工程热力学课程重点难点
工程热力学必须掌握的内容
Liso T0 Siso
第七章 水蒸气
一、汽化和液化
汽化：由液态到气态的过程 蒸发：在液体表面进行的汽化过程 沸腾：在液体表面及内部进行的强烈汽化过程。
(气体和液体均处在饱和状态下)
液化：由气相到液相的过程
二、饱和状态
饱和压力和饱和温度是一一对应的，两者 间存在单值关系。
从未饱和液状态达到饱和状态既可以保持压力不变 而提高温度，使p=ps(t) ；保持温度不变而使压力下 降，使t=ts(p)。
则该热机是可逆热机； 则该热机是不可逆热机； 则该热机是制造不出来的。
四、克劳修斯积分不等式
T
q
0
一切可逆循环的克劳修斯积分等于零，一切 不可逆循环的克劳修斯积分小于零，任何循 环的克劳修斯积分都不会大于零。 可以利用来判断一个循环是否能进行，是可
逆循环，还是不可逆循环。
五、闭口系统熵方程
s ds
1
2
c p ln
T2 p R ln 2 T1 p1
p2 v2 cV ln c p ln p1 v1
δq ds T R
必须可逆
第四章 理想气体 的热力过程及气体压缩
一、多变过程
1. 过程方程：
pvn const
n 称为多变指数
n 、0、1、 分别为定容、定压、定温、绝热过程
2、什么样的气体可以处理为理想气体？
任何实际气体在高温低压时，均具有理想气体 性质。
3、理想气体状态方程
pv RT pV mRT pVm R 0T pV nR0T
1 kg 理想气体 m kg 理想气体 1 mol 理想气体 n mol 理想气体
R为气体常数（单位J/kg· K），与气体所处的状态无 关，随气体的种类不同而异。 R0为通用气体常数（单位J/mol· K），与气体种类无 关、 与状态无关 、 与过程无关。
工程热力学
第1章基本概念1．1 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。
1．2 本章难点1．热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。
2．引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。
3．系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。
选取不当将不便于分析。
选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。
4．稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。
平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。
二者既有所区别，又有联系。
平衡必稳定,稳定未必平衡。
5．注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。
名词解释闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环第2章理想气体的性质2.1 本章基本要求熟练掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并能熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。
并掌握理想气体平均比热的概念和计算方法。
理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念。
2.2 本章难点1．运用理想气体状态方程确定气体的数量和体积等，需特别注意有关物理量的含义及单位的选取。
2．考虑比热随温度变化后，产生了多种计算理想气体热力参数变化量的方法，要熟练地掌握和运用这些方法，必须多加练习才能达到目的。
3．在非定值比热情况下,理想气体内能、焓变化量的计算方法，理想混合气体的分量表示法，理想混合气体相对分子质量和气体常数的计算 2.5 自测题一、是非题1．当某一过程完成后,如系统能沿原路线反向进行回复到初态,则上述过程称为可逆过程。
( )2．只有可逆过程才能在p-v 图上描述过程进行轨迹。
( )3．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。
工程热力学与传热学 第二章 稳态热传导 基本概念
t—温度(0C)；
x , y , z—直角坐标
由傅里叶定律可知，求解导热问题的关键是获 得温度场。导热微分方程式即物体导热应遵循的一 般规律，结合具体导热问题的定解条件，就可获得 所需的物体温度场。
具体推导: 傅里叶定律
能量守衡定律
导热微分方程式
假定导热物体是各向同性的，物性参数为常数。 我们从导热物体中取出一个任意的微元平行六面 体来推导导热微分方程，如下图所示。
2. 说明： 导热系数表明了物质导热能力的程度。 它是物性参数 物质的种类 热力状态（温度、压力等）。
在温度t=200C时：
纯铜λ=399 w/m0C；水λ=0.599 w/m0C；干空气0C λ（固体）大--------→（液体）---------→（气体）小
隔热材料（或保温材料）----石棉、硅藻土、矿渣棉等，它 们的导热系数通常:λ < 0.2 w/m0C。
c t ( x 2t2 y 2t2 z 2t2)q'
这是笛卡儿坐标系中三维非稳态导热微分方程的一般形式。
导热微分方程式——温度随时间和空间变化的一般关系。 它对导热问题具有普遍适用的意义。
Cp t ( x2t2 y2t2 z2t2)qv
最为简单的是一维温度场的稳定导热微分方程为：
稳态温度场：物体各点的温度不随时间变动； 非稳态（瞬态）温度场：物体的温度分布随时间改变。
2. 等温面(Isothermal surface)（线）：同一时刻物体中温度 相同的点连成的面（或线）。 特点：（1）同一时刻，不同等温线（或面）不可能相交； （2）传热仅发生在不同的等温线（或面）间； （3）由等温线（或面）的疏密可直观反映出不同区域 热流密度的相对大小。
在半径r处取一厚度为dr长度为l米的薄圆筒壁。则
工程热力学知识点(精心整理)
（×）湿饱和蒸汽的焓等于饱和水的焓加上干度乘以汽化过程中饱和水变成干饱蒸汽所吸收的热量。
（×）理想气体经历一可逆定温过程，由于温度不变，则工质不可能与外界交换热量。
13、在绝热良好的房间内，有一台设备完好的冰箱在工作，在炎热的夏天打开冰箱，人会感到凉爽，问室内温度是否会越来越低？请用热力学原理加以解释。
CQ>0, ΔU>0 , W=0DQ=（ D ）。
A适用于任意循环；
（×）熵增可用来度量过程的不可逆性，所以熵增加的过程必是不可逆过程，
（√）某理想气体经历了一个内能不变的热力过程，则该过程中工质的焓变也为零。
（×）容器中气体的压力没有变化，则安装在容器上的压力表读数也不变。
（×）水蒸气的定温过程中，能满足 q = w的关系式。
（√）在临界点上，饱和液体的焓一定等于干饱和蒸汽的焓。
6、 对与有活塞的封闭系统，下列说法是否正确?
1) 气体吸热后一定膨胀，内能一定增加。
答：根据热力学第一定律，气体吸热可能使内能增加，也可能对外做功，或者两者同时进行；关键是吸热量能否完全转变为功，由于气体的定温膨胀过程可使得吸收的热量完全转化为功，内能不增加，所以说法错误。
2）气体膨胀时一定对外做功。
C. ηA<ηB D.不能确定.
（4）、在闭口绝热系中进行的一切过程,必定使系统的熵( D )
A 增大. B 减少.
C. 不变 D. 不能确定
（5）、在房间内温度与环境温度一定的条件下,冬天用热泵取暖和用电炉取暖相比,从热力学观点看( A )
A.热泵取暖合理. B.电炉取暖合理.
C.二者效果一样. D.不能确定.
（6）、闭口系能量方程为( D )
工程热力学复习重点
工程热力学复习重点-标准化文件发布号：（9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII工程热力学复习重点2012工程热力学复习重点绪论[1][2][3] 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究基本概念及定义1. 1 热力系统一、热力系统系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。
外界：与系统相互作用的环境。
界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据：系统与外界的关系系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。
二、闭口系统和开口系统闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。
开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。
三、绝热系统与孤立系统绝热系统：系统内外无热量交换 (系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热) 孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界四、根据系统工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。
状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。
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。
状态参数的数学特性:1． 21dx x2x1表明：状态的路径积分仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。
2．dx=0表明：状态参数的循环积分为零基本状态参数：可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数：温度、压力、比容或密度温度：宏观上，是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。
微观上,是大量分子热运动强烈程度的量度2．压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。
F； p式中：F—整个容器壁受到的力，单位为牛顿（N）f f—容器壁的总面积（m2）。
微观上：分子热运动产生的垂直作用于容器壁上单位面积的力。
压力测量依据：力平衡原理压力单位：MPa相对压力：相对于大气环境所测得的压力。
工程热力学复习重点及简答题
工程热力学复习重点2 0 1 2 . 3 绪论[1] 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法[2] 理解热能利用的两种主要方式及其特点[3] 了解常用的热能动力转换装置的工作过程1．什么是工程热力学从工程技术观点出发，研究物质的热力学性质，热能转换为机械能的规律和方法，以及有效、合理地利用热能的途径。
2．能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题3. 热能及其利用[1] 热能：能量的一种形式[2] 来源：一次能源：以自然形式存在，可利用的能源。
如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。
二次能源：由一次能源转换而来的能源，如机械能、机械能等。
[3] 利用形式：直接利用：将热能利用来直接加热物体。
如烘干、采暖、熔炼（能源消耗比例大）间接利用：各种热能动力装置，将热能转换成机械能或者再转换成电能，4．.热能动力转换装置的工作过程5．热能利用的方向性及能量的两种属性[1] 过程的方向性：如：由高温传向低温[2] 能量属性：数量属性、,质量属性（即做功能力）[3] 数量守衡、质量不守衡[4] 提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。
第1 章基本概念及定义1. 1 热力系统一、热力系统系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。
外界：与系统相互作用的环境。
界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据：系统与外界的关系系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。
二、闭口系统和开口系统闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。
开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。
三、绝热系统与孤立系统绝热系统：系统内外无热量交换（系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热）孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和=一切热力系统连同相互作用的外界四、根据系统内部状况划分可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。
简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化均匀系统：内部各部分化学成分和物理”性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。
工程热力学复习资料-难点和易混点
熵：一、任意过程熵与热量的关系系统的熵变是可以用可逆吸热计算的，当实际过程不可逆时，可以采用假设可逆过程的方法。
按假设可逆过程计算熵变，即用热温比计算，其中的热量度其实是包括两部分：实际传入的热量和耗散热量（可逆功-实际功）——总热量一个关系：（假设）可逆传热-（假设）可逆功=传热-功（实际）=系统内能变化（因为内能是状态参量，是只与前后状态有关的，与过程是否可逆无关）即：系统在某一温度下的熵变是系统在该温度下所得到的总热量除以该系统的温度，与可逆与否无关。
Tr Q W WQ ds T T T δδδδ-==+，注意用的是系统温度而不是热源温度，因为熵本身就是系统的状态量。
——第一熵方程二、微观解释系统微观粒子热运动能量增量与热运动强度之比（运动有序程度的度量）反应了系统宏观状态对应的微观状态数。
注：任何不可逆过程都将一定功化为等量热。
——效果与功生热一样。
——则任一不可逆过程都可能通过加功消除变化。
三、熵流与熵产熵产是真正的不可逆程度的度量，是不可逆的本质，是熵的根本来源。
闭系，熵变=熵流+熵产，任意系统熵变可正可负，熵流可正可负，但熵产必然是大于或等于0的，孤立系统，没有熵流，则熵变就是熵产，所以有孤立系熵增原理。
总方程：()r r r W W QQ Q ds T T T T δδδδδ-=+-+——第二熵方程熵流熵产：两部分组成——有有限温差温差的传热和系统内部功的耗散如果计算熵流用的是系统温度Q Tδ，则熵产中就只有耗散项，而不包括温差传热项。
两者熵产项不相等，是因为考虑的过程不同，所选择的系统也不同。
用热源温度计算熵流时，计算的是从热源流出的熵流，而熵变是系统的熵变，则系统的熵变 理应包括温差传热带来的熵产。
而用系统温度计算熵流时，计算的是流入系统的熵流，而流 入系统的熵流已经包括温差传热的熵产了。
——温差传热的熵产是最终到受热方的，是流入 的熵流的一部分。
开口系多用Q T δ计算熵流而不用rQ T δ，因为工质系统一般是研究对象，简单清楚。
工程热力学课程重点难点
热力学重点与难点
1、状态参数的特征及灵活应用；
2、基本热力过程线的画法及对应热力学特征分析
3、绝热与定熵，过程方程式的适用范围；
4、卡诺定理、克劳修斯不等式和孤立系统熵增原理应用（过
程是否可逆，循环（热机）是否可逆等的判定）；
5、喷管内流动的计算，喷管选型和效率；
6、压气机的压缩过程的分析，余隙比的影响，多级压缩的缘
由和最佳增压比选择；
7、活塞式内燃机3种形式，联系与区别，指标参数与热效率
的联系（t-s图）；
8、燃气轮机装置改善热效率和提高净功的途径，回热与再热
的概念，相关t-s图；
9、水蒸气定压发生过程的特点，2种表，T-s图，朗肯循环的
热效率调节，再热和回热的t-s图；
10、空气压缩式制冷和蒸汽压缩式制冷的t-s图，提高制冷制热
系数的规律及方法。
11、单纯加热、冷却与绝热加湿过程（h-d图），简单计算。
复习思路
紧扣习题，各个击破；
书中例题，一一看过；
重点循环，图要熟络；
遇到比较，动动笔墨。
工程热力学第二章
n
i
i
混合气体的折合气体常数
R R = eq Meq R nR ∑ni Mi R ∑mR i i i = 0= 0= = m m m m n = ∑gi R i
五、分压力的确定
piV = ni R T pi ni 0 = = xi 或 pi = xi p = ri p pV = nR T p n 0
混 合 气 体 第i种组成气体 相对成分
m mi
n ni
V Vi
相对成分= 相对成分=
分 总
量 量
质量分数：
摩尔分数：
体积分数：
m gi = i , m ni xi = , n V r= i, i V
∑g =1
i
∑x =1
i
∑r =1
i
Vi为分体积
gi、xi、ri的转算关系
V ni i = ⇒xi = r i V n
=q02-q01
= ∫ cdt − ∫ cdt
0 0 t2 t1
= c 0 ⋅ t2 − c 0 ⋅ t1
t2 t1
c 0 , c 0 表示温度自 °C到t1和0°C到t2的平均比热容. 0
t2 t1
q ct = 1 t2 −t1
t2
∫ = ∫ =
t
t2
t1
cdt
t2
t2 −t1
0 t1
cdt + ∫ cdt
通用气体常数不仅与气体状态无关，与气 体的种类也无关 R =8.314J /(mol ⋅ K)
0
气体常数与通用气体常数的关系：
m pV = nR T = R T 0 0 M pV = mR T
R0 R= 或 R0 = M R M
工程热力学复习重点
热力系统：被人为分割出来，作为热力学研究对象的有限物质系统。
开口系：热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。
闭口系：热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。
绝热系：热力系统和外界间无热量交换。
孤立系：当一个热力系统和外界既无能量交换又无能量交换。
平衡状态：热力系统在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变。
稳定状态：系统的参数不随时间而改变。
准平衡过程（准静态过程）：若过程进行得相当缓慢，工质在平衡被破坏后自动回复平衡所需的时间，即所谓的弛豫时间又很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不至显著偏离平衡状态。
可逆过程：当完成了某一过程后，如果有可能使工质沿相同的路径逆行恢复到原来状态，并使相互作用中所涉及的外界亦回复到原来状态，而不留下任何改变。
总能：人们把内部储存能和外部储存能的总和（即热力学能，宏观运动动能及位能的总和）叫作工质的总储存能。
内可逆循环：在工质与热源发生传热时，有一个假象的物体处于其间，此假象物体与工质的温差无限小，即该传热过程是可逆的，这样的工质的循环就可看成可逆循环，称为内可逆循环。
比热容：1kg物质温度升高12K（或1℃）所需热量称为质量比热容。
C p-C v=R g，r=C p/C v ,C p=r/(r-1)R g,C v=1/(r-1)R g。
R g：气体常熟，仅与气体种类有关，与气体状态无关。
R=Rg*M。
R：摩尔气体常数，与气体种类和气体状态无关。
等8.3145J/kg*k。
干度x：1kg湿蒸汽中含有x kg饱和蒸汽（1-x）kg饱和水。
热力学第二定律：克劳修斯：热不能自发的，不付代价的从低温物体传至高温物体。
开尔文：不可能制造出从单一热源吸热，是指全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发电机。
卡诺定律推论：一、在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类无关，与采用哪一种工质无关。
二、在温度同为T1的热源和同为T2的热源间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
工程热力学各章重点
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》学习资料 (2)
连续的，转速高，输出功率大。
34
燃气轮机(gas turbine)装置简介
35
q2
排气
燃烧室
4
q1
3
2
泵
压气机
汽轮机
燃料
1 进气
燃 气 轮 机 装 置 示 意 图
36
循环示意图
2 燃烧室 3
压气机
燃气轮机
1
4
理想化： 1）工质：数量不变，定比热理想气体 2）闭口 循环 3）可逆过程
作业：结合思考题看书。9-1、9-15
66
本章结束
67
思考
同样是柴油机 为什么有混合加热循环和定压加热循环之分？
p
3 2
4
5 1
v
p 2(3)
4 5 1 v
29
高速柴油机与低速柴油机循环图示
p 34
p
tp
1
k 1
k1k 1
2
2(3) 4 1
5
5
1
v
高速柴油机，压燃式、轻 柴油、高压油泵供油。
1
v
低速柴油机，压燃式、重柴 油、压缩空气喷油。
30
四冲程高速柴油机工作过程
3—4 边喷油，边膨胀
p3 4
近似 p 膨胀
t4可达1700~1800℃
2 2＇
4 停止喷柴油
4—5 多变膨胀
p0
p5=0.3~0.5MPa
0
t5500℃ 5—1‘ 开阀排气
，V
降压
1‘—0 排气,完成循环。
5 1＇
1 V
17
四冲程高速柴油机的理想化
四川省考研工学专业复习资料材料力学与工程热力学重难点解析
四川省考研工学专业复习资料材料力学与工程热力学重难点解析四川省考研工学专业复习资料：力学与工程热力学重难点解析力学与工程热力学是工学专业考研中的重要科目，很多考生在备考过程中常常会遇到一些困惑和难题。
本文将针对四川省考研工学专业力学与工程热力学的重难点进行解析，为考生提供有效的复习资料和备考建议。
一、力学力学是研究物体运动和受力情况的学科，是其他工程学科的基础和核心。
在力学中，最常见的内容包括运动学、静力学、动力学和弹性力学等。
1. 运动学运动学研究物体的运动规律，主要包括位置、速度和加速度等概念。
在复习过程中，重点掌握运动学的基本公式和计算方法，特别是匀速直线运动和匀加速直线运动的相关知识点。
2. 静力学静力学研究物体在平衡状态下受力情况，主要包括力的平衡和力的分解等内容。
在复习静力学时，需要熟练掌握受力平衡的条件和受力分解的方法，同时还需注意解题时的思路和方法。
3. 动力学动力学研究物体在受力下的运动规律，主要包括牛顿第二定律和万有引力定律等。
在复习动力学时，要重点理解和掌握牛顿第二定律的应用，同时还需熟悉万有引力定律的相关概念和计算方法。
4. 弹性力学弹性力学研究物体在受力下的形变情况，主要包括胡克定律和弹性体的应力、应变等。
在复习弹性力学时，要重点掌握胡克定律的应用，同时还需了解不同材料的弹性特性和相关的弹性力学公式。
二、工程热力学工程热力学是工程学科中的一门重要学科，研究热力学原理在工程中的应用。
在工程热力学中，最常见的内容包括热力学系统、热力学过程、热平衡和热力学第一、第二定律等。
1. 热力学系统热力学系统是指研究对象的一部分或整体，在复习时要注意区分封闭系统、开放系统和孤立系统的特点和应用。
尤其需要理解掌握系统的物质性质和能量特性，以及热力学过程中的状态变化。
2. 热力学过程热力学过程是指热力学系统在特定条件下的变化过程，常见的过程包括等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等。
在复习过程中，要熟悉各种过程的定义和特点，尤其是过程中的能量转化和熵变的计算方法。
工程热力学-第1章重点难点
第1章重点难点
一、系统的划分原则
1. 是否有质量越过边界
是——开口系统；否——闭口系统
2. 是否有热量越过边界
否——绝热系统
3. 是否有物质和能量越过边界
否——孤立系统
4. 孤立系统=系统+外界
二、状态及状态参数
1. 热力状态——瞬间状态，不一定是平衡状态
2. 平衡状态三要素：不受外界影响；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
3. 状态参数只与状态有关，而与过程无关
4. 强度性参数是能量交换的驱动力；广延性参数是能量交换数量和方向的度量值
三、过程及过程能量
1. 准静态过程——只考虑系统内部的状态；达成条件：过程进行得非常缓慢；势差无限小
2. 可逆过程——综合考虑系统内外部的状态；可逆过程=准静态过程+耗散效应
3. 对于准静态过程和可逆过程的语言描述：缓慢进行；光滑；无摩擦；无温差
实际过程的语言描述：突然；快速；有限温差
4. 功量和热量
1）定义式前提：可逆过程
2）过程量，与过程直接相关
3）方向：做功为正，耗功为负；吸热为正，放热为负
四、热力循环
1. 示功图与示热图的应用：
1）正向循环，即动力循环，吸热线在放热线的上方，做功线在耗功线的上方，净吸热量=净做功量
2）逆向循环，即制冷循环或热泵循环，放热线在吸热线的上方，耗功线在做功线的上方，净放热量=净耗功量
2. 经济性指标：
正向循环——热效率；逆向循环——制冷系数或供热系数。
(完整版)工程热力学教案第一讲
工程热力学工程热力学的作用：主要研究热能与机械能相互转换的规律、方法及提高转化率的途径，比较集中地表现为能量方程。
工程热力学部分的主要内容（1）基本概念与基本定律，如工质、热力系、热力状态、状态参数及热力过程、热力学第一定律、热力学第二定律等等，这些基本概念和基本定律是全部工程热力学的基础。
（2）常用工质的热力性质。
其主要内容是理想气体、水蒸气、湿空气等常用工质的基本热力性质。
工质热力性质的研究是具体分析计算能量传递与转换过程的前提。
（3）各种热工设备的热力过程。
其主要内容有理想气体的热力过程、气体和蒸汽在喷管和扩压管中流动过程及蒸汽动力循环等热力过程的分析计算。
这些典型热工设备热力过程的分析计算，是工程热力学应用基本定律结合工质特性和过程特性分析计算具体能量传递与转换过程完善性的方法示例。
第一章工质及气态方程第一节工质热力系统第二节工质的热力状态基本状态参数第三节平衡状态状态方程第四节理想气体状态方程本章的主要内容1、讨论能量转换过程中所涉及的各种基本概念；2、在以气体为重要工质的能量转换过程中，介绍其状态方程。
本章的学习要求•理解工质、热力系的定义，掌握热力系的分类。
•理解热力状态和状态参数的定义；掌握状态参数的特征、分类，基本状态参数的物理意义和单位；掌握绝对压力、表压力和真空度的关系。
•掌握平衡状态的物理意义及实现条件。
•了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用。
•理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系，能正确判定准平衡过程和可逆过程。
第一节工质及状态方程本节重点掌握热力系统，在学习这一概念之前先认识一个概念：【工质】1. 什么是工质?实现热能与机械能相互转换或热能转移的媒介物质。
2. 工质特性:可压缩、易膨胀、易流动3. 常用工质:热机循环中: 水蒸气、空气、燃气。
制冷循环、热泵循环中: 氨、氟里昂。
举例（1）从能量转换方面：汽轮中的水蒸气首先要知道汽轮机的工作过程，如图示（蒸汽动力循环示意图）该工作过程实现了热能——>机械能的能量转换，水蒸气作为该能量转换过程中的媒介物质，就是工质。
工程热力学重点内容
绪论+基本概念研究对象：研究热能与机械能相互转换规律。
目的：提高热能利用率。
研究内容：热力学两大基本性质，工质的热力性质和热力过程，以及理论在热力过程和循环装置中的应用。
方法：宏观，唯象。
工质：实现能量相互转换的媒介物质。
热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。
外界：热力系统周围物体。
边界：热力系与外界的交界面。
闭口系统：只有能量交换而无物质交换CM。
开口系统：有能量交换和物质交换CV。
绝热系：与外界无热量交换。
孤立系：无能量无物质交换。
热源：与外界仅有热量交换，且有限热量交换不引起系统温度变化。
平衡状态：平衡状态：在没有外界影响（重力场除外）的条件下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。
充要条件：系统内部及系统与外界之间各种不平衡势差（力差、温差、化学势差）的消失。
平衡状态具有确定的状态参数。
强度量：与系统内所含工质的数量无关的状态参数。
广延量：广延参数具有可加性。
单位质量的广延参数具有强度参数的性质，称为比参数。
温度：是物系间达到热平衡的判据物质分子热运动的激烈程度。
习惯上：物体冷热程度的度量。
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判据。
热力学第零定律：若两个热力系中的每一个都与第三个系统处于热平衡，那么它们彼此也处于热平衡。
温标：温度的定量表示法。
压力：单位面积上承受的垂直作用力。
对于气体，实质上是气体分子运动撞击容器壁面，在单位面积的容器壁面上所呈现的平均作用力。
单位：Pa，kPa，MPa 。
压力表测量的压力-表压力p g，真空表测量力-真空度p v，工质的真实压力-绝对压力p，大气压力p b。
p〉p b，p=pg+pb，p〈pb，p=pb-pv。
比体积：单位质量工质所占有的体积。
m3/kg。
热力过程：热力系从一个状态向另一个状态变化时所经历的全部状态的总和。
准平衡过程(准静态过程)：由一系列无限接近于平衡态的状态所组成的过程.（着眼于系统）/偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程。
工程热力学-第2章重点难点
第2章重点难点
一、理想气体
1. 基本假设：弹性、不占有体积的质点；忽略分子之间相互作用力（引力和斥力）
2. 极限条件——压力p→0或比容ν→∞；实现条件——低压，相对高温
3. 理想气体状态方程：各种表达形式；气体常数和通用气体常数
4. 理想气体比热容
1）定义式；比热容是温度的函数，与过程有关
2）分类：根据物量单位；根据过程特性；根据计算精度
3）定压比热容与定容比热容：相互关系——大小关系；迈耶公式；比热比
二、实际气体
实际气体状态方程获得思路
1. 从理想气体假设入手，对两个假设进行修正
2. 从工程应用入手，通过压缩因子反映比体积计算值和实测值的差异
3. 对比态定律与对比参数。
工程热力学重点
工程热力学重点工程热力学是工程学中的一个重要学科，它研究的是能量转化和传递的规律，以及热力系统的性能分析与优化。
在工程实践中，热力学的应用广泛，涉及到许多领域，如能源工程、机械工程、化工工程等。
本文将重点介绍工程热力学的基本概念、基本原理和应用。
工程热力学的基本概念包括热力学系统、热平衡、热力学过程等。
热力学系统是指通过能量交换与外界相互作用的物质集合，可以是封闭系统、开放系统或隔离系统。
热平衡是指系统中各部分之间不存在温度差，达到热平衡状态时，系统内部各点的温度是均匀的。
热力学过程是指系统由一个状态变为另一个状态的过程，可以是等温过程、绝热过程、等压过程等。
工程热力学的基本原理包括能量守恒定律和熵增定律。
能量守恒定律是指系统的能量总量在热力学过程中保持不变，能量可以相互转化，但总能量守恒。
熵增定律是指系统的熵在自然过程中不断增加，自然趋势是熵增加到最大值。
通过应用这些基本原理，可以对热力系统进行性能分析与优化。
工程热力学的应用主要包括热力系统的稳定性分析、热力系统的性能评价和热力系统的优化设计。
稳定性分析是指对热力系统的稳定性进行评估，判断系统是否能够长期稳定运行。
性能评价是指对热力系统的性能进行评估，如效率、能耗、工作质量等指标，以便优化系统的性能。
优化设计是指通过对热力系统的分析和计算，找到最优的工作参数和结构参数，以提高系统的性能。
在能源工程中，工程热力学的应用尤为重要。
能源系统的设计与运行涉及到能源的转化与利用，热力学原理可以帮助我们分析和优化能源系统的性能。
例如，在火力发电厂中，热力学原理可以帮助我们分析燃烧过程中的能量转化和损失，优化锅炉的结构和参数，提高发电效率。
在太阳能利用中，热力学原理可以帮助我们分析太阳能的收集和转换过程，优化太阳能系统的设计，提高能源利用效率。
在机械工程中，工程热力学的应用也非常广泛。
例如，在内燃机中，热力学原理可以帮助我们分析燃烧过程和工作过程，优化发动机的结构和参数，提高燃料的利用率和动力输出。
关于《工程热力学》教学中几个概念难点的一些思考
关于《工程热力学》教学中几个概念难点的一些思考摘要：《工程热力学》是热工或能动专业方向的重要专业基础课，鉴于课程的概念多、抽象、难学等特点，作者选取课程中的可逆与不可逆过程、卡诺循环与逆卡诺循环、熵、和等常见的基本概念进行阐述；结合作者多年来在教学中一些做法，用比较浅显易懂的方法来讲授这些概念，在讲授的过程中常列举一些与之相似的生活实例，使学生能够更好地掌握该学科的内容；通过文中叙述的一些方法，能对从事工程热力学课程教学的老师们提供一些想法和建议。
关键词：卡诺循环；熵；和中图分类号：G642.41文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2020）12-0362-02收稿日期：2019-10-30基金项目：皖西学院教学研究一般项目（wxxy2019073）；安徽省省级教学研究一般项目（2018jyxm1154）；安徽省省级教学研究重点项目（2017jyxm0384）作者简介：余才锐（1980-），男，皖西学院建筑与土木工程学院讲师，硕士，主要从事工程热力学、流体力学课程教学。
《工程热力学》是热工或能动专业方向重要的专业基础课，学生学习热力学课程时普遍感觉吃力，许多概念晦涩难懂，公式较多；老师们往往对此束手无策，有心有余而力不足的感觉，造成师生都不讨好的课程，然而工程热力学又是专业的核心课程，重要性不言而喻。
每次期初排课的时候，老师们往往唯恐避之不及。
造成这种现状的原因是多方面的，一是课程本身概念比较抽象，二是不能很好地用多媒体课件、CAE等辅助工具进行诠释，三是需要较高的数学基础、复杂的微分公式推导等。
本文主要针对以上所述难点，笔者挑选几个热力学常见的基本概念加以阐述，比如可逆与不可逆过程、熵等；然后结合自己在教学过程中遇到的一些情况，最后提出一些想法和做法，希望能给从教热力学课程的同行们一些借鉴。
一、可逆与不可逆过程热力学第一定律本质是热能与机械能的转换关系，在做功的过程中必须依靠体积的膨胀，在这里可以简单地画个活塞做功示意图。
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热力学重点与难点
1、状态参数的特征及灵活应用；
2、基本热力过程线的画法及对应热力学特征分析
3、绝热与定熵，过程方程式的适用范围；
4、卡诺定理、克劳修斯不等式和孤立系统熵增原理应用（过
程是否可逆，循环（热机）是否可逆等的判定）；
5、喷管内流动的计算，喷管选型和效率；
6、压气机的压缩过程的分析，余隙比的影响，多级压缩的缘
由和最佳增压比选择；
7、活塞式内燃机3种形式，联系与区别，指标参数与热效率
的联系（t-s图）；
8、燃气轮机装置改善热效率和提高净功的途径，回热与再热
的概念，相关t-s图；
9、水蒸气定压发生过程的特点，2种表，T-s图，朗肯循环的
热效率调节，再热和回热的t-s图；
10、空气压缩式制冷和蒸汽压缩式制冷的t-s图，提高制冷制热
系数的规律及方法。
11、单纯加热、冷却与绝热加湿过程（h-d图），简单计算。
复习思路
紧扣习题，各个击破；
书中例题，一一看过；
重点循环，图要熟络；
遇到比较，动动笔墨。