西科大热工基础
热工基础-1-绪论
1824 年 , 法 国 陆 军 工 程 师 Nicholas Léonard Sadi Carnot 发表了 “ 关于火的动力研究” 的 论文。 他通过对自己构想的理想热机 的分析得出结论:热机必须在两个 热源之间工作,理想热机的效率只 Carnot 取决与两个热源的温度,工作在两 个一定热源之间的所有热机,其效 (1796 - 1832) 率都超不过可逆热机,热机在理想 状态下也不可能达到百分之百。这 就是卡诺定理。
卡诺的论文发表后,没有马上引起人们
的注意。过了十年,法国工程师Benôlt Paul
Emile Clapeyron (1799 - 1864)把卡诺循环 以解析图的形式表示出来,并用卡诺原理研 究了汽液平衡,导出了克拉佩隆方程。
1842 年 , 德 国 医 生 Julius Robert Mayer (1814 - 1878) 主要受病人 血液颜色在热带和欧洲的差 异及海水温度与暴风雨的启 发,提出了热与机械运动之 间相互转化的思想。
热力学基本定律反映了自然界的客观 规律,以这些定律为基础进行演绎、逻辑推 理而得到的热力学关系与结论,显然具有高 度的普遍性、可靠性与实用性,可以应用于 机械工程、化学、化工等各个领域,由此形 成了化学热力学、工程热力学、化工热力 学等重要的分支。化学热力学主要讨论热 化学、相平衡和化学平衡理论。工程热力 学主要研究热能动力装置中工作介质的基 本热力学性质、各种装置的工作过程以及 提高能量转化效率的途径。化工热力学是 以化学热力学和工程热力学为基础,结合 化工实际过程逐步形成的学科。
主讲教师:袁 越 锦 yuanyj@
绪 论
1-1 为什么要学习热工基础? 1-2 能)
1-4 发展简史
1-1 为什么要学习热工基础?
大学本科机械类“热工基础”课程教学改革探讨
大学本科机械类“热工基础”课程教学改革探讨“热工基础”是机械类本科专业的一门重要课程,主要涉及到热力学,热传递和热工实验等内容。
随着社会的发展,机械类本科教育的要求也越来越高,因此需要对“热工基础”课程进行教学改革。
本文将从课程目标、教学内容、教学方法、实践环节等方面进行探讨。
一、课程目标“热工基础”课程的目标是培养学生热力学宏观思维和热传递计算能力,让学生掌握基本的热力学和热传递理论及计算方法,并能够运用它们进行工程实践。
二、教学内容针对目标,可以将“热工基础”课程的内容划分为以下四个方面:1、热力学基础知识。
热力学是研究热、功、能量等相互转换关系的科学,因此“热工基础”课程需要涉及到热力学基础知识,如状态方程、热力学第一定律和第二定律等。
2、热传递基础知识。
热传递是制冷空调等领域中的重要基础,因此“热工基础”课程需要讲解传热基础知识,如传热模式、传热方程等。
3、计算方法和工程实践。
除了理解热力学和传热基础知识外,“热工基础”课程还需要让学生掌握相应的计算方法,并通过实验和工程实践来掌握应用能力。
4、现代热工技术。
现代热工技术如计算流体力学、计算热力学等也是“热工基础”课程需要关注的内容。
三、教学方法1、理论教学+案例分析。
通过系统化的理论教学,讲解热力学和传热基础知识,并以工程实际案例进行分析,让学生更加深入地理解知识。
2、让学生参与试验和实践。
将理论知识与实际操作相结合,提高学生的操作和分析能力,加深学生对知识的理解和掌握。
3、采用网络技术。
借助网络技术,举办互动答题、模拟实验等辅助教学活动,提高学生学习效果。
四、实践环节“热工基础”课程的实践环节也需要加强,以便让学生更好地掌握相关知识。
1、实验教学。
学生在实验室操作,以巩固热力学、传热基础知识以及实验技能。
2、工程实践。
将理论知识应用到实际工程问题中,让学生在实践中灵活掌握和运用知识。
总之,“热工基础”课程的教学改革是一个长期和复杂的过程,需要学校和教师共同努力,让学生在这门课程中获得全方位的知识和技能,为将来的工作打下坚实的基础。
西南科技大学热工基础及流体力学期末考试复习
西南科技大学热工基础及流体力学期末考试复习Modified by JACK on the afternoon of December 26, 2020热工基础及流体力学第一章气体的热力性质(名词解释)1.2.工质:实现能量传递与转换的媒介物质。
3.4.热力学系统:热力学研究时,根据研究问题的需要人为选取一定的工质或空间作为研究对象,称为热力系统,简称热力系或系统。
5.6.热力系分类:①封闭热力系(与外界有能量传递,无物质交换的系统。
系统的质量恒定不变)②开口热力系:(与外界有能量、物质交换的系统,系统的质量可变)③绝热热力系(与外界没有热量交换的系统)④孤立热力系:(与外界既无能量(功、热量)交换又无物质交换的系统)7.8.热力状态:工质在某一瞬间所呈现的全部宏观物理特性,称为热力学状态,简称状态。
9.10.状态参数:描述工质热力状态的宏观的物理量叫做热力学状态参数,简称状态参数。
基本状态参数:温度(T)、压力(p)、比体积(v)导出状态参数:热力学能(U)、焓(H)、熵(S)11.12.理想气体:是指状态变化完全遵循波义耳-体模型,气体分子是一些弹性的、不占体积的质点,分子之间没有相互作用力。
13.14.热力学能:指组成物质的微观粒子本身所具有的能量, 即所谓的热能。
包括了:①内动能:分子热运动的动能。
②内位能: 分子之间由于相互作用力而具有的位能。
第二章热力学基本定律(填空+计算(卡洛循环)+名词解释)1.2.准平衡过程:过程中热力系所经历的每一个状态都无限地接近平衡状态的热力过程称为准平衡过程,或准静态过程。
3.4.可逆过程:如果热力系完成某一热力过程后, 再沿原来路径逆向进行时 , 能使热力系和外界都返回原来状态而不留下任何变化,则这一过程称为可逆过程。
反之,则称为不可逆过程。
(可逆过程是一个理想过程,可逆过程的条件:可逆过程= 准平衡过程+无耗散效应)。
5.6.关系:准平衡过程概念只包括热力系内部的状态变化,而可逆过程则是分析热力系与外界所产生的总效果。
“热工基础”课程教学大纲
“热工基础”课程教学大纲课程编号:学时:48 (理论学时:44 实验学时:4 课外学时:58)学分:2.5适用对象:机械工程与自动化、材料科学与工程、航空航天和工程力学等专业本科生先修课程:高等数学,大学物理一、课程性质和目的(100字左右)性质:基础理论目的:通过本课程学习,使学生掌握包括热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律两方面的热工理论知识,获得有关热科学的基本分析计算训练和解决有关热工工程问题的基本能力。
同时还应为学生对热学科的建模和问题的处理奠定基础。
二、课程内容简介(200字左右)热工基础是研究热现象的一门技术基础课程,主要讲授热能与机械能相互转换基本理论和热量传递规律,以提高热能利用完善程度的一门技术基础课,是机械学科、材料学科、航空航天和建筑等学科相关专业的一门必修课程。
本课程为学生学习有关专业课程和将来解决热工领域的工程技术问题奠定坚实的基础。
三、教学基本要求1.掌握热能和机械能相互转换的基本规律(第一、第二定律),以解决工程实际中有关热能和机械能相互转换的能量分析计算和不可逆分析计算;2.掌握包括理想气体、蒸气和湿空气在内的常用工质的物性特点,能熟练应用常用工质的物性公式和图表进行物性计算;3.掌握不同工质热力过程和循环的基本分析方法,能对工质的热力过程和循环进行计算,具有解决实际工程中有关热能转换的能量分析和计算能力;4.掌握包括导热、对流换热、辐射换热三种热量传递方式的机理,进而掌握热量传递的基本规律和基本理论;5.能对较简单的工程传热问题进行分析和计算,具有解决较简单的传热问题,尤其解决是与力学分析有关的传热问题的能力。
四、教学内容及安排0绪论(能源概述)1、内容:能源和热能利用的基本知识:本学科研究对象,主要研究内容和方法。
2、要求:使学生掌握本学科的研究概况;了解能源和热能利用的概况,能源利用和社会、经济可持续发展的关系,节能的重大意义;正确认识、理解本课程与专业的关系。
《热工基础》第一章
1
第一章 基本概念
本章重点介绍工程热力学中常用的基本 概念,了解和掌握这些基本概念是学习工程 热力学的基础。
1-1 热机、工质、热源与热力系统
热机:
能将热能转换为机械能的机器。如蒸汽 机、蒸汽轮机、燃气轮机、内燃机和喷气发 动机等。
2
3
工质:
实现热能和机械能之间转换的媒介物质。
例如:在活塞式热力机械中,活塞运动的 速度一般在10m/s以内,但气体的内部压力 波的传播速度等于声速,通常每秒数百米, 活塞运动的速度很慢,这类情况就可按准平 衡过程处理。
38
不平衡过程 :过程中并非每一点都
非常接近于平衡状态
平衡状态1
平衡状态2
39
思考: 准平衡过程和不平衡过程哪个常见? • 准平衡过程:一般均可视作 • 不平衡过程:会特别说明
36
在系统内外的不平衡势(如压力差、温
度差等)较小、过程进行较慢、弛豫时间非
常短的情况下,可以将实际过程近似地看作
准平衡过程。
非平衡态→近平衡态 时间
在状态参数坐标图上,准平衡过程可以近 似地用连续的实线表示。
p
1
2
v 37
在系统内外的不平衡势(如压力差、温度 差)不是很大的情况下,弛豫时间非常短, 可以将实际过程近似地看做准平衡过程。
(3)可逆过程
如果系统完成了某 一过程之后可以沿原路 逆行回复到原来的状态, 并且不给外界留下任何 变化,这样的过程为可 逆过程。
实际过程都是不可逆过程,如传热、混合、 扩散、渗透、溶解、燃烧、电加热等 。
可逆过程是一个理想过程。可逆过程的
条件:准平衡过程+无耗散效应。
不可逆过程无法恢复到初始状态? 错!
《热工基础》课程教学大纲
《热工基础》课程教学大纲课程代码:020232041课程英文名称:Fundaments of Thermodynamics and Heat Transfer课程总学时:32 讲课:24 实验:8 上机:0适用专业:能源与动力工程;车辆工程大纲编写(修订)时间:2017.5一、大纲使用说明;(一)课程的地位及教学目标热工基础是车辆工程专业的一门专业基础选修课,主要讲述热能与机械能相互转换的基本理论、热能合理利用和热量传递规律,为学生学习后续专业课程和将来解决热工领域的工程技术问题奠定坚实的基础。
通过本课程的学习,使学生掌握热力学和传热学两方面的热工理论知识,获得有关热科学的基本计算和解决有关热工工程问题的基本能力。
通过对本课程的学习,学生应达到以下基本要求:1.正确理解热力系统、平衡和可逆等概念;2.掌握热力学的基本定律;3.掌握热力循环和热力过程的基本分析方法;4.掌握热量传递的三种基本方式的概念和基本定律;5.对典型的传热现象能进行分析和计算。
(二)知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识:掌握热力学系统、热力学平衡状态、可逆等基本理论知识;掌握热量传递的三种基本方式(导热、对流和辐射)的基本理论知识。
2.基本理论和方法:掌握热力学第一定律和第二定律的实质,建立能量守恒的概念;掌握导热、对流和热辐射换热的基本定律,并学会对传热过程进行解剖处理和分析计算的基本方法。
3.基本技能:通过对热力循环和热力过程的学习,能够把实际热工设备的工作过程进行相应的简化,并在此基础上应用热力学定律进行分析计算;能对强化传热和减少传热损失所采取的技术措施进行综合分析。
(三)实施说明1.教学方法:本课程教学方式为课堂教学,在教学中应采用课堂讨论、提问等各种教学手段和方法,调动学生的思维、激发学生的学习兴趣,使学生对这门课有深刻的认识。
讲课过程中要联系实际,注重培养学生的创新能力。
2.教学手段:在教学中采用电子教案并播放相应的教学视频,加深对教学内容的理解,确保在有限的学时内,直观全面、高质量地完成课程教学任务。
陕西科技大学科目期末考试复习陕西科技大学热工基础与应用期末考试重点及考试题
第一章小结重点再现1、平衡状态关于平衡状态的定义、实现条件、以及平衡与均匀、平衡与稳定的概念区别已在相应章节中进行了详细叙述。
平衡状态具有确定的状态参数,这是平衡状态的特点。
平衡状态概念的提出,使整个系统可用一组统一的、并具有确定数值的状态参数来描述其状态,使热力分析大为简化,这也是工程热力学只研究系统平衡状态的原因所在。
2、状态参数及其性质状态参数是定量描述工质状态的状态量。
其性质是状态参数的变化量只取决于给定的初、终状态,与变化过程的路径无关。
如果系统经历一系列状态变化又返回初态,其所有状态参数的变化量为零。
在学过第二章之后,可与过程量—功量和热量进行对比,进一步加深对状态量的理解。
3、准平衡过程准平衡过程将“平衡”与“过程”这一对矛盾统一了起来。
定义:由一系列连续的准平衡态组成的过程称为准平衡过程,又称准静态过程。
实现条件:(1)推动过程进行的势差(压差、温差)无限小;(2)驰豫时间短,即系统从不平衡到平衡的驰豫时间远小于过程进行所用的时间。
这样系统在任意时刻都无限接近于平衡态。
特点:系统内外势差足够小,过程进行得足够慢,而热力系恢复平衡的速度很快,所以工程上的大多数过程都可以作为准平衡过程进行分析。
建立准平衡过程概念的好处:(1) 可以用确定的状态参数描述过程;(2)可以在参数坐标图上用一条连续曲线表示过程。
4、可逆过程准平衡过程概念的提出只是为了描述系统的热力过程,但为了计算系统与外界交换的功量和热量,就必须引出可逆过程的概念。
定义:过程能沿原路径逆向进行,并且系统与外界同时返回原态而不留下任何变化。
实现条件:在满足准平衡过程条件下,还要求过程中无任何耗散效应(通过摩擦、电阻、磁阻等使功变为热的效应)建立可逆过程概念的好处:(1) 由于可逆过程系统内外的势差无限小,可以认为系统内部的压力、温度与外界近似相等,因此可以用系统内的参数代替复杂、未知的外界参数,从而简化问题,使实际过程的计算成为可能,即先把实际过程当作可逆过程进行分析计算,然后再用由实验得出的经验系数加以修正;(2)由于可逆过程是没有任何能量损失的理想过程,因此,它给出了热力设备和装置能量转换的理想极限,为实际过程的改善指明了方向。
热工基础A第四章(热力学第二定律)西南交大载运.
二、作功能力损失与熵产
作功能力损失是指由于过程的不可逆性所造成的最大 有用功(作功能力)减少的部分。
作功能力损失的计算: I= T0ΔSg
T0——环境温度。
三、能量贬值原理
表述:孤立系中发生的一切过程总是朝
着能质(作功能力)下降的方向进行 的,极限条件(可 逆)下保持不变 。
热力学定律的新描述:
热力学第一定律 火用 + 火无 = 恒量
对不可逆过程:克劳修斯积分式小于该过程的熵变。
对不可逆微元过程:
dS Q
T
或
ds q
T
。
结论:在不可逆过程中,熵的变化大于过程中工
质的吸热量除以热源温度所得的商。
熵方程定义:用dsg 表示δQ/T 与ds 之间的差值
ds = δQ/T + dsg = dsf + dsg
或
dS g
dS
q2 adcT ·ds(均取正值)
令 T1 ·s q1 ,T2 ·s q2
则
T1
abcT s
·ds
,
T2
adcT ·ds s
概括性卡诺循环
式中 T1 ——平均加热温度; T2 ——平均放热温度。
结论:
t 1
adcTds 1 T2
abcTds
T1
1)在两个变温热源间工作的可逆热机,
q T ·ds
q
du
pd
q dh dp
或
ds du pd
TБайду номын сангаас
ds dh dP
T
实用的计算式就是我们以前推出的三个公式。
热工基础课后答案超详细版(张学学)
第一章思考题1.平衡状态与稳定状态有何区别热力学中为什幺要引入平衡态的概念答:平衡状态是在不受外界影响的条件下,系统的状态参数不随时间而变化的状态。
而稳定状态则是不论有无外界影响,系统的状态参数不随时间而变化的状态。
可见平衡必稳定,而稳定未必平衡。
热力学中引入平衡态的概念,是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
2.表压力或真空度能否作为状态参数进行热力计算若工质的压力不变,问测量其压力的压力表或真空计的读数是否可能变化答:不能,因为表压力或真空度只是一个相对压力。
若工质的压力不变,测量其压力的压力表或真空计的读数可能变化,因为测量所处的环境压力可能发生变化。
3.当真空表指示数值愈大时,表明被测对象的实际压力愈大还是愈小答:真空表指示数值愈大时,表明被测对象的实际压力愈小。
4. 准平衡过程与可逆过程有何区别答:无耗散的准平衡过程才是可逆过程,所以可逆过程一定是准平衡过程,而准平衡过程不一定是可逆过程。
5. 不可逆过程是无法回复到初态的过程,这种说法是否正确答:不正确。
不可逆过程是指不论用任何曲折复杂的方法都不能在外界不遗留任何变化的情况下使系统回复到初态,并不是不能回复到初态。
6. 没有盛满水的热水瓶,其瓶塞有时被自动顶开,有时被自动吸紧,这是什幺原因答:水温较高时,水对热水瓶中的空气进行加热,空气压力升高,大于环境压力,瓶塞被自动顶开。
而水温较低时,热水瓶中的空气受冷,压力降低,小于环境压力,瓶塞被自动吸紧。
7. 用U形管压力表测定工质的压力时,压力表液柱直径的大小对读数有无影响答:严格说来,是有影响的,因为U型管越粗,就有越多的被测工质进入U型管中,这部分工质越多,它对读数的准确性影响越大。
习题1-1 解:kPa bar p b 100.61.00610133.37555==⨯⨯=-1. kPa p p p g b 6.137********.100=+=+=2. kPa bar p p p b g 4.149494.1006.15.2==-=-=3. kPa mmHg p p p v b 3315.755700755==-=-=4. kPa bar p p p b v 6.50506.05.0006.1==-==-1-2 图1-8表示常用的斜管式微压计的工作原理。
热工基础课程教学大纲
《热工基础》课程教学大纲英文名称:Basis of Heat Energy Engineering一、课程说明1.课程性质《热工基础》是机械类专业的主干技术基础课程,是机械设计制造及其自动化专业、农业机械化及其自动化专业的必修专业基础课。
2.课程的目的和任务:学习本课程可使学生认识到在能源危机日趋严重的情况下节能工作的重要性,了解并掌握有关能量转换和热量传递规律方面的知识,探索提高各种热工设备热效率的技术措施,使学生能在各自以后的工作岗位上有效地开展节能技术改造工作,这是培养复合型工程技术人才科学素质的一个不可缺少的环节。
3.适应专业:本大纲适用于机械设计制造及其自动化专业、农业机械化及其自动化专业。
4.学时与学分:总学时为40学时,2学分。
5.先修课程:学习本课程,首先应学好基础课程,如《大学物理》、《流体力学》、《高等数学》等课程,这样才能很好地理解和掌握本课程的内容。
另外,学好本课程,也可为学习后续的《汽车拖拉机》、《食品工程原理》、《农产品加工机械与设备》、《农产品干燥技术》等专业课程打好基础。
6.推荐教材或参考书目:(含教材名,主编,出版社,出版年份)傅秦生,何雅玲,赵小明编著《热工基础与应用》,机械工业出版社,2003主要参考书目:蒋汉文主编(同济大学),《热工学》,高等教育出版社(第二版),1999王补宣主编,《热工基础》,高等教育出版社,1998张壁光,乔启宇编,《热工学》,中国林业出版社,1997陶文铨,李永堂主编,《工程热力学》,武汉理工大学出版社,2001朱明善等,《工程热力学》,清华大学出版社,1998曾丹苓等,《工程热力学》,高等教育出版社,19877.主要教学方法与手段:本课程主要采取课堂讲授的方法,部分章节辅以多媒体教学,加强直观感受和对实际热工设备工作过程、工作原理的理解。
8.考核方式:(说明,成绩评定办法)实行结构分,采取平时考核与考试相结合的方式,平时考核包括上课考勤、作业、实验等,占30%,考试成绩占70%。
热工基础-3-(2)-第三章 水蒸气
陕西科技大学机电学院《热工基础》主讲教师:袁 越 锦第三章第三章 工质的工质的工质的热力性质热力性质 和和热力过程热力过程--水蒸气水蒸气是在热机中最早广泛应用的工质,距液态不远,不宜作理想气体处理。
水和水蒸气的热力参数可查取有关水蒸气的热力性质图表得到,也可借助计算机对水蒸气的物性及过程作高精度的计算。
本章重点:水蒸气产生的一般原理、水和水蒸气状态参数的确定、水蒸气图表的结构和应用以及水蒸气热力过程中功和热量的计算。
说明:各种不同物质的蒸气,在物理性能上虽各不相同,但其在热力性质的变化规律上是类似的。
本章内容对其他物质的蒸气有普遍的指导意义。
水的定压加热汽化过程1 1 水的定压加热汽化过程工程上,水蒸气的生产近似为定压过程。
在水蒸气的发生过程中,一般会经历预热、汽化和过热三个阶段,其状态分别处于过冷水、饱和水、湿饱和蒸气、饱和蒸气和过热蒸气五种。
设水在汽缸内进行定压加热,汽缸内有1kg,0.01℃的纯水,通过增减活塞上重物可使水处在指定压力下定压吸热。
当水温低于饱和温度时称为过冷水,或称未饱和水。
未饱和水状态状态 饱和水状态状态 湿饱和蒸汽状态状态 干饱和蒸汽状态状态过热蒸汽状态过热阶段水蒸汽的定压生成过程饱和水的汽化阶段水的预热阶段1零点的规定 水及水蒸汽的热力参数计算中不必求其绝对值,仅求其增量或减少量,故可规定一任意起点。
国际水蒸汽会议规定:水的三相点即273.16K的液相水作为基准点,规定其热力学能及熵为0。
2 2 水和水蒸汽的热力性质图表水和水蒸汽的热力性质图表三、水蒸汽热力性质图热力学性质表很简单,它是把热力学性质以一一对应的表格形式表示出来,其特点表现在:对确定点数据准确,但对非确定点需要内插计算,一般用直线内插法。
这也使查表工作十分繁复,因此,工程上还常用水与水蒸汽热力性质图。
如前面用到的p-v、T-s图。
不能全用理想气体的方法和公式进行分析计算!!只能用热力学第一、二定律,和查水蒸汽热力性质图、表进行其热力过程分析计算!!基本公式如下:。
西科大热工基础复习考试复习题
西南科技大学试卷一一、选择(本大题 16 分,每小题 2 分)1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态,表达式()正确。
(a) ds > dq/T ( b ) ds < dq/T ( c ) ds=dq/T2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统,其状态参数间的关系正确的是()。
(ρ为密度 ) 。
(a)F=F(ρ,v,T) ( b ) F=F(ρ,v,P) ( c ) F=F(ρ,P,T)3.用压力表测量容器内氧气的压力,压力表读数为 25bar 。
已知当地大气压力为1bar ,则氧气的真实压力为() bar 。
(a) 26 ( b ) 25 ( c ) 244.在 p - v 图上,经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值()(a) 大( b )小( c )相等( d )可能大,也可能小5.理想气体 1kg 经历一不可逆过程,对外做功 20kJ 放热 20kJ ,则气体温度变化为()。
(a) 提高( b )下降( c )不变6.同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩( 1<n<k )到达同一终压,耗功最小的是()压缩过程(a) 定温压缩( b )绝热压缩( c )多变压缩( 1<n<k )7.理想气体等温过程的技术功为()(a) h 1 -h 2 ( b ) 0 ( c )( d ) v(p 1 =p 2 )8.理想气体绝热流经节流阀,节流后稳定截面处的焓值()(a) 升高( b )降低( c )不变( d )无法确定二、判断正误(划“√”或“×”号)(本大题 16 分,每小题 2 分)1.系统从外界吸收热量,温度一定升高()。
2.在热力循环中,如果工质不向冷源放热,则该循环的热效率可以达到 100% ()。
3.沸腾状态的水总是烫手的。
( )4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大,循环热效率越大。
( )5.绝热过程一定是定熵过程。
西科大热工基础复习考试复习题
西南科技大学试卷一一、选择(本大题 16 分,每小题 2 分)1.某系统经过一个任意不可逆过程达到另一状态,表达式()正确。
(a) ds > dq/T ( b ) ds < dq/T ( c ) ds=dq/T2.处于平衡状态的简单可压缩热力系统,其状态参数间的关系正确的是()。
(ρ为密度 ) 。
(a)F=F(ρ,v,T) ( b ) F=F(ρ,v,P) ( c ) F=F(ρ,P,T)3.用压力表测量容器内氧气的压力,压力表读数为 25bar 。
已知当地大气压力为 1bar ,则氧气的真实压力为() bar 。
(a) 26 ( b ) 25 ( c ) 244.在 p - v 图上,经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值()(a) 大( b )小( c )相等( d )可能大,也可能小5.理想气体 1kg 经历一不可逆过程,对外做功 20kJ 放热 20kJ ,则气体温度变化为()。
(a) 提高( b )下降( c )不变6.同一理想气体从同一初态分别经定温压缩、绝热压缩和多变压缩( 1<n<k )到达同一终压,耗功最小的是()压缩过程(a) 定温压缩( b )绝热压缩( c )多变压缩( 1<n<k )7.理想气体等温过程的技术功为()(a) h 1 -h 2 ( b ) 0 ( c )( d ) v(p 1 =p 2 )8.理想气体绝热流经节流阀,节流后稳定截面处的焓值()(a) 升高( b )降低( c )不变( d )无法确定二、判断正误(划“√”或“×”号)(本大题 16 分,每小题 2 分)1.系统从外界吸收热量,温度一定升高()。
2.在热力循环中,如果工质不向冷源放热,则该循环的热效率可以达到 100% ()。
3.沸腾状态的水总是烫手的。
( )4.蒸汽抽汽回热循环每级抽汽量越大,循环热效率越大。
( )5.绝热过程一定是定熵过程。
x2160541热工基础课程教学大纲
x2160541热工基础课程教学大纲课程名称:热工基础英文名称:Fundamental of Thermodynamics and Heat Transfer课程编码:x2160541学时数:40其中实践学时数:0 课外学时数:0学分数:2.5适用专业:机械设计制造及其自动化、机械工程一、课程简介《热工基础》是一门专业基础课程。
本课程包括工程热力学和传热学两部分内容。
工程热力学部分主要介绍工程热力学的基本概念和基本定律、常用工质的热物理性质、基本热力过程与典型热力循环;传热学部分主要介绍导热、对流换热、辐射换热的基本规律、求解方法以及控制热量传递过程的技术措施,换热器的热计算方法。
通过《热工基础》课程的学习,使学生理解工程热力学和传热学的基本概念、基本原理和基本定律;使学生了解工程热力学、传热学常用的分析方法,培养学生对简单热学问题的分析和求解能力;掌握能量转换规律和有效利用能量的基本知识,培养学生综合运用所学知识去分析和解决实际问题的能力。
二、课程目标与毕业要求关系表三、课程教学内容、基本要求、重点和难点(零)绪论1. 能量与能源:了解能量能源的概念、分类,与国民经济和人民生活关系;2. 热工基础的研究内容:掌握热工基础的研究内容与方法。
(一)基本概念1. 热力系统:理解工质、热力系的定义,掌握热力系的分类;(重点)2. 平衡状态与状态参数:理解热力状态和状态参数的定义,掌握平衡状态的物理意义及实现条件;3. 状态方程与状态参数坐标图:了解状态方程式及参数坐标图的物理意义及作用;4. 准平衡过程与可逆过程:理解热力过程、准平衡过程和可逆过程的物理意义与联系;(难点)5. 功量与热量:掌握功量与热量的概念和计算。
(二)热力学第一定律1. 热力系统的储存能:掌握能量、热力系统储存能、热力学能的概念;2. 热力学第一定律的实质:理解热力学第一定律的实质;3. 闭口系统的热力学第一定律表达式:掌握封闭热力系的能量方程并熟练应用;(重点)4. 开口系统的稳定流动能量方程式:掌握开口热力系稳定流动能量方程并熟练应用,掌握体积变化功、轴功、流动功和技术功的概念,理解焓的定义式及物理意义;(难点)5. 稳定流动能量方程式的应用:了解常用热工设备主要交换的能量及稳定流动能量方程的简化式。
热工基础第二版_课后答案(全)_张学学
第二章思考题绝热刚性容器,中间用隔板分为两部分,左边盛有空气,右边为真空,抽掉隔板,空气将充满整个容器。
问:⑴空气的热力学能如何变化?⑵空气是否作出了功?⑶能否在坐标图上表示此过程?为什么?答:(1)空气向真空的绝热自由膨胀过程的热力学能不变。
(2)空气对外不做功。
(3)不能在坐标图上表示此过程,因为不是准静态过程。
2. 下列说法是否正确?⑴气体膨胀时一定对外作功。
错,比如气体向真空中的绝热自由膨胀,对外不作功。
⑵气体被压缩时一定消耗外功。
对,因为根据热力学第二定律,气体是不可能自压缩的,要想压缩体积,必须借助于外功。
⑶气体膨胀时必须对其加热。
错,比如气体向真空中的绝热自由膨胀,不用对其加热。
⑷气体边膨胀边放热是可能的。
对,比如多变过程,当n大于k时,可以实现边膨胀边放热。
⑸气体边被压缩边吸入热量是不可能的。
错,比如多变过程,当n大于k时,可以实现边压缩边吸热。
⑹对工质加热,其温度反而降低,这种情况不可能。
错,比如多变过程,当n大于1,小于k时,可实现对工质加热,其温度反而降低。
4. “任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确?答:不正确,因为外功的含义很广,比如电磁功、表面力功等等,如果只考虑体积功的话,那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。
5. 试比较图2-6所示的过程1-2与过程1-a-2中下列各量的大小:⑴W12与W1a2;(2) ∆U12与∆U1a2;(3)Q 12与Q 1a2 答:(1)W 1a2大。
(2)一样大。
(3)Q 1a2大。
6. 说明下列各式的应用条件:⑴ w u q +∆=闭口系的一切过程 ⑵ ⎰+∆=pdv u q闭口系统的准静态过程 ⑶ )(1122v p v p u q -+∆=开口系统的稳定流动过程,并且轴功为零 ⑷ )(12v v p u q -+∆=开口系统的稳定定压流动过程,并且轴功为零;或者闭口系统的定压过程。
7. 膨胀功、轴功、技术功、流动功之间有何区别与联系?流动功的大小与过程特性有无关系?答:膨胀功是系统由于体积变化对外所作的功;轴功是指工质流经热力设备(开口系统)时,热力设备与外界交换的机械功,由于这个机械功通常是通过转动的轴输入、输出,所以工程上习惯成为轴功;而技术功不仅包括轴功,还包括工质在流动过程中机械能(宏观动能和势能)的变化;流动功又称为推进功,1kg 工质的流动功等于其压力和比容的乘积,它是工质在流动中向前方传递的功,只有在工质的流动过程中才出现。
西南科技大学 热工基础题库(含答案)
热工基础试题库一、判断题(正确的在扩号内填“√”,错误的在扩号内填“×”)1、比体积v 是广延状态参数。
( V )2、工质的状态在参数坐标图上是一个点;过程在参数坐标图上是一条线段;循环在参数坐标图上是一条封闭曲线。
( V )3、饱和湿空气的干球温度总是等于湿球温度。
( V )4、采用中间加热循环可以利市循环的热效率,但排汽干度变小了。
( X )5、绝热加湿过程可以近似地看成是湿空气焓值不变的过程。
( V )6、绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增。
( )7、总热力学能U 是强度状态参数。
( X )8、材料的导热系数用λ表示,导热的热阻就是λ1。
( X )9、未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度。
( V )10、在s T -图中,凝结水送给水泵约热压缩的升压过程,在低压低温条件下可以用一状态点表示。
( )11、定容过程即无膨胀(或压缩)功的过程。
( V )12、状态方程是描述状态参数之间关系的方程。
( X )13、大气压力b p 是随时间、地点而变化的,所以工质的表压力是不变的,而绝对压力要随p 的变化而变化。
( X )14、因为是等温过程,工质在状态变化中要对外做功是不可能的。
( X )15、温度是指物质的冷热程度,热量是指人依靠温差而传递的能量,所以它们的含义是不同的。
( V )16、工质的定压比热容比定容比热容大。
( V )17、工质的压力、温度、比容积三者关系中,当温度不变时,压力与比容积成反比。
( V )18、可逆循环和不可逆循环的熵变都等于零。
( X )19、在v p -图上,工质做功的大小,可用过程线下面积大小来识别。
( )20、工质在状态变化中若无摩擦和理想的情况下,熵值增大表示工质能量的损耗。
( )21、等溶过程中,工质的状态变化在v p -图上是一条对数曲线,在s T -图上是一条垂直于横坐标的线段。
( X )22、绝热过程是熵等于零的过程。
( X )23、工质熵的变化量s ∆若是增加的,表明工质吸热,反之为放热。
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西南科技大学1、比体积v是广延状态参数。
( 1 )2、2、工质的状态在参数坐标图上是一个点;过程在参数坐标图上是一条线段;循环在参数坐标图上是一条封闭曲线。
( 1 )3、3、饱和湿空气的干球温度总是等于湿球温度。
( 1 )4、4、采用中间加热循环可以利市循环的热效率,但排汽干度变小了。
( 1 )5、5、绝热加湿过程可以近似地看成是湿空气焓值不变的过程。
( 1 )6、绝热闭口系的熵增就是孤立系的熵增。
( 2 )7、、总热力学能U是强度状态参数。
( 2 )8、材料的导热系数用 表示,导热的热阻就是1/λ。
( 2 )9、9、未饱和湿空气的干球温度总是高于湿球温度。
( 1 )10、10、在sT 图中,凝结水送给水泵约热压缩的升压过程,在低压低温条件下可以用一状态点表示。
( 1 )11、11、定容过程即无膨胀(或压缩)功的过程。
( 1 )12、12、状态方程是描述状态参数之间关系的方程。
( 1 )13、13、大气压力bp是随时间、地点而变化的,所以工质的表压力是不变的,而绝对压力要随p的变化而变化。
( 2 )14、14、因为是等温过程,工质在状态变化中要对外做功是不可能的。
( 2 )15、15、温度是指物质的冷热程度,热量是指人依靠温差而传递的能量,所以它们的含义是不同的。
( 1 )16、16、工质的定压比热容比定容比热容大。
( 1 )17、17、工质的压力、温度、比容积三者关系中,当温度不变时,压力与比容积成反比。
( 1 )18、18、可逆循环和不可逆循环的熵变都等于零。
( 2 )19、19、在p-v图上,工质做功的大小,可用过程线下面积大小来识别。
( 1 )20、20、工质在状态变化中若无摩擦和理想的情况下,熵值增大表示工质能量的损耗。
( 2 )21、21、等溶过程中,工质的状态变化在p-v图上是一条对数曲线,在sT 图上是一条垂直于横坐标的线段。
( 2 )22、22、绝热过程是熵等于零的过程。
( 2 )23、23、工质熵的变化量s 若是增加的,表明工质吸热,反之为放热。
( 2 )24、24、汽化过程中,蒸发是在液体表面进行的,沸腾是在液体内部和表面同时进行的。
( 1 )25、25、在φ=1时,干球温度t湿球温度tw和露点温度td不相等。
( 2 )26、26、在同一压力下,水的沸点就是蒸汽的凝结温度。
( 1 )27、27、在同一压力下,过热蒸汽的密度大于饱和蒸汽的密度。
( 2 )28、28、高于临界温度时,要使物质从汽态变为液态,只要对它进行等温压缩即行。
( 2 )29、29、sh 图上湿蒸汽的等压线与等温线是重合的。
( 1)30、30、蒸汽动力装置循环可以采用卡诺循环。
( 2 )31、31、水在锅炉中被加热成过热蒸汽的过程,在p-v图上是一条垂直于横坐标的直线。
( 132、32、使系统熵增大的过程必为不可逆过程。
( 2 )33、33、朗肯循环中有用功即可以用焓降值来计算。
( 2 )34、34、当蒸汽其他参数不变时,在循环中提高蒸汽初温1t,可使排汽干度变小。
( 2 )35、35、熵减少的过程是不可能实现的。
( 2 )36、36、再热循环的再热级数可类同于回热循环的回热级数,为7~9级。
( 1 )37、37、高温流体自发地向低温流体传递的热量q与温压成正比,与热阻成反比。
( 1 )38、38、导热系数 与换热系数 的单位是相同的。
( 2 )39、39、气体升温的过程必为吸热过程。
( 2 )40、40、圆筒壁传热时,当管壁的d2/d1<2,此时可以用简化为平壁传热的计算公式进行计算。
( 2 )41、41、当传热过程中导热热阻可忽略不计时,传热系数K可以大于冷、热流体的换热系数 。
( 2 )42、42、没有容积变化的过程,就一定不能对外作功。
( 2 )43、43、当压力超过临界压力,温度低于临界温度时,H2O处于液态。
( 1 )44、44、容积比热就是容积保持不变时的比热。
( 2 )45、43、公式不适合于理想气体的不可逆过程。
( 2 ) 44、提高蒸发温度,降低冷凝温度可提高制冷系数。
( 1 )45、系统经历一可逆定温过程,由于温度没有变化,故不能与外界交换热量。
( 2 )46、46、采用热电循环的主要目的在于提高其热效率。
( 2 )47、47、提高初压和降低终压,均可提高郎肯循环热效率。
( 1 )48、48、饱和空气的干球温度。
露点温度,湿球温度均相等。
( 1 )49、49、准静态过程不一定是可逆过程。
( 1 )50、50、不论过程可逆与否,传热量均可用∫Tds表示。
( ? )51、51、使系统熵减小的过程可以实现。
( 1 )52、52、绝热节流过程即是等焓过程。
( 1 )53、53、在冷却塔中,能够将水温降低到大气温度以下。
( 2 )54、54、采用热电循环后,其循环热效率提高。
( 2 )55、55、对于未饱和空气,干球温度≥湿球温度≥露点温度。
( 2 )56、56、闭口系统水蒸汽的定温过程,水蒸汽的吸热量等于膨胀功。
( 2 )57、57、系统吸热温度必然升高。
(2 )58、58、可逆过程一定是准静态过程。
( 1)59、59、气体的比热可以从-∞变化到+∞的任何值。
(2 )60、60、流动功的大小仅于工质的状态有关,而于过程无关。
( 1 )61、61、临界温度以上,工质始终处于气态。
( 1 )62、62、工质经不可逆循环后∮ds=0。
( 2 )63、63、系统内质量保持不变,则一定是闭口系统。
( 2 )64、64、绝热前后的焓相等,因此温度一定相等。
( 2 )65、65、由于绝热的原因,绝热压缩耗功较定温压缩少。
( 2 )66、66、气体膨胀则压力一定降低,吸热则温度一定升高。
( 2 )67、67、流动工质向绝热真空刚性容器充气,充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。
( 1 )68、68、流动工质向绝热真空弹性容器充气,充气终了时容器內气体的温度大于充入气体温度。
( 2 )69、69、容积效率的大小仅与余隙容积有关。
( 2 )70、70、渐缩喷管中,当背压小于临界压力时,气流不能在管内达到充分膨胀。
( 1 )71、71、定压反应热效应总是大于定容反应热效应。
( 2 )72、72、热能可以全部转变成机械能。
( 2 )73、73、系统的状态参数保持不变,则系统一定处于平衡状态。
( 2 )74、74、均匀则一定平衡。
反之平衡也一定均匀。
( 2 )75、75、只有当比热为定值时,理想气体才存在Rccvp 。
( 2 )76、76、刚形容器内湿空气保持温度不变,若充入少量干空气,则容器内湿空气的含湿量和相对湿度都减小。
( 2 )77、77、闭口系统进行了一个过程,如果熵增加了,则一定是从外界吸收了热量。
( 2 )78、78、闭口绝热系统的熵不可能减少。
( 1 )79、79、孤立系统的火用只能减小,不能增加。
( ? )80、80、理想气体可逆定温过程,工质的膨胀功等于技术功。
( 1 )81、81、液体在管内作强制湍流流动时,如果流动阻力允许,为提高对流传热系数,增大流速的效果比减小管径更为显著。
( 1 )82、82、在同一种流体中,不可能同时发生自然对流和强制对流。
( 2 )83、83、对流传热系数是物质的一种物理性质。
( 1 )84、84、多层圆筒壁稳定导热时,通过各层的热通量相等。
( 2 )85、85、一般来说,纯液体的导热系数比其溶液的导热系数小。
( 2)86、86、在冷却器中降低冷却水的温度或增大冷却水的用量均可使传热推动力增大( 1 )87、87、角系数 表示从辐射面积A所发射的能量为另一物体吸收的分数。
(? )88、88、设置隔热挡板是减小辐射散热的有效办法。
挡板材料的黑度愈低,热损失愈少。
( ? )89、89、物体的吸收率和黑度在数值上是相等的。
( ? )90、90、两固(灰)体净辐射传热的热流方向既与两者温度有关,又与其黑度有关。
( ? )91、91、黑体、镜体和灰体都是理想化的物体,在自然界中并不存在。
( ? )92、92、辐射能力强的物体其吸收能力也强。
( 2 )93、1、凝结是指物质从气态变成固态过程。
94、2、饱和水是蒸发凝结处于动态平衡的水;干饱和蒸汽是液化和凝结的蒸汽;湿饱和蒸汽是液化大于凝结的蒸汽;过热蒸汽是汽化大于凝结的蒸汽。
95、3. 未饱和湿空气,其干球温度t湿球温度tw和露点温度td的大小关系为t>tw>td 。
96、4. 水蒸气的一点、两线、三区具体指的是:一点临界点、两线饱和水线干饱和蒸汽线、三区未饱和水区、湿蒸汽区、过热蒸汽区。
97、5、工质状念参数有压力温度比容热力学能熵焓等6个,其中压力温度比容是基本状态参数。
98、6、摄氏温度t与热力学温度T之间的数值关系为:。
99、7、工质为气体时,当压力保持不变,容积和温度成正比,可写成表达式pv=nrt 。
100、8、气体的比容不变时,其压力与温度成正比,即压力随温度升高而增大,可写成表达式pv=rgt 。
101、9、热力工程中常用的参数坐标图是P-v 、T-s 和h-s 三种。
102、10、热力循环在参数坐标图上是一条封闭曲线。
103、11、p-v图可称为压容图,sT 图可称为湿熵图。
当工质不对外做功时,其参数保持V不变;当工质不吸热也不放热时,其参数保持S不变。
104、12、压力是气体是否做功的标志;比容是否变化,是气体是否做膨胀的必要条件。
105、13、热力过程表示在sT 图上:当S>0 时,工质吸热;当S<0 时,工质放热;当S=0 时,工质既不吸热也不放热。
106、14、水在标准大气压下的沸点是99.63 ℃。
107、15、系统与外界间传递热量的动力是熵。
108、16、气态是指气体的物态,汽态是指液体的物态。
109、17、用实际气体在两个恒温热源T1和T2间进行一卡诺循环,则其热效率ηt= 1-t2/t1 。
110、18、当的温度高于临界温度时,水的固相区和液相区的界限消失,即没有凝固过程。
111、19、湿蒸汽当0 x时饱和水是,当1 x时是干饱和蒸汽状态。
112、20、水蒸汽表为饱和水与干饱和蒸汽表与干饱和水与过热蒸汽表两种。
113、21、火力发电厂动力循环中,蒸汽在汽轮机内做完功后,其排汽干度要求不小于0.88 。
22、组成朗肯循环最基本的设备有结水泵锅炉汽车机凝汽器23、火力发电厂最基本的动力循环是朗肯循环。
114、24、排汽压力降低可以提高循环热效率,但排汽压力是受环境温度限制的。
115、25、目前汽轮机排气压力一般采用值是,其对应的饱和温度是。
116、26、蒸汽在再加热器中被再加热的过程可视为回热过程。
117、27、实用再热循环的有得再热压力p,一般是蒸汽初压力的。
118、28、研究热传递规律的目的是:(1)提高热利用效率;(2)掌握并运用传热规律,能动地控制热传递过程。