总复习2011

1
Rg
理想气体性质
pV mRgT pv RgT pV nRT pVm RT
u2 u1 cV T2 T1
h2 h1 c p T2 T1
pV Const. T
uT hT
任何过程
水蒸气Hale Waihona Puke Baidu质
饱和状态—相平衡态
ts f ps
T
Ⅲ
Tc Ⅰ
C
23
1
Ⅱ
pc
一点
两线
临界点
5
4
ts
第二章 热力学第一定律
q u2 u1 w
2
q cV T2 T1 w q u2 u1 1 p d v
q du w
q cV dT w
q du p d v
q h2 h1 wt q cp T2 T1 wt
2
q h2 h1 1 v d p
q dh wt
N n nx ( 0,1, k, )
2 初终态关系
p2 ( v1 )n p1 v2
p1v1n p2v2n
p1v1 p2v2
T1
T2
T2 ( v1 )n1 T1 v2
T2
(
p2
)
n1 n
T1 p1
第四章 气体和蒸汽的热力过程
可逆 绝热 定熵
定熵 可逆 绝热
ds qr ev
T
ds
q
Tr
sg
强度量与广延量
与路径无关
热力学第零定律与温 度的定义
第一章 基本概念及定义
经验温标 理想气体温标 热力学温标 摄氏温标 国际温标
热力学平衡态的定义 平衡态与均匀态， 稳定态的区别
简单可压缩物质与状态公理
准平衡（静态）过程定义, 条件：势差无限 小或弛豫时间相对小
可逆过程定义（系统与外界复原），条件： 无耗散的准平衡过程或正逆能量交换相等
v1
v2 p3
p2
v4
v3
绘循环流程图
燃气轮机装 置循环
汽油机与柴油机特点
汽油易爆燃 一般汽油机
点燃
5 10
柴油机 14 21
一般柴油机效率高于汽油机的效率 但汽油机小巧
压燃
定压加热理想循环 (Brayton cycle)
绘图
1-2 等熵压缩（压气机内） p2
循环增压比（pressure ratio） p1
q cpdT wt
q
h c2f 2
gz wi
q e wtot
q dh vdp
焓的物理意义
h wt
热力学能（内能）的微观意义
循环机简图 循环机热力学第一定律
T1
Q1
热
Wnet
Q2
T2
Q1 Q2 Wnet
TL
QL
冷
Wnet
QH
TH
QH QL Wnet
T1
Q1
循
Wnet
Critical point
三区
五态
s 干度定义 定压线增大方向
第六章 实际气体的性质
理想气体
分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力
实际气体
分子占体积 分子间有作用力
范德瓦尔对应态方程
对比参数 压缩因子
第四章 气体和蒸汽的热力过程
1 过程方程
pvn C
n ,
PT S V n 0 n 1 n n
0 不可逆 0 可逆
0 不可能
基准 点
系统可逆变化至 死态与外界交换 的有用功(最大理 论功)为系统
热力学 能
热量
E xQ
1
T0 Tr
Q
功量 ExW Wu
dEX ,U
1
T0 Tr
Q
Wu
T0dSg
损失 I WuMAX Wu
dExU ExQ ExW I
T0 Sg 0
q cV T2 T1 定容
q cp T2 T1 定压
§4-3 理想气体热力过程的图形分析
dp = n p dv v
压容图
dT T ds cn
温熵图
定熵 压缩
p
基本过程线的绘制
定容 吸热
定压 吸热
定熵
T 压缩
定温 压缩
定温 压缩
定压 放热
定容 放热
定温 膨胀
v 定压
定熵
放热
膨胀
定容 放热
定容 吸热
定压 吸热
定温 膨胀
定熵 膨胀
s
第五章 热力学第二定律
开尔文表述 克劳修斯表述 卡诺定理
可逆循环 机（热机 或制冷机
QL TL QH TH
1 TmL TmH
1 TL TH
c
多热源可逆 循环（内部
可逆）
卡诺循环或概括 性卡诺循环
第五章 热力学第二定律
克劳修斯不等式
Q
Tr
0
克劳修斯不等式应用
Q Q1 Q2 Tr T1 T2
0 不可能 0 可逆 0 不可逆
Tr
Q E W
T1 Q1
EW Q2
T2
第五章 热力学第二定律
闭口系
S2 S1
2 1
Q
Tr
Sg
熵变
熵流
熵产
0 不可逆 Sg 0 可逆
0 不可能
dS
Q
Tr
Sg
0 不可逆
Sg 0 可逆
0 不可能
孤立系
dS iso
2-3 定压吸热（燃烧室内）
T3
循环增温比（temperature ratio） T1
3-4 等熵膨胀（燃气轮机内）
4-1 定压放热（排气，假想换热器）
定压加热理想循环分析
t
1
q2 q1
1 T1 T2
1
1
1
控制点参数计算
T1, p1,...,T4 , p4
循环功（热）计算 wnet qnet
相对湿度
mv pv
ms ps
0 1
比参数,反映绝对含水量
独立参数3
含湿量 d mv 0.622 ps (T )
ma
p ps (T )
三种温度的关系
1 t > tw> td 1 t = tw= td
干球温度
T
t
湿球温度
tw td
露点温度
图5-9 干湿球温度计
s
状态
过程
ExU 0 ExQ , ExW
可正负
第九章 气体动力循环
1. 定容加热理想循环(Otto cycle) 绘图
控制点参数计算 T1, p1,...,T4 , p4
空气标准假设
压缩比
v1
v2
t wnet q1
1
1
1
循环功（热） 计算
wnet qnet
二、定压加热理想循环(Diesel cycle)
工程热力学
Engineering Thermodynamics
能源与动力工程学院 Shool of Jet Propulsion
尹幸愉
工程热力学 总复习
第一章 基本概念及定义
系统: 闭口系 开口系 绝热系 孤立系 开口系可否为绝热系? 开口系的状态功?
开口系的状态? 状态参数与平衡态
孤立系熵变特性? T pvu hs
wnet与 及的关系
wnet
最小 最佳 最大
增温比一定
提高循环效率的途径：
提高增温比
提高最佳增压比 提高T3
提高燃气轮
6
4
机装置热效率
的热力学措施 1
2
5
4 3
绘图
6
T
5 2 1
回热（regeneration）
3
4 6
s
Pv图？
燃料 燃烧室
3
4
压气机
气轮机
1 进气道 2
5 尾喷管 6
p 3’ 3
绘图 v1
v2
v3
v2
定压预胀比
t
wnet q1
1 q2 q1
1
1
1
1
控制点参数计算
T1, p1,...,T4 , p4 循环功（热）计算 wnet qnet
混合加热理想循环
绘图
t
1
1
1
1
1
压缩比(compression ratio) 定容增压比(pressure ratio) 定压预胀比 (cutoff ratio)
正向过程与逆向过程构成的循环功与循环热
等于零
技术功
过程量 热量的定义 功的定义
wt w pv
容积功
w
2
pd v
1
摩擦功
f dx
2
wt 1 vd p
第一章 基本概念及定义
循环 动力循环
0
Qnet Q W Wnet
热源 热效率 U , H , S,...
制冷循环：制冷系数 供热循环：供热系数
5’
4 喷气发动机理想循环
5
2’ 2 6 v
第十二章 理想气体混合及物湿空气
混合物与纯物质
分压力定律与 分体积定律
混合物状态与 组元分数有关
过程中组元的量 不变的混合物可 视为纯物质（如 干空气）
组元状态由分 压力定律确定
湿空气可视为干空气与水蒸汽 的理想气体混合物
饱和（潮湿）度,不反映绝对含水量
Q2
T2
Q1 Q2 Wnet
第三章 气体和蒸汽性质
比热定义
过程量
c q
dT
状态量
cV
u T
v
cp
h T
p
理想气体 (完全气体）
分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力
cp T cV T Rg
(T ) cp
cV
k const.
cp 1 Rg
绝热指数
cV
1