工程热力学复习大纲资料重点
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• 不管过程可逆与否,绝热系统的技术功总是等于初、终 态的焓差。 ( )
• 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率。 ()
判断正确性
• 经历一个不可逆过程后,系统能恢复原来状态。 ()
• 热力学第一定律解析式 适用于可逆过程,任何 工质。 ( )
• 孤立系统的熵与能量都是守恒的。 ()
• 不管过程可逆与否,绝热系统的技术功总是等 于初、终态的焓差。 ( )
式
第一知识点 闭口系基本能量方程式
闭口系,
Q U W q u w
δQ dU δW δq du δw
第一定律第一解析式— 热 功的基本表达式
讨论:
Q U W q u w
δQ dU δW δq du δw
1)对于可逆过程 δQ dU pdV
2)对于循环
δQ dU δW Qnet Wnet
)两个解析式的关系
δq dh vdp d u pv vdp
du pdv du δw膨
总之: 1)通过膨胀,由热能
功,w = q –Δu
2)第一定律两解析式可相互导出,但只有在开系中 能量方程才用焓。
技术功(technical work)—
技术上可资利用的功 wt
wt
ws
1 2
cf2
膨胀线在压缩线上方;吸热线在放热线上方。
热力循环的评价指标
正循环:净效应(对外作功,吸热)
动力循环:目的在于净功 用热效率η评价
T1 Q1
h 收益
代价 净功 = W
吸热 Q1
W
Q2 T2
循环经济性指标:
收益 代价
动力循环: 热效率(thermal efficiency)
ht
wnet q1
1
下一章
热力循环的评价指标
逆循环:净效应(对内作功,放热)
制热循环:目的在于从低温
热源移走热量Q2和功W一起 提供给高温热源T1热量Q1
用制热系数ε′来评价。
e ’ 收益
代价
放热 = Q1 耗功 W
T1 Q1
W
Q2 T2
循环经济性指标:
收益 代价
逆向循环: 制冷系数(coefficient of performance for the refrigeration cycle)
gz
q
u
ws
p2v2
p1v1
1 2
cf22 cf21
g z2 z1
可逆过程
δwt pdv d pv vdp
• 2-13 • 2-16
例题
第三知识点:开口系能量方程
流入系统的能量: – 流出系统的能量:
qQ
qm1 u1
p1v1
cf21 2
gz1
Ps
qm2
u2
p2v2
1 2
• 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效
率。
()
• 1(√ )2.(√)3.(×)4(√)5.(×)
第三知识点 逆向循环(reverse cycle)
▲制冷循环(refrigeration cycle) ▲热泵循环(heat-pump cycle)
一般地讲:输入净功; 在状态参数图逆时针运行; 吸热小于放热。
• 求解:
例题2-19
例题2-18
• 1、一刚性绝热容器,容积为 V=0.028m 3 , 原先装有压力为 0.1MPa 、温度为 21 ℃的 空气。现将与此容器连接的输气管道阀门 打开,向容器充气。设输气管道内气体的 状态参数保持不变, p = 0.7MPa , t = 21 ℃。当容器中压力达到 0.2MPa 时,阀 门关闭。求容器内气体达到平衡时的温度 (设空气可视为理想气体,其热力学能与 温度的关系为 u = 0.72T kJ/kg ;焓与温度 的关系为 h = 1.005T kJ/kg )。
第一章 基础概念及其定义
第一知识点:热量与容积变化功 第二知识点:动力循环(正向循环)
(power cycle; direct cycle )
第三知识点 逆向循环(reverse cycle)
第一知识点:热量与容积变化功
能量传递方式 容积变化功
性质
过程量Βιβλιοθήκη 推动力 标志压力 p dV , dv
公式
w pdv
条件
w pdv
(计算式应用条件) 准静态或可逆
传热量 过程量 温度 T dS , ds
q Tds
q Tds
可逆
• 1-16 • 基础概念 • 可逆过程 • 平衡状态 • 状态参数
课堂练习
第二知识点:动力循环(正向循环)(power cycle; direct cycle )
输出净功;
在p-v图及T-s图上顺时针进行;
• 例题 1-19 • 基础概念: • 正向循环
判断正确性
• 经历一个不可逆过程后,系统能恢复原来状态。 ()
• 热力学第一定律解析式 适用于可逆过程,任何工质。 ()
• 孤立系统的熵与能量都是守恒的。 ()
• 如果某种工质的状态方程式为,那么这种工质的比热容、 热力学能、焓都仅仅是温度的函数。 ()
cf22
gz2
= 系统内部储能增量: ΔECV
例题2-19
• 1、某医用氧气袋中空时是扁平状态,内部容积为 0 。接在压力为 14MPa 温度为 17 ℃的钢质氧气 瓶上充气。充气后氧气袋隆起,体积为 0.008m 3 , 压力为 0.15MPa 。由于充气过程很快,氧气 袋与大气换热可以忽略不计,同时因充入氧气袋 内气体质量与钢瓶气体内质量相比甚少,故可以 认为钢瓶内氧气参数不变。设氧气可作为理想气 体,其热力学能和焓可表示为 u=0.657T kJ/kg, h=0.917T kJ/kg, 理想气体服从 pV=mRgT. 求充 入氧气袋内氧气有多少 kg ?
供暖系数(coefficient of performance for the heat-pump cycle)
e q2 or 1
wnet e ' q1 1
wnet
下一章
• 例题 • 1-21 • 1-18
第二章 热力学第一定律
• 三大知识点 • 第一知识点:闭口系基本能量方程式 • 第二知识点:开口系统能量平衡方程式 • 第三知识点:稳定流动开口系统能量方程
3)对于定量工质吸热与升温关系,还取决于W 的 “+”、“–”、数值大小。
闭口系能量方程式举例
• 2-9
第二知识点 第一定律第二解析式
wt
ws
1 2
cf2
gz
1
q h2 h1 2
cf22 cf21
g
z2 z1
ws
(B)
q h wt δq dh δwt
2
可逆 q h vdp 1 δq dh vdp
• 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效率。 ()
判断正确性
• 经历一个不可逆过程后,系统能恢复原来状态。 ()
• 热力学第一定律解析式 适用于可逆过程,任何 工质。 ( )
• 孤立系统的熵与能量都是守恒的。 ()
• 不管过程可逆与否,绝热系统的技术功总是等 于初、终态的焓差。 ( )
式
第一知识点 闭口系基本能量方程式
闭口系,
Q U W q u w
δQ dU δW δq du δw
第一定律第一解析式— 热 功的基本表达式
讨论:
Q U W q u w
δQ dU δW δq du δw
1)对于可逆过程 δQ dU pdV
2)对于循环
δQ dU δW Qnet Wnet
)两个解析式的关系
δq dh vdp d u pv vdp
du pdv du δw膨
总之: 1)通过膨胀,由热能
功,w = q –Δu
2)第一定律两解析式可相互导出,但只有在开系中 能量方程才用焓。
技术功(technical work)—
技术上可资利用的功 wt
wt
ws
1 2
cf2
膨胀线在压缩线上方;吸热线在放热线上方。
热力循环的评价指标
正循环:净效应(对外作功,吸热)
动力循环:目的在于净功 用热效率η评价
T1 Q1
h 收益
代价 净功 = W
吸热 Q1
W
Q2 T2
循环经济性指标:
收益 代价
动力循环: 热效率(thermal efficiency)
ht
wnet q1
1
下一章
热力循环的评价指标
逆循环:净效应(对内作功,放热)
制热循环:目的在于从低温
热源移走热量Q2和功W一起 提供给高温热源T1热量Q1
用制热系数ε′来评价。
e ’ 收益
代价
放热 = Q1 耗功 W
T1 Q1
W
Q2 T2
循环经济性指标:
收益 代价
逆向循环: 制冷系数(coefficient of performance for the refrigeration cycle)
gz
q
u
ws
p2v2
p1v1
1 2
cf22 cf21
g z2 z1
可逆过程
δwt pdv d pv vdp
• 2-13 • 2-16
例题
第三知识点:开口系能量方程
流入系统的能量: – 流出系统的能量:
qm1 u1
p1v1
cf21 2
gz1
Ps
qm2
u2
p2v2
1 2
• 不可逆循环的热效率一定小于可逆循环的热效
率。
()
• 1(√ )2.(√)3.(×)4(√)5.(×)
第三知识点 逆向循环(reverse cycle)
▲制冷循环(refrigeration cycle) ▲热泵循环(heat-pump cycle)
一般地讲:输入净功; 在状态参数图逆时针运行; 吸热小于放热。
• 求解:
例题2-19
例题2-18
• 1、一刚性绝热容器,容积为 V=0.028m 3 , 原先装有压力为 0.1MPa 、温度为 21 ℃的 空气。现将与此容器连接的输气管道阀门 打开,向容器充气。设输气管道内气体的 状态参数保持不变, p = 0.7MPa , t = 21 ℃。当容器中压力达到 0.2MPa 时,阀 门关闭。求容器内气体达到平衡时的温度 (设空气可视为理想气体,其热力学能与 温度的关系为 u = 0.72T kJ/kg ;焓与温度 的关系为 h = 1.005T kJ/kg )。
第一章 基础概念及其定义
第一知识点:热量与容积变化功 第二知识点:动力循环(正向循环)
(power cycle; direct cycle )
第三知识点 逆向循环(reverse cycle)
第一知识点:热量与容积变化功
能量传递方式 容积变化功
性质
过程量Βιβλιοθήκη 推动力 标志压力 p dV , dv
公式
w pdv
条件
w pdv
(计算式应用条件) 准静态或可逆
传热量 过程量 温度 T dS , ds
q Tds
q Tds
可逆
• 1-16 • 基础概念 • 可逆过程 • 平衡状态 • 状态参数
课堂练习
第二知识点:动力循环(正向循环)(power cycle; direct cycle )
输出净功;
在p-v图及T-s图上顺时针进行;
• 例题 1-19 • 基础概念: • 正向循环
判断正确性
• 经历一个不可逆过程后,系统能恢复原来状态。 ()
• 热力学第一定律解析式 适用于可逆过程,任何工质。 ()
• 孤立系统的熵与能量都是守恒的。 ()
• 如果某种工质的状态方程式为,那么这种工质的比热容、 热力学能、焓都仅仅是温度的函数。 ()
cf22
gz2
= 系统内部储能增量: ΔECV
例题2-19
• 1、某医用氧气袋中空时是扁平状态,内部容积为 0 。接在压力为 14MPa 温度为 17 ℃的钢质氧气 瓶上充气。充气后氧气袋隆起,体积为 0.008m 3 , 压力为 0.15MPa 。由于充气过程很快,氧气 袋与大气换热可以忽略不计,同时因充入氧气袋 内气体质量与钢瓶气体内质量相比甚少,故可以 认为钢瓶内氧气参数不变。设氧气可作为理想气 体,其热力学能和焓可表示为 u=0.657T kJ/kg, h=0.917T kJ/kg, 理想气体服从 pV=mRgT. 求充 入氧气袋内氧气有多少 kg ?
供暖系数(coefficient of performance for the heat-pump cycle)
e q2 or 1
wnet e ' q1 1
wnet
下一章
• 例题 • 1-21 • 1-18
第二章 热力学第一定律
• 三大知识点 • 第一知识点:闭口系基本能量方程式 • 第二知识点:开口系统能量平衡方程式 • 第三知识点:稳定流动开口系统能量方程
3)对于定量工质吸热与升温关系,还取决于W 的 “+”、“–”、数值大小。
闭口系能量方程式举例
• 2-9
第二知识点 第一定律第二解析式
wt
ws
1 2
cf2
gz
1
q h2 h1 2
cf22 cf21
g
z2 z1
ws
(B)
q h wt δq dh δwt
2
可逆 q h vdp 1 δq dh vdp