热力学基础知识
热力学基础知识点
热力学基础知识点热力学是物理学中涉及能量转化和传递的分支学科，用于研究物质的宏观关系。
本文将介绍热力学的基本概念和相关知识点。
1. 系统和环境热力学中将要研究的物体或物质称为系统，而系统周围的一切都被称为环境。
系统和环境是通过能量和物质的交换相互联系在一起的。
2. 状态函数状态函数是描述系统状态的物理量，与路径无关。
其中，最常见的状态函数是内能（U）、体积（V）、压力（P）和温度（T）。
内能表示系统的总能量，体积表示系统占据的空间大小，压力表示系统内部的分子运动产生的压强，温度表示系统内部分子的平均动能。
3. 热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律，它表明能量既不能被创造也不能被销毁，只能在不同形式之间转化或传递。
根据热力学第一定律，系统的能量变化等于从环境传递给系统的热量（Q）减去系统对环境做功（W）所得。
4. 热容热容是指单位质量物质在温度变化时吸收或释放的热量。
具体地说，热容可以分为定压热容（Cp）和定容热容（Cv）。
定压热容表示在恒定压力下物质的热容，而定容热容表示在不允许体积发生变化的情况下物质的热容。
5. 热力学第二定律热力学第二定律阐述了物理系统自发过程的方向性，即系统在孤立状态下会趋向自发变化，使得熵增加。
熵是衡量系统无序程度的物理量，热力学第二定律指明了熵在孤立系统中不会减少的方向。
6. 热力学循环热力学循环是一个系统完成一次完整的运动后，回到初始状态的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环和朗肯循环等。
这些循环通过能量的转化和传递实现了各种实用机械和热力学系统的工作。
7. 相变相变是物质在一定条件下从一种相态转化为另一种相态的过程。
常见的相变包括固态到液态的熔化、液态到气态的汽化、液态到固态的凝固等。
相变与热力学中的热量交换密切相关。
8. 热力学平衡热力学平衡是指系统各部分之间没有任何不均匀性或者不稳定性，系统处于平衡状态下。
根据热力学平衡原理，系统通过热传递、物质传递或机械传递达到平衡状态。
工热知识点总结
工热知识点总结一、理论基础1. 热力学基础热力学是研究热现象和能量转化规律的科学，其研究对象包括热力学系统的状态、过程和相互作用等。
热力学定律包括热力学第一、二、三定律，它们分别描述了能量守恒、熵增加和温度不可降的规律。
2. 热传导热传导是指物质内部热能的传递，根据导热介质的不同，可分为导热、导电、导磁等传导方式。
热传导的计算公式为热传导方程，其中包括热传导系数、温度梯度和距离梯度等。
在实际工程中，热传导的计算可以通过有限元分析、数值模拟等方法得到。
3. 对流传热对流传热是指通过流体的流动使热能传递的过程，可以是强迫对流或自然对流。
对流传热的传热系数和换热器的设计是工热领域的重要内容。
4. 热辐射热辐射是指物体由于温度差而发出或吸收的电磁波，热辐射的计算需要考虑辐射率、温度、表面发射率等参数。
热辐射通常可以通过辐射传热方程来描述，实际工程中可以应用黑体辐射、灰体辐射等模型进行计算。
二、热力学系统1. 封闭系统封闭系统是指不与外界交换物质，但与外界进行能量交换的系统。
热力学系统通常可以根据其与外界的物质交换情况分为封闭系统、开放系统和孤立系统。
2. 开放系统开放系统是指既与外界进行能量交换，又与外界进行物质交换的系统。
例如，蒸汽锅炉和汽轮机系统就是开放系统。
3. 孤立系统孤立系统是指既不与外界交换物质，也不与外界进行能量交换的系统。
孤立系统是理论假设中的一个重要模型，可以用于研究理想化的热力学系统。
三、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是理想化的热力学循环模型，其效率最高，可用于分析和比较各种热力学循环系统的性能。
卡诺循环包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程，可以用来分析热机和热泵的性能。
2. 布雷顿循环布雷顿循环是一种热力学循环，广泛应用于蒸汽轮机、汽轮机和制冷机等系统。
布雷顿循环包括等压加热、等压膨胀、等压冷却和等压压缩四个过程，可以用来分析蒸汽发电系统和空气压缩系统的性能。
3. 斯特林循环斯特林循环是一种理想化的热力学循环模型，包括等温定压加热、绝热膨胀、等温定压冷却和绝热压缩四个过程。
热力学基础知识
热力学基础知识热力学是一门研究能量转化与传递的学科，是自然科学的基础。
热力学的概念源于研究热与功之间的相互转化关系，以及能量在物质之间的传递过程。
本文将通过介绍热力学的基本概念、热力学定律和热力学过程，帮助读者了解热力学的基础知识。
1. 热力学的基本概念热力学研究的对象是宏观体系，即指由大量微观粒子组成的物质系统。
热力学通过对体系的宏观性质进行观察和测量，来揭示物质和能量之间的关系。
热力学的基本概念包括系统、热、功、状态函数等。
系统是热力学研究的对象，可以是孤立系统、封闭系统或开放系统。
孤立系统与外界不进行物质和能量交换，封闭系统与外界可以进行能量交换但不进行物质交换，开放系统则可以进行物质和能量的交换。
热是能量的一种传递方式，是由高温物体向低温物体传递的能量。
热的传递方式有导热、对流和辐射。
功是对系统做的物质微观粒子在宏观层面的效果，是由于力的作用而引起物体位移的过程中所做的功。
例如，当一个物体被推动时，根据物体受力和运动方向的关系，可以计算出所做的功。
状态函数是由系统的状态决定的宏观性质，不依赖于热力学过程的路径，只与初态和终态有关。
常见的状态函数有温度、压力、体积等。
2. 热力学定律热力学定律是热力学基础知识的核心内容，揭示了宏观物质之间相互作用的规律。
第一定律：能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律表达了能量的守恒关系，即系统的内能变化等于吸收的热量与做的功的差。
第二定律：热力学第二定律描述了自然界的能量传递过程中不可逆的方向。
它说明热量会自发地从高温物体传递到低温物体，而不会反向传递。
热力学第二定律还提出了热力学箭头的概念，即自然界中某些过程的方向是不可逆的。
第三定律：热力学第三定律说明在绝对零度（0K）下，熵（系统的无序程度）将趋于最低值。
此定律进一步阐述了热力学中的温标和熵的概念。
3. 热力学过程热力学过程描述了系统由一个状态转变为另一个状态的过程。
热力学基础知识点总结
热力学基础知识点总结
热力学是研究能量转化与传递规律的科学，主要包括以下基础知识点：
1. 系统与环境：热力学研究的对象是一个被称为系统的物体、组织或区域，而系统与其周围的一切被称为环境。
2. 状态量与过程量：状态量是描述系统状态的量，如温度、压力、体积等，它们只依赖于系统的初始和最终状态；而过程量是描述系统变化过程中的性质，如热量、功等。
3. 热平衡与温度：当两个物体处于热平衡时，它们之间不存在热量的净传递，此时它们的温度相等。
4. 热传递与热传导：热传递是指热量从高温物体流向低温物体的过程，可以通过热传导、辐射和对流等方式实现。
热传导是通过物质分子间的碰撞传递热量的过程。
5. 热容与比热容：热容是指物体吸收或释放单位温度变化所需的热量，而比热容是单位质量物质所需的热量。
6. 理想气体状态方程：理想气体状态方程描述了理想气体的压力、体积和温度之间的关系，常用的方程有理想气体状态方程
（PV=nRT）和绝热过程公式（PV^γ=常数）。
7. 熵与熵增：熵是描述系统无序度的物理量，熵增原理表明在孤立系统中，熵总是增加的。
8. 热力学第一定律：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表现，它表明能量可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量守恒。
9. 热力学第二定律：热力学第二定律是描述热量传递方向性的原理，它指出热量只能从高温物体传递到低温物体，不会自发地从低温物体传递到高温物体。
10. 吉布斯自由能：吉布斯自由能是描述系统在恒温、恒压条件下的可用能量，通过最小化吉布斯自由能可以预测系统的平衡态。
这些是热力学基础知识点的概述，它们在热力学的研究和应用中扮演着重要的角色。
热统期末知识点总结
热统期末知识点总结一、热力学基础知识1. 热力学系统：封闭系统、开放系统、孤立系统2. 热力学过程：等容过程、等压过程、等温过程、绝热过程3. 热力学第一定律：能量守恒定律4. 热力学第二定律：热力学不可逆定律5. 热力学第三定律：绝对零度不可达定律二、热力学状态方程1. 理想气体状态方程：PV=nRT2. 绝热方程：PV^γ=常数3. van der Waals方程：(P+a/V^2)(V-b)=RT三、热力学过程1. 等容过程：ΔU=Q，W=02. 等压过程：ΔU=Q-PΔV，W=PΔV3. 等温过程：Q=W，ΔU=04. 绝热过程：Q=0，ΔU=−W四、热力学循环1. 卡诺循环：由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩、绝热压缩四个过程组成的热力学循环2. 卡诺循环效率：η=1- T2/T13. 高效率循环：例如布雷顿循环、热力循环等五、熵和熵增原理1. 熵：系统的无序程度的度量2. 熵增原理：孤立系统的熵不会减少六、热力学定值1. 等温线：PV=常数2. 等容线：P/T=常数3. 等熵线：PV^(γ-1)=常数4. 绝热线：P*V^γ=常数七、不可逆循环1. 单级制冷机和热泵2. 制冷系数和制冷效率3. 制冷系统和热泵系统的效率八、传热1. 传热方式：导热、对流、辐射2. 热传导方程：Q=κAΔT/Δx3. 对流换热方程：Q=mcΔT4. 辐射换热：∈AσT^4九、热力学关系1. 准静态过程：在系统进行状态变化的过程中，系统每一瞬间的参数都可以近似看作平衡的过程2. 等压过程、等容过程、绝热过程的特点及实际应用3. 内能、焓、熵等热力学量的物理意义和计算公式十、热力学定律1. 卡诺定理：卡诺热机效率只与工作物质两个温度有关2. 克劳修斯不等式：任何两个热机无法达到或超过Carnot热机效率3. 热力学循环ΔS=0：卡诺循环4. 有用工作和抽取热5. 充分条件为ΔU=0十一、工程应用1. 蒸汽发动机2. 内燃机3. 空气压缩机总结：热态学是描述热力学性质以及热力学基本定律的一门学科，它研究热力学定态下物质的性质及其变化。
热力学基础知识
第六章 热力学基础
2. 定压摩尔热容
(d Q) P CP M dT M mol
3. 理想气体的 CV 以及 CP 与 CV 的关系
对于理想气体，其内能为
E M i RT M mol 2
所以
(d Q)V dE i CV R M M dT dT 2 M mol M mol
第六章 热力学基础
一. 热容
很多情况下，系统与外界之间的热传递会引起系统本身温 度变化。温度的变化与所传递的热量的关系用热容量来表示。 热容量：在一定的过程中，系统温度升高一度所吸收的热量 称为该物体在给定过程中的热容量。
c dQ dT
比热：
当系统的质量为单位质量时，其热容量称为比热， 用小写 c 表示，单位 Jkg-1k-1。 摩尔热容：当系统的质量为 1 摩尔时，其热容量称为摩尔热容， 用大写 C 表示，单位 Jmol-1k-1。
吸热：
多方过程的摩尔热容：
Cn
Q E A
(d Q) n d E P dV P dV CV M M M dT dT dT M mol M mol M mol
多方过程方程两边求导，可得
nP dV V dP 0
P dV V dP M R dT M mol
气态方程两边求导，可得
等压过程 等温过程 绝热过程 等体过程
(P1/nV = 常数)
第六章 热力学基础
例. P216 例题 6-2
解：从状态 1 绝热膨胀到状态 2，根据绝热过程方程，有
T1 V1 1 T2 V2 1
可得
V1 1 T2 T1 ( ) V2
绝热过程 Q=0，由热一定律
M M 5 V1 1 A E CV (T1 T2 ) RT1 (1 1 ) 941 J M mol M mol 2 V2
热力学
1、相、相律、相图、零变量反应类型、Gibbs自由能能、化学势、活度、活度系数、焓、熵等相图与热力学的基础知识。
相：体系的内在性质在物理上和化学上都是均匀的部分，不同相之间由界面隔开。
相平衡：平衡体系各相温度相等；平衡体系各相压强相等；平衡体系中各相组分的化学势相等。
相律： F=C-P+2 F:自由度数，C:组元数，P:相数相图表达在平衡条件下环境约束(如温度和压力)、组分、稳定相态及相组成之间关系的几何图形。
相区接触法则：1、单相区和单相区只能有一个点接触，而不应有一条边界线；2、相邻相区的相数相差为1（点接触除外）；3、一个三相反应的水平线和三个两相区相遇，共有6条边界线；4、如有两个三相反应中有两个共同的相，则此两个共同的相组成两个三相水平线之间的两相区；5、所有两相区的边界线不应延伸到单相区，而应伸向两相区。
零变量反应：垂直截面、等温截面、液相投影面。
ΔG=ΔH－TΔS （Kj/mol) 吉布斯自由能吉布斯自由能又叫吉布斯函数，（英Gibbs free energy,Gibbs energy or Gibbs function; also known as free enthalpy）是热力学中一个重要的参量，常用G表示，它的定义是：G =U -TS + pV = H- TS，其中U是系统的内能，T是温度，S是熵，p是压强，V是体积，H是焓。
吉布斯自由能的微分形式是：dG = - SdT + Vdp + μdN，其中μ是化学势，也就是说每个粒子的平均吉布斯自由能等于化学势。
化学势多组分均相系统中，在等温等压并保持系统中其他物质的量都不变的条件下，系统的吉布斯由能随某一组分的物质的量的变化率。
G叫做吉布斯自由能。
因为H、T、S均为状态函数，所以G为状态函数ΔG叫做吉布斯自由能变吉布斯自由能的变化可作为恒温、恒压过程自发与平衡的判据。
吉布斯自由能改变量。
表明状态函数G是体系所具有的在等温等压下做非体积功的能力。
热力学循环知识点总结
热力学循环知识点总结热力学循环是研究能量转化和能量转移的重要领域，广泛应用于能源工程和热能设备的设计与优化。
本文将对热力学循环中的关键概念和基本原理进行总结，以便读者更好地理解和应用于实际问题。
一、热力学基础知识热力学是研究物质内在能量和宏观现象之间相互作用关系的学科。
下面介绍一些与热力学循环相关的基本概念：1. 系统和环境：热力学研究对象被称为系统，系统以外的一切被称为环境。
热力学循环通常将工质作为系统来研究。
2. 状态和过程：系统的一切属性在某一时刻的取值称为系统的状态，而状态之间的变化称为过程。
3. 热力学性质：包括温度、压力、体积、能量等。
4. 热力学第一定律：能量守恒定律，能量不能被创造或毁灭，只能由一种形式转化为另一种形式或从一个系统传输到另一个系统。
5. 热力学第二定律：热量不能自发地从低温物体传递到高温物体，这是自然界中的普遍现象。
二、热力学循环的基本概念与分类热力学循环是一系列热力学过程组成的闭合路径，旨在实现能量的转换或转移。
常见的热力学循环有卡诺循环、布雷顿循环、朗肯循环等。
以下是对一些常见热力学循环的简要介绍：1. 卡诺循环：卡诺循环是一个理想的热力学循环，由四个过程组成：绝热膨胀、等温膨胀、绝热压缩、等温压缩。
它是热机的理论极限，对于给定的高温热源和低温热源，效率达到最高。
2. 布雷顿循环：布雷顿循环是蒸汽动力机的基本循环，也是现代热电站的基本循环。
它包括四个过程：等压加热、绝热膨胀、等压冷却、绝热压缩。
3. 朗肯循环：朗肯循环是内燃机常用的循环方式，包括四个过程：等容加热、绝热膨胀、等容冷却、绝热压缩。
三、常见热力学循环的分析方法与参数为了对热力学循环进行性能评估和优化设计，需要引入一些重要的分析方法和参数：1. 热效率：热效率是指热机在一次循环中输出功的比例，通常用来评估热机性能的好坏。
热效率等于净功输出与输入热量之比。
2. 工作物质：热力学循环所使用的物质被称为工作物质，常见的工作物质有水、空气、制冷剂等，在不同循环中选择不同的工作物质可以达到不同的目标。
热力学基础知识
二、压力 垂直作用在单位面积上的力称为压力，以符号P表示，这就 是物理学上所称的压强.按分子运动论的观点，压力是气体的 大量分子向容器壁面撞击所产生的平均结果。若气体作用在 器壁面积A上的垂直作用力为F，那么该壁上的压力为: P＝F/A 压力通常用各种压力计来测定。这些压力计的测量原理部是 建立在力的平衡的基础上。由于压力计本身处于大气压力Pb 作用下，因此压力计上测得的压力是工质的真实压力和大气 压力Pb的差值，是一个相对压力，称为表压力或工作压力， 用符号Pg表示，而工质的实际压力称绝对压力，用P表示。 P, Pg 和Pb之间的关系是： P＝Pb+Pg
热力学基础识
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第一节
热力学定律
一、热力学第零定律 定义：与第三个系统处于热平衡的两个系统，彼此也处于 热平衡。 热力学第零定律是进行体系测量的基本依据。1）、 可以通过使两个体系相接触，并观察这两个体系的性质是 否发生变化而判断这两个体系是否已经达到平衡。2）、 当外界条件不发生变化时，已经达成热平衡状态的体系， 其内部的温度是均匀分布的，并具有确定不变的温度值。 3）、一切互为平衡的体系具有相同的温度，所以，一个 体系的温度可以通过另一个与之平衡的体系的温度来表达； 或者也可以通过第三个体系的温度来表达。
t，c
w0 q2 T2 1 1 q1 q1 T1
即：
q2 q1 T2 T1
对于任意的可逆循环， 如图所示循环1A2B1。假 如用一组可逆绝热线将它分 割成无数个微元循环，当绝 热线间隔极小时，例如绝热 线ad与 bc 间隔极小，ab 段温度差极小，接近于定温 过程，同理cd段也是定温 过程，那么微元循环abcda。 就是由两个可逆绝热过程与 两个可逆定温过程组成的微 小卡诺循环。
热力学基础知识点整理
热力学基础知识点整理热力学是研究物质能量转化和能量传递规律的学科。
下面是一些热力学的基础知识点整理：系统与环境- 系统：研究对象，可以是一个物质样品、一个装置或一个自然界范围内的区域。
- 环境：系统和外部相互作用的部分，包括系统周围的物质和能量。
状态函数与过程函数- 状态函数：与系统当前状态有关的函数，如温度、压力、体积、质量等。
状态函数的值只取决于系统的初始和最终状态，与过程的路径无关。
- 过程函数：与系统的变化过程有关的函数，如功、热量等。
过程函数的值取决于系统的初始和最终状态，以及过程的路径。
热平衡与热平衡态- 热平衡：指系统与环境之间没有温度差，达到了热平衡状态，热量不再流动。
- 热平衡态：系统内部各部分之间达到了均衡状态，没有宏观可观测的变化。
热力学第一定律- 热力学第一定律：能量守恒定律，能量既不能被创造也不能被毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式或从一个物体传递到另一个物体。
- 系统对环境的能量转化：$\Delta U = Q - W$，系统内能的变化等于系统所吸收的热量减去所做的功。
热力学第二定律- 热力学第二定律：自然界中存在一种被称为熵的物理量，熵在孤立系统中永远增加或保持不变，不会减少。
- 等温过程：系统与外界保持恒温条件，熵不变。
- 绝热过程：系统与外界没有热量交换，熵增加。
等温过程与绝热过程- 等温过程：系统与外界保持恒温条件，内能改变，但温度保持不变。
- 绝热过程：系统与外界没有热量交换，内能改变，且温度也会改变。
这些是热力学基础知识的一部分，希望对您有所帮助。
热学基础知识资料
V2
举例：几种特殊热力学过程的功的计算
p
1
A
V2
V1
pdV
2
等容过程：
A等容 = 0
等压过程： A等压 = p(V2-V1)
0
3
V
理想气体等温过程：
A等温 pdV V
1
V3
V3
RT
V1
V3 dV RT ln V1 V
pV RT
四. 热量
系统和外界温度不同，就会传热，或称能量交换， 热量传递 也可以改变系统的状态。 传热过程中所传递的能量的多少叫热量，以Q(或 Q )表示， 热量传递的方向用Q的符号表示。 > 0 表示系统从外界吸热； < 0 表示系统向外界放热。
n个方程相加得：
( p1 p2 pn )V (v1 v2 vn ) RT
道尔顿分压定理
n n
令
p pi v vi
1 1
pV vRT
形式不变
§6.3 热力学第一定律
一. 准静态过程 一个热力学系统处于平衡态(即静态)，可用状态参 量P、T、V来定量地加以描述。 当系统的状态随时间变化时，我们就说系统在经历一 个热力学过程，简称过程。 u 例：推进活塞压缩汽缸内的气体时， 气体的体积、密度、温度、压强都 将变化，在过程中的任意时刻，气 体各部分的密度、压强、温度都不 完全相同。因而，原则上讲，任意时刻，系统作为一个整体， 无法用统一的状态参量来描述其状态. 一个过程，如果任意时刻的中间态都无限接近于一个 平衡态，则此过程为准静态过程。显然，这种过程只 有在进行的 “ 无限缓慢 ” 的条件下才可能实现。
§6.1 热学基础知识概述 热学：包括热力学（宏观）和统计物理（微观） 一. 热现象
物态变化和热力学的基础知识及应用
物态变化和热力学的基础知识及应用一、物态变化1.定义：物态变化是指物质在一定条件下，从一种物态转变为另一种物态的过程。
2.分类：物态变化分为固态、液态、气态和等离子态四大类。
3.主要物态变化过程：（1）熔化：固体→液体（2）凝固：液体→固体（3）汽化：液体→气体（4）液化：气体→液体（5）升华：固体→气体（6）凝华：气体→固体二、热力学基础知识1.定义：热力学是研究物体在热现象方面的本质规律和能量转换、传递问题的科学。
2.基本定律：（1）热力学第一定律：能量守恒定律，即系统内能的改变等于外界对系统做的功和系统吸收的热量的和。
（2）热力学第二定律：熵增定律，即孤立系统的总熵不会自发减少，热力学过程具有方向性。
3.温度、热量和能量：（1）温度：表示物体冷热程度的物理量，单位为摄氏度（℃）。
（2）热量：物体在热传递过程中传递的内能，单位为焦耳（J）。
（3）能量：物体具有的能做功的本领，包括动能、势能、内能等。
三、物态变化和热力学应用1.生活中的应用：（1）冬季取暖：利用热传递原理，将热量从高温区域传递到低温区域，使室内温度升高。
（2）空调制冷：利用制冷剂的物态变化过程，吸收室内热量，使室内温度降低。
（3）烹饪：利用热量使食物中的分子运动加剧，从而改变食物的物态和口感。
2.科技领域的应用：（1）热机：如内燃机、蒸汽机等，利用热能转化为机械能的原理，驱动各种设备工作。
（2）太阳能电池：利用光能转化为电能的原理，将太阳能转化为可利用的电能。
（3）热能存储：利用相变材料等，将热能存储起来，以便在需要时释放。
3.环境和经济影响：（1）全球气候变化：地球大气层中的温室气体导致地球温度升高，引发极端气候现象。
（2）能源消耗：物态变化和热力学应用过程中的能量转化和传递，消耗大量能源，对环境产生影响。
（3）节能减排：通过提高热效率、利用可再生能源等手段，降低能源消耗，减轻环境污染。
综上所述，物态变化和热力学基础知识及应用涵盖了生活中的方方面面，对中学生来说，了解这些知识有助于提高科学素养，为未来的学习和生活奠定基础。
热力学基础知识
热力学基础知识热力学是物理学的一个分支，研究热现象和热能转化的规律。
在我们生活中，也可以看到许多与热力学有关的现象，比如汽车引擎的工作、空调的制冷、发热体的加热等等。
在接下来的文章中，我们将深入了解一些热力学的基本概念和原理。
一、热力学的基本概念1. 温度和热量温度是描述物体热度的物理量，单位是摄氏度（℃）、开尔文（K）、华氏度（℉）等。
热量是指热能的转移量，单位是焦耳（J）、卡路里（cal）等。
两者的联系可以用下面的公式表示：Q=m×c×ΔT其中，Q表示热量，m表示物体质量，c表示物体的热容量，ΔT表示物体温度变化量。
此外，还有一个重要的物理量叫做热力学摩尔容量，指的是单位量物质在温度变化1K时所吸收的热量，单位是焦/摩尔-开尔文（J/mol-K）。
2. 热力学第一定律热力学第一定律也叫做能量守恒定律，指的是能量不能被创造或毁灭，只能从一种形式转化为另一种形式，并且总能量守恒。
从热观点来看，热量也是一种能量，因此热能也具有守恒性质。
3. 热力学第二定律热力学第二定律是一个非常重要的定律，它规定了热能转化的方向性，即热量只能从高温物体流向低温物体，不可能反向。
这个定律也成为热力学的增熵定律，指的是一个孤立系统的熵（混乱度）只可能增加，而不可能减小。
二、热力学的应用1. 热力学循环热力学循环是指通过对气体或液体的加热或冷却来产生机械功或者热量，再将剩余的热量排放到外界，从而实现能量转化的过程。
熟悉汽车工作原理的人应该都知道，汽车引擎就是一种热力学循环系统，通过燃烧汽油来加热气体，从而产生机械功驱动车轮，同时排放废气。
2. 热力学平衡当物体的温度相同时，此时物体达到了热力学平衡，它们之间的热量不再交换。
但是，这并不意味着温度相同的两个物体一定热力学平衡。
比如，在室内放着一瓶冰水和一只热汤的碗，虽然它们的温度都是20℃，但是它们内部的热量分布不同，因此不能说它们处于热力学平衡状态。
热力学基础知识
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热力学知识 沸腾、沸点
2020/4/2
沸腾：一定压力下,液体被加热到某一温度时, 其内部汽泡上升到液体表面且冲出液 面而产生大量蒸汽，液体表面产生强 烈的汽化现象。
沸腾是蒸发现象的剧烈表现。
沸点：一定压力下，液体沸腾时的温度。
液体沸点与压力密切相关。
例如：1个大气压条件下，水的沸点为100℃， 而6.5mmHg压力时，仅为5℃。
在实际工程应用中，人们通常习惯于把压强称 为压力。
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热力学知识
大气压力
2020/4/2
指环绕地球的空气层在地球单位表面 积上形成的压力。
大气压力不仅与海拔高度有关，还随 季节、气候的变化稍有差别。
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热力学知识
标准大气压力
2020/4/2
指纬度45°的海平面上大气的常年平均压 力，其值为760mmHg。
表压力
绝对 压力
ห้องสมุดไป่ตู้
大气 压力
0 Pa
10/52
热力学知识
温度
2020/4/2
度量物体冷热程度的物理量。
温度是物体分子运动的结果，温度的高低用温标 表示。
常用的温标有摄氏温标(℃)和华氏温标(℉)。
在标准大气压下，以水的结冰温度作为 0℃，沸 腾温度作为100℃，中间分成100等分，每一等分 为一摄氏度。
2020/4/2
n 热的辐射： 热辐射依靠物体表面发射可见和不可见的射线（电磁波） 传递能量。
n 热辐射不依靠物质的接触而进行热量传递。 n 热辐射过程伴随着能量形式的两次转化，即发射物体的部
分内能转化为电磁波能发射出去，接受物体表面吸收时， 电磁波能又转化为内能。 n 一切物体只要其温度T＞0 K，都会不断地发射热射线。 n 即使各个物体的温度相同，辐射换热仍然在不断进行，只 是每一物体辐射出去的能量，等于吸收的能量，处于动平 衡状态，辐射换热量等于零。
热力学基础
汽液平衡，饱和压力、饱和温度
2、定压加热汽化过程
五种状态；
干度；
(1)
(2)
(3)
(4)
(5)
● 饱和状态 (Saturated state) 当汽化速度 = 液化速度时，宏观上气、液两相保持 一定的相对数量，系统处于动态平衡—饱和状态。
◇ 饱和温度，ts (Ts) —饱和状态的温度
◇ 饱和压力，ps— 饱和状态的压力
t=ts
t>ts
干度（dryness）
定义：湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，用x表示。
干度x＝
湿蒸汽中含干蒸汽的质量 湿蒸汽的总质量
x m汽 m汽 m液
饱和水
x＝0
湿饱和蒸汽 0<x<1
干饱和蒸汽 x＝1
● 湿度 y=1–x 表示湿蒸汽中饱和水的含量。
第五节 水蒸气
• 预热阶段：未饱和水区
• 气化阶段：饱和水区（湿蒸汽区）
• 准平衡过程 特点：自动恢复；实线示图；
• 可逆过程 特点：准平衡过程+ 无能量耗散； 实际过程均为不可逆过程；
★ 可逆过程熵的变化： 系统吸热 q 0, ds 0 熵增； 系统放热 q 0, ds 0 熵减； 绝热过程 q 0, ds 0 熵不变。
(可逆绝热过程）
可逆绝热过程又称等熵过程。
（表明与实际气体的区别）
（2) 状态方程式：
pv= RgT 2、理想气体的比热
定义：单位物量的工质，温度升高或降低一度所吸收 的热量。
c = (δq/dT)
注意：三种不同单位。
第三节 理想气体
3、定容比热、定压比热：
cv= (∂u/∂T)v = du/dT (理想气体)
热力学基础知识点总结
热力学基础知识点总结热力学是研究热现象中能量转化规律的科学，它为我们理解和分析许多自然现象和工程过程提供了重要的理论基础。
以下是对热力学基础知识点的总结。
一、热力学系统与状态热力学系统是我们研究的对象，可以是一个封闭的容器中的气体，也可以是整个地球的大气。
根据系统与外界的物质和能量交换情况，可分为孤立系统、封闭系统和开放系统。
系统的状态由一些宏观物理量来描述，比如压强、温度、体积等，这些被称为状态参量。
状态参量的数值确定，系统的状态就确定了。
二、热力学第一定律热力学第一定律其实就是能量守恒定律在热力学中的表现形式。
它指出，一个热力学系统从外界吸收的热量，等于系统内能的增加与系统对外做功之和。
数学表达式为：＄Q ＝＼Delta U ＋ W$ ，其中＄Q$ 表示系统从外界吸收的热量，＄＼Delta U$ 表示系统内能的增量，＄W$ 表示系统对外界所做的功。
如果系统从外界吸热，＄Q$ 为正值；系统向外界放热，＄Q$ 为负值。
系统对外做功，＄W$ 为正值；外界对系统做功，＄W$ 为负值。
例如，在一个热机的工作循环中，燃料燃烧产生的热量一部分转化为机械能对外做功，另一部分用来增加系统的内能。
三、热力学第二定律热力学第二定律有多种表述方式，常见的有克劳修斯表述和开尔文表述。
克劳修斯表述：热量不能自发地从低温物体传向高温物体。
开尔文表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用功而不产生其他影响。
热力学第二定律揭示了热现象的方向性，也就是说，在自然条件下，热传递和热功转换过程都是不可逆的。
比如，冰箱能够将内部的热量传递到外部，但这需要消耗电能，并且这个过程不是自发进行的。
四、热力学温标热力学温标是一种与测温物质的性质无关的温标，单位是开尔文（K）。
热力学温度与摄氏温度的关系为：＄T ＝ t ＋ 27315$ ，其中＄T$ 是热力学温度，＄t$ 是摄氏温度。
绝对零度（0 K）是理论上能达到的最低温度，但实际上无法达到。
热力学基础知识点总结
热力学基础知识点总结热力学是研究能量转化和传递的物理学分支，它研究了热量、温度和能量之间的关系。
在热力学中，有一些基础知识点是我们必须要了解的。
本文将对热力学的一些基础知识点进行总结和介绍。
一、热力学系统和热力学过程热力学系统是指我们要研究的对象，可以是一个物体、一组物体或者一个系统。
热力学过程是系统从一个状态到另一个状态的变化过程，可以是恒温过程、绝热过程等。
在热力学中，我们通常通过观察系统的性质变化来研究热力学过程。
二、热力学函数热力学函数是描述热力学系统性质的函数，常见的热力学函数有内能、焓、自由能和吉布斯自由能等。
内能是系统热力学性质的基本函数，它是系统的微观状态和能量之间的函数关系。
焓是在恒压条件下的热力学函数，它对应于系统对外做功的能力。
自由能是系统的可用能量，它对应于系统在恒温恒容条件下对外做功的能力。
吉布斯自由能是系统在恒温恒压条件下的可用能量，它对应于系统在外界条件不变的情况下能够发生的最大非体积功。
三、热力学定律热力学定律是热力学研究的基本规律，包括零th定律、第一定律、第二定律和第三定律。
零th定律指出当两个物体与第三个物体处于热平衡时，它们之间也处于热平衡。
第一定律是能量守恒定律，它指出能量可以转化形式，但不能被创造或破坏。
第二定律是热力学不可逆性定律，它指出任何一个孤立系统的熵都不会减少，即系统总是趋于混乱。
第三定律是关于绝对零度的定律，它指出在0K时，系统的熵为零。
四、热力学平衡和热力学态热力学平衡是指系统内各部分之间不存在宏观差异，不再发生宏观的变化。
热力学态是指系统所处的状态，它可以通过温度、压力等宏观性质来描述。
在热力学中，我们通常通过热力学函数的变化来研究系统的平衡和态的变化。
五、热力学的应用热力学是一门广泛应用于工程和科学领域的学科，它在能源转换、化学反应、材料科学等方面有着重要的应用。
热力学的应用可以帮助我们理解和优化能量转化和传递的过程，提高能源利用效率。
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一、工质和热力系统
1、工质 定义： 可实现热能和机械能相互转换的媒介物 性质： 可压缩、易膨胀、流动性 工程应用： 一般工质都是气（汽）态物质
4
一、工质和热力系统
2、热力系统、边界与外界 系统：同类事物按一定关系组成的整体。 定义：研究范围内工质的总和。
（用边界分离出来的研究对象） 范围：具体制定的界限。
闭口系统 3、取A、B两侧全部气体加电阻丝是什么系统？
开口系统 4、图中虚线内部是什么系统？
孤立系统
15
二、热力状态及状态参数
1、热力状态
热力状态：热力系统在任一瞬间所呈现的宏观物理状 况，简称状态。
平衡状态：系统不受外界影响的情况下宏观性质不随 时间而变化的状态。 特性：系统内工质均匀一致状态相同，可以用确定的 数值—状态参数来表示。
29
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ⑤焓H 定义式：H=U+pV，热力学能和流动功之和，单位：(J)。 热力学研究对象：ΔH 比焓：1kg工质的焓，符号h，单位：(J/kg).
30
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数
⑥熵S 热力学第二定律中定义的状态参数，单位：(J/K)， 体现了可逆过程传热量的大小和方向。
1MPa=103kPa=106Pa=10bar 标准大气压 1atm=0.101325MPa
22
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ② 压强（压力） P
U形管测压计
23
弹簧管压力表
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ② 压强（压力） P
24
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ② 压强（压力） P
17
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数
①温度 T •压力 P •比体积 v
基本状态参数 仪表直接测量
•热力学能 U •焓 H •熵 S
导出状态参数
18
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数
① 温度 T
定义：标志物体冷热程度的物理量。 其数值成为温标。
摄氏温度 摄氏温标 t 单位 ℃ 热力学（开尔文或绝对）温度 热力学温标 T 单位 K （热力学温标，1954年由国际计量大会确定：定义纯
本章主要知识点
1
第一章 热力学基础知识 第一节内容
• 工质和热力系统
一
• 热力状态及状态参数
二
2020年4月19日星期日
2
教学目标
知识目标：
掌握热力系统概念及分类。 掌握热力系统六个常用状态参数的概念及应用。 了解状态方图程及状态参数坐标图。
能力目标：
清楚掌握热力系统基本概念，为后续学习打好基础。
比熵 s：1kg工质的熵； 单位：J/(kg·K)。
热力学研究对象：ΔS
Q dS = T
dS-微元变化量， Q -工质与外界交换的热量
31
二、热力状态及状态参数
3、状态方程式 定义：表示三个基本状态参数之间关系的函数关系式
F(p,v,T)=0 或
T=f(p,v), p=f(v,T), v=f(p,T)
T-s图 (也称示热图)
图中每一点代表工质 的任一平衡状态
34
小结
工质和热力系统
工质及其性质 热力系统及类型
热力状态及状态参数
平衡状态 6个参数 状态方程及坐标图
35
符号：v ； 单位：(m3/kg)
V v= m
密度ρ与比体积的关系？
28
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数
④ 热力学能 U
定义： 组成物质的分子的内动能和内位能之和，简称热能。
（取决于温度）（取决于比体积）
由工质的温度和比体积决定的参数
符号：U ； 单位：J。 热力学研究对象：ΔU
比热能：1kg工质的热力学能。符号 ：u；单位：(J/kg)
12
一、工质和热力系统
说明：
绝热系和孤立系是两种理想模型，自然界中不存在；
孤立系一定是绝热系，但绝热系不一定是孤立系！
实际意义：
绝热系：在某段时间内系统与外界的传热量很少，对 于系统的能量传递和能量转换所起的作用可以忽略。
（汽轮机 压缩机） 可以近似为孤立系的模型：由坚固的不导热壁包裹的 气体或者液体。
26
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数
例题：
已知某船通风机排出管上U形管压力计测得值为 0.025bar，大气压力为1bar，求排出管中空气的绝对压 力为多少Pa？
P =Pb+Pe =1+0.025=1.025bar =0.1025MPa
27
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ③ 比体积 v 定义：单位质量的物质所占有的体积。
分类：高温热源 低温热源 功源：与系统只发生功的相互作用的外界。
7
一、工质和热力系统
案例1
边界
工质
8
一、工质和热力系统
案例2
9
一、工质和热力系统
案例3
10
一、工质和热力系统
总结：
热机：能够将热能转变为机械能的设备。
热能
工质
机械能
制冷机：将机械能转换为热能用以降温的设备。
机械能
工质
热能
共同特点：热源 冷源；工质；体积变化功；循环
11
一、工质和热力系统
3、热力系统类型：
①闭口系：系统与外界只有能量交换而无物质交换。热 能与机械能的转换通过工质的体积变化实现。
控制质量 ②开口系：系统与外界既有物质交换又有能量交换。
控制容积 ③绝热系：无论是开口系还是闭口系，只要没有热量越 过边界（系统与外界无热量交换），就是绝热系。
④孤立系：系统与外界既无能量交换又无物质交换。 是热力学研究的抽象概念，自然界中不存在；孤立系一 定是绝热系，但绝热系不一定是孤立系！
20
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ② 压强（压力） P 定义：单位面积上所受到的垂直作用力，工程上习惯
称为压力 。
P F A
21
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ② 压强（压力） P 单位 “帕” 单位符号“Pa” 1Pa=1(N/m2) 工程常用单位千帕(kPa)、兆帕(Mpa)、巴(bar)
5
一、工质和热力系统
2、热力系统、边界与外界 外界：系统以外与系统相互作用的周围物体。 界面（边界）：热力系统与外界的分界面。 界面性质：可以是真实存在的，也可以是遐 想的，可以固定也可以移动。 系统与外界的相互作用都通过边界进行。
6
一、工质和热力系统
3、热源和功源 热源：与系统只发生热的相互作用的外界。
具体形式取决于工质
32
二、热力状态及状态参数
4、状态参数坐标图
工程常见的气态物质热力系统都是简单可压缩系统， 其任一平衡状态可以用任一两个独立的状态参数确定 。
P-v图 (也称压容图、示功图)
图中每一点代表工质 的任一平衡状态
33
二、热力状态及状态参数
4、状态参数坐标图
工程常见的气态物质热力系统都是简单可压缩系统， 其任一平衡状态可以用任一两个独立的状态参数确定 。
温度相同 压力相同
热平衡 力平衡
热力平衡
16
二、热力状态及状态参数
1、热力状态 非平衡状态：系统各部分之间时刻存在着能量的传递 和相对位移，其状态随时间不断变化。 非平衡状态如果没有外界影响将逐步过渡到平衡状态 。 工程热力学提到的系统通常指平衡状态的系统； 热力系统处于平衡状态时才能用确切的参数描述。
13
一、工质和热力系统
例题1： 绝热活塞把一个刚性绝热容器分成A和B两部分，分别 有某种气体，B侧有电加热丝，活塞可以自由移动，但 是气体不能相互渗透，合上电闸，B侧气体缓缓膨胀。
14
一、工质和热力系统Fra bibliotek问： 1、取A侧气体为系统，是什么系统？
闭口、绝热系统 2、取A、B两侧全部气体为系统是什么系统？
水的三相点热力学温度0.01 ℃为273.16K， T = t + 273.15
19
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ① 温度 T 热力学温标，1954年由国际计量大会确定： 定义纯水的三相点热力学温度0.01 ℃为273.16K， 每一K为纯水三相点值的1/273.16。 温度差1 ℃与1K完全相等
Pb-当地大气压力 Pe-表压力
Pe P
Pv-真空压力
Pb
P-绝对压力
25
大气压力 Pv
P
二、热力状态及状态参数
2、常用状态参数 ② 压强（压力） P 系统的真实压力称绝对压力，绝对压力P是工质的 状态参数。 当P>Pb时，表压力Pe： Pe =P-Pb 当P<Pb时，真空度Pv： Pv =Pb-P