,但是将热力学当成一门科学且定量地研究,则是由十七世纪末开始,也就是在温度计制造技术成熟,并知道如何精密地测量温度以后,才真正开启了热力学的研究.十七世纪时伽利略曾利用气体膨胀的性质制造气体温度计,波义耳在 1662 年发现在定温下,定量气体的压力与体积成反比;十八世纪,经由准确的实验建立了摄氏及华氏温标,其标准目前我们仍在使用;1781 年查理发现了在定压下气体体积会随着温度改变的现象,但对于热本质的了解则要等到十九世纪以后。
焦耳自 1843 年起经过一连串的实验,证实了热是能量的另一种形式,并定出了热能与功两种单位换算的比值,此一能量守恒定律被称为热力学第一定律,自此人类对于热的本质才算了解。
1850 年凯尔文及克劳修斯说明热机输出的功一定少于输入的热能,称为热力学第二定律。
这两条定律再加上能士特在 1906 年所提出的热力学第三定律:即在有限次数的操纵下无法达到绝对零度,构成了热力学的基本架构。
综观而言,所谓热力学发展史,其实就是热力学与统计力学的发展史,基本上约可划分成四个阶段。
第一阶段开始于十七世纪末到十九世纪中叶,这个时期累积了大量的实验和观察,并制造出蒸汽机,关于“热”的本质展开了研究和争论,为热力学理论的建立做了准备。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结一、基本概念1. 热力学系统热力学系统是指研究对象的范围,可以是一个物体、一个系统或者多个系统的组合。
根据系统与外界的物质交换和能量交换情况,将系统分为封闭系统、开放系统和孤立系统。
2. 热力学状态热力学状态是指系统的一种特定状态,由系统的几个宏观性质确定。
常用的状态参数有温度、压力、体积和能量等。
3. 热力学过程热力学过程是系统在一定条件下的状态变化。
常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等压过程和等容过程等。
4. 热力学平衡系统的平衡是指系统内各部分之间不存在宏观的能量或物质的不均匀性。
在平衡状态下,系统内各部分之间的宏观性质是不发生变化的。
5. 热力学势函数热力学势函数是描述系统平衡状态的函数,常见的有内能、焓、自由能和吉布斯自由能等。
二、热力学定律1. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热力学表述。
它可以表述为:系统的内能变化等于系统对外界所做的功与系统吸收的热的代数之和。
2. 热力学第二定律热力学第二定律是热力学中一个非常重要的定律,它对能量转化的方向和效率进行了限制。
根据热力学第二定律,系统内部永远不会自发地将热量从低温物体传递到高温物体,这就是热机不能做功的原因。
3. 卡诺定理卡诺定理是热力学第二定律的一种推论,它指出在两个恒温热源之间进行热机循环时,效率最高的情况是卡诺循环。
4. 热力学第三定律热力学第三定律规定了在温度接近绝对零度时热容为零,即系统的熵在绝对零度时为常数。
三、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是一种理想的热机循环,它采用绝热和等温两个可逆过程。
卡诺循环的效率是所有热机循环中最高的。
2. 斯特林循环斯特林循环是一种理想的外燃循环,它采用绝热和等温两个可逆过程。
斯特林循环比卡诺循环的效率低一些,但是实际上,在制冷机中应用得比较广泛。
3. 布雷顿循环布雷顿循环是一种理想的内燃循环,它采用等容和等压两个可逆过程。
布雷顿循环是内燃机的工作循环,应用比较广泛。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学是一门研究能量转换规律以及热能有效利用的学科,它在能源、动力、化工等领域有着广泛的应用。
以下是对工程热力学一些重要知识点的总结。
一、基本概念1、热力系统热力系统是指人为选取的一定范围内的物质作为研究对象。
根据系统与外界的物质和能量交换情况,可分为闭口系统(与外界无物质交换)、开口系统(与外界有物质交换)和绝热系统(与外界无热量交换)等。
2、状态参数描述热力系统状态的物理量称为状态参数,如压力、温度、比体积等。
状态参数的特点是只取决于系统的状态,而与达到该状态的路径无关。
3、热力过程热力系统从一个状态变化到另一个状态所经历的途径称为热力过程。
常见的热力过程有定容过程、定压过程、定温过程和绝热过程等。
4、热力循环系统经历一系列热力过程后又回到初始状态,所形成的封闭过程称为热力循环。
二、热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒与转换定律在热力学中的应用,其表达式为:输入系统的能量输出系统的能量=系统储存能量的变化。
对于闭口系统,热力学第一定律可表示为:$Q =\Delta U + W$,其中$Q$ 为系统吸收的热量,$\Delta U$ 为系统内能的变化,$W$ 为系统对外所做的功。
对于开口系统,热力学第一定律的表达式较为复杂,需要考虑进、出口的能量流动。
三、热力学第二定律热力学第二定律指出了热过程的方向性和不可逆性。
常见的表述有克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述:热量不可能自发地从低温物体传向高温物体。
开尔文表述:不可能从单一热源取热使之完全变为有用功而不产生其他影响。
热力学第二定律的实质是揭示了自然界中一切自发过程都是不可逆的。
四、理想气体的性质理想气体是一种假设的气体模型,其分子之间没有相互作用力,分子本身不占有体积。
理想气体的状态方程为$pV = nRT$,其中$p$ 为压力,$V$ 为体积,$n$ 为物质的量,$R$ 为气体常数,$T$ 为温度。
理想气体的内能和焓仅与温度有关,与压力和体积无关。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念1.1 热力学系统:研究对象,与周围环境有能量和物质交换。
1.2 环境:系统之外的一切,与系统形成对比。
1.3 边界:系统与环境之间的分界线。
1.4 状态:系统在某一时刻宏观性质的集合。
1.5 平衡态:系统状态不随时间变化的状态。
1.6 过程:系统从一个平衡态到另一个平衡态的演变。
2. 热力学第一定律2.1 能量守恒:系统内能量的变化等于热量与功的和。
2.2 内能:系统内部微观粒子动能和势能的总和。
2.3 热量:系统与环境之间由于温度差而交换的能量。
2.4 功:系统对环境或其他系统施加的力与其位移的乘积。
2.5 热力学第一定律公式:ΔU = Q - W。
3. 热力学第二定律3.1 熵:系统无序度的量度,是不可逆过程的度量。
3.2 孤立系统:不与外界交换能量或物质的系统。
3.3 熵增原理:孤立系统熵永不减少。
3.4 卡诺定理:所有热机的最大效率由卡诺循环确定。
4. 热力学性质4.1 温度:系统热动能的度量,是热力学过程的驱动力。
4.2 压力:分子对容器壁单位面积的平均作用力。
4.3 体积:系统占据的空间大小。
4.4 比热容:单位质量的物质温度升高1K所需吸收的热量。
4.5 热容:系统温度升高1K所需吸收的热量。
5. 理想气体行为5.1 理想气体状态方程:PV = nRT。
5.2 摩尔体积:1摩尔理想气体在标准状态下的体积。
5.3 气体常数:理想气体状态方程中的常数R。
5.4 马略特定律:理想气体在恒定温度下,体积与压力成正比。
5.5 波义耳定律:在恒温条件下,理想气体的压强与其体积成反比。
6. 热力学循环6.1 卡诺循环:理想化的热机循环,由四个可逆过程组成。
6.2 奥托循环:内燃机的理想循环,包括等容加热、绝热膨胀、等容放热和绝热压缩。
6.3 朗肯循环:蒸汽动力循环,包括泵吸、锅炉加热、涡轮膨胀和冷凝器排热。
7. 相变与潜热7.1 相变:物质从一种相态转变为另一种相态的过程。
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!。
热力学笔记
10.1 基本概念热力学系统:为了便于研究与分析问题,将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔出来的研究对象,称为热力系统,简称系统。
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: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。
温度、压力、比容或密度称为基本状态参数。
状态公理:确定纯物质系统平衡状态的独立参数=n+1n表示传递可逆功的形式,而加1表示能量传递中的热量传递。
状态方程:F(p、ν、T)=0热力参数及坐标图功和热量:p13热力过程:工质从某一状态过渡到另一状态所经历的全部状态变化称为热力过程。
热力循环:工质从某一初态开始,经历一系列状态变化,最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环。
单位制10.2 准静态过程准静态过程:若有一种过程,其进行得非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态,于是整个过程就可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成,并称之为准静态过程。
可逆过程和不可逆过程:当系统进行正反两个过程后,系统与外界均能完全回复到初始状态,这样的过程称为可逆过程。
否则为不可逆过程。
(p12)10.3 热力学第一定律热力学第一定律的实质:热量既不能被创造,也不能被消灭,它只能从一种形式转换成另一种形式,或从一个系统转移到另一个系统,而其总量保持恒定,这一自然界普遍规律称为能量守恒与转换定律。
把这一定律应用于伴有热现象的能量转换和转移过程,即为热力学第一定律。
在工程热力学中,热力学第一定律主要说明热能与机械能在转换过程中的能量守恒。
内能:内能是气体内部所具有的分子动能与分子位能的总和,包括1.分子直线运动的动能;2.分子旋转运动的动能;3.分子内部原子和电子的振动能;4.分子位能。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结工程热力学知识点很多,同学们需要多进行归纳总结,下面给大家整理了工程热力学知识点总结,欢迎阅读!第一章、基本概念1、边界边界有一个特点(可变性):可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统(重要!)六种系统分别是:开(闭)口系统、绝热(非绝热)系统、孤立(非孤立)系统。
a.系统与外界通过边界:功交换、热交换和物质交换.b.闭口系统不一定绝热,但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不同只影响解决问题的难易,不影响结果。
3、三参数方程a.P=B+Pgb.P=B-H这两个方程的使用,首先要判断表盘的压力读数是正压还是负压,即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。
正用1,负用2。
ps.《工程热力学(第六版)》书8页的系统,边界,外界有详细定义。
第二章、气体热力性质1、各种热力学物理量P:压强[单位Pa]v:比容(单位m^3kg)R:气体常数(单位J(kg*K))书25页T:温度(单位K)m:质量(单位kg)V:体积(单位m^3)M:物质的摩尔质量(单位mol)R:8.314kJ(kmol*K),气体普实常数2、理想气体方程:Pv=RTPV=m*R。
*TMQv=Cv*dTQp=Cp*dTCp-Cv=R另外求比热可以用直线差值法!第三章、热力学第一定律1、闭口系统:Q=W+△U微元:δq=δw+du (注:这个δ是过程量的微元符号)2、闭口绝热δw+du=03、闭口可逆δq=Pdv+du4、闭口等温δq=δw5、闭口可逆定容δq=du6、理想气体的热力学能公式dU=Cv*dT一切过程都适用。
为什么呢?因为U是个状态量,只与始末状态有关、与过程无关。
U是与T相关的单值函数,实际气体只有定容才可以用6、开口系统ps.公式在书46页(3-12)7、推动功Wf=P2V2-P1V1(算是一个分子流动所需要的微观的能量)a、推动功不是一个过程量,而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
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2011/6/1 第一部分:绪论 1、工程热力学
工程热力学是研究热能有效利用及其热能与其他形式能量转换规律的科学。
2、热力学分类
工程热力学(热能与机械能),物理热力学,化学热力学等 3、热力装置的共同特点
热源和冷源、工质、容积变化功、循环 4、热效率
1
W Q η=
=收益
代价
5、工程热力学研究内容
能量转换的基本定律,工质的基本性质和热力过程,热工转换设备及其工作原理,化学热力学基础。
6、工程热力学研究方法
(1)宏观方法:连续体(continuum),用宏观物理量描述其状态,其基本规律是无数经验的总结(如:热力学第一定律)。
特点:可靠,普遍,不能任意推广 经典 (宏观,平衡)热力学
(2)微观方法:从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律 特点:揭示本质,模型近似 微观(统计)热力学
第一章:基本概念
1、热力系统
(1)热力系统(热力系、系统):人为指定的研究对象(如:一个固定的空间);
(2)外界:系统以外的所有物质;
(3)边界(界面):系统与外界的分界面;
(4)系统与外界的作用都通过边界;
(5)以系统与外界关系划分:
有无
是否传质开口系闭口系
是否传热非绝热系绝热系
是否传功非绝功系绝功系
是否传热、功、质非孤立系孤立系
(6)简单可压缩系统
只交换热量和一种准静态的容积变化功;
2、状态和状态参数
(1)状态:某一瞬间热力系所呈现的宏观状况
(2)状态参数:描述热力系状态的物理量
(3)状态参数的特征:
●状态确定,则状态参数也确定,反之亦然
●状态参数的积分特征:状态参数的变化量与路径无关,只与初终态有关
●状态参数的微分特征:全微分
(4)强度参数与广延参数
●强度参数:与物质的量无关的参数,如压力p、温度T
●广延参数:与物质的量有关的参数可加性,如质量m、容积V、内能(也称之
为:热力学能)U、焓H、熵S
3、基本状态参数
(1)压力p ( pressure )
●物理中压强,单位: Pa (Pascal), N/m2。
●绝对压力与环境压力的相对值——相对压力;
●只有绝对压力p 才是状态参数;
●大气压随时间、地点变化;
(2)温度T ( Temperature )
传统:冷热程度的度量。
感觉,导热,热容量;
微观:衡量分子平均动能的量度;
热力学第零定律(R.W. Fowler in 1931),如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡,则两个系统彼此必然处于热平衡。
如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡,则两个系统彼此必然处于热平衡。
处于同一热平衡状态的各个热力系,必定有某一宏观特征彼此相同,用于描述此宏观特征的物理量温度。
温度是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量。
(3)比容v ( specific volume )——工质的稀疏程度。
●
V
v
m
[m3/kg]
4、平衡状态
(1)定义:
在不受外界影响的条件下(重力场除外),如果系统的状态参数不随时间变化,则该系统处于平衡状态。
(2)几种平衡状态
●热平衡Thermal equilibrium : if the temperature is the same throughout the entire
●力平衡Mechanical equilibrium : if there is no change in pressure at any point of the system
with time
●相平衡Phase equilibrium : when the mass of each phase reaches an equilibrium level and
stays there
●化学平衡Chemical equilibrium : if its chemical composition does not change with time. That
is, no chemical reactions occur.
(3)平衡的本质
平衡的本质是不存在不平衡势。
●温差—热不平衡势
●压差—力不平衡势
●相变—相不平衡势
●化学反应—化学不平衡势
●稳定不一定平衡,但平衡一定稳定
●平衡不一定均匀,单相平衡态则一定是均匀的
(4)为什么引入平衡概念?
如果系统平衡,可用一组确切的参数(压力、温度)描述。
但平衡状态是死态,没有能量交换,为此,引入准静态过程。
5、状态方程、坐标图
(1)状态公理
●对组元一定的闭口系,独立状态参数个数N=n+1;
●独立参数数目N=不平衡势差数=能量转换方式的数目=各种功的方式+热量= n+1
(n为容积变化功、电功、拉伸功、表面张力功等);
●只交换热量和一种准静态的容积变化功,简单可压缩系统:N=n+1=2;
(2)状态方程
●基本状态参数(p,v,T)之间的关系,其方程的形式取决于工质的性质。
●理想气体的状态方程:PV=mRT
(3)座标图
常见p-v图和T-s图
6、准静态过程、可逆过程
(1)准静态过程
(2)准静态过程的工程条件
●破坏平衡所需时间(外部作用时间)>> 恢复平衡所需时间(驰豫时间)
●有足够时间恢复新平衡称之为准静态过程,一般的工程过程都可认为是准静态过程。
(3)准静态过程的容积变化功
● w =pdv
●准静态容积变化功的说明
1)单位为[kJ] 或[kJ/kg]
2)p-V 图上用面积表示
3)功的大小与路径有关,过程量Path function
4)统一规定:dV>0,膨胀,对外作功(正);dV<0,压缩,外内作功(负)
5)适于准静态下的任何工质(一般为流体)
6)外力无限制,功的表达式只是系统内部参数
7)有无f,只影响系统功与外界功的大小差别
(4)可逆过程的定义
●系统经历某一过程后,如果能使系统与外界同时恢复到初始状态,而不留下任何痕迹,
则此过程为可逆过程。
可逆过程只是指可能性,并不是指必须要回到初态的过程。
●可逆过程的实现
准静态过程(无不平衡势差)+ 无耗散效应(通过摩擦使功变热的效应(摩阻,电阻,非弹性变性,磁阻等))= 可逆过程
●引入可逆过程的意义
1)准静态过程是实际过程的理想化过程,但并非最优过程(准静态过程中的功可以转换为热),可逆过程是最优过程。
2)可逆过程的功与热完全可用系统内工质的状态参数表达,可不考虑系统与外界的复杂关系,易分析。
3)实际过程不是可逆过程,但为了研究方便,先按理想情况(可逆过程)处理,用系统参数加以分析,然后考虑不可逆因素加以修正。
完全可逆、内可逆与外可逆
7 、功量
(1)功的热力学定义I
当热力系与外界发生能量传递时,如果对外界的唯一效果可归结为取起重物,此即为热力系对外作功。
(2)功的热力学定义II
功是系统与外界相互作用的一种方式,在力的推动下,通过有序运动方式传递的能量。
(3)功的表达式
8、热量与熵
(1)热量定义
热量是热力系与外界相互作用的另一种方式,在温度的推动下,以微观无序运动方式传递的能量。
(2)热量与容积变化功
能量传递方式容积变化功传热量
性质过程量过程量
推动力压力p 温度T
标志dV , dv dS , ds
条件准静态或可逆可逆
(3)熵(Entropy)的定义
(4)熵的说明
1)熵是状态参数
2)符号规定
系统吸热时为正Q > 0 dS > 0
系统放热时为负Q < 0 dS < 0
3)熵的物理意义:熵体现了可逆过程传热的大小与方向
4)用途:判断热量方向计算可逆过程的传热量
(5)示功图与示热图
9、热力循环
(1)热力循环
热力系统经过一系列变化回到初态,这一系列变化过程称为热力循环。
(2)两种循环
发动机制冷
(3)循环评价指标
第二章:热力学第一定律
1. 热力学第一定律的本质
(1)本质:能量转换及守恒定律在热过程中的应用
(2)闭口系循环的热一律表达式:,要想得到功,必须花费热能或其他能量。
热一律又可表述为“第一类永动机是不可能制成的”
2. 热力学第一定律推论——内能
3. 闭口系能量方程
4. 开口系能量方程
5.稳定流动能量方程
6. 稳定流动能力方程的应用举例
第三章:理想气体的性质和过程
1.理想气体状态方程
2.比热容
3. 理想气体的u、h、s和热容
5. 研究热力学过程的目的和方法
6.理想气体的等熵过程
7. 理想气体热力过程的综合分析
8. 活塞式压气机的压缩过程分析
第四章:热力学第二定律
1. 热二定律的表述与实质
2. 卡诺循环和卡诺定理
3.克劳修斯不等式
4. 熵
5. 孤立系统熵增原理
6. 熵方程
7.Ex及其计算
第五章:气体动力循环
1.活塞式内燃机动力循环
2.活塞式内燃机循环比较
3.斯特林循环
4.柏雷登循环
5. 提高勃雷登循环热效率的其他措施
第六章水和水蒸气的性质
1.纯物质的热力学面及相图
2.汽化与饱和
3.水蒸气的定压发生过程
4.水和水蒸气状态参数及其图表
5.水蒸气的热力过程
第七章蒸汽动力循环
1.郎肯循环。