《工程热力学》(第五版)复习提纲

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。

开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。

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C 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（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。

注：热力学温标和摄氏温标，T=273+t。

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。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。

注：课本中如无特殊说明，则所说压力即为绝对压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。

强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少 无关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动 力作用，称为广义力或势。

广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数 值之和，如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变 化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。

准静态过程：过程进行得非常缓慢，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，整个过程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：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。

膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机 械功称为膨胀功，也称容积功。

热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。

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，简称循环。 2. 常用公式

温度：T 273 t

式中

F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）; f —容器壁的总面积（m 2

）。

2. p B P g ( P>B )

P

F f

式中B—当地大气压力

P g—高于当地大气压力时的相对压力，称表压力;

H —低于当地大气压力时的相对压力，称为真空值。比容：

2. v 1

式中一工质的密度kg/m3

v —工质的比容m3/kg

热力循环：

q - w

或u 0 , ■ du 0

循环热效率：七致彳亚1亚

q i q i q i

式中q i—工质从热源吸热；

q2—工质向冷源放热；

W0—循环所作的净功。

制冷系数：q2

1

W o

q2

q1 q2

式中q1—工质向热源放出热量;

q2—工质从冷源吸取热量；

W0—循环所作的净功。

供热系数：

q1

2

q1

W o q1 q2

式中q1—工质向热源放出热量

1. v

式中

m3/kg

V—工质的容积

q 2—工质从冷源吸取热量

w o —循环所作的净功

3.重要图表 边界 / 尸• ■ • ■ - . ■ ■ ”TH

1； j

：工；胡

h

”活塞

匚：系统：：L

1 : ■/ < :叮八・

气缸、

1 81 8 * * ■ B a

d 」

水平

图1-1热力系统

假想边界

图1-2边界可变形系统

控制界血 ―i _1 ------------ 冷空气|_ X

------ 1—± ------ 1热空气 1

1 1 ・ 1 1 1 ------- /

---- 1

2

加热器 图1-3开口系统

外界

图1-4孤立系统

孤

立系统边界

图1-6各压力间的关系

（a ）正循环；（b ）逆循环

A 、有关/不具有

B 、无关/不具有

C 、有关/具有

D 、无关/具有

例题:

2 把热量转化为功的媒介称为（）

A 、功源

B 、热源

C 、质源

D 、工质 3 （）与外界肯定没有热量交换但可能有质量交换

图1-5 U 形压力计测压

正压

p

大气圧力月

11

1

0」 -

B

n*

1

! 1 2 3

1

1

贝Lk

0 绝对真空

图1-14任意循环在

p v 图上的表示

A 、绝热系统

B 、孤立系统

3、 从大气压力算起的压力为（ A 、表压力

B 、绝对压力

4、 强度性参数与系统的质量（

C 、闭口系统

D 、开口系统 ） C 、真空度 D 、标准压力

），（）可加性