工程热力学名词解释及公式汇总
工程热力学概念
工程热力学基本概念及基本公式1.准静态过程(Quasi-static Process )过程中热力学系统经历的是一系列平衡状态并在每次状态变化时仅无限小地偏 离平衡状态。
A quasi-static process is one in which the departure from thermodynamic equilibrium is at most infinitesimal.2.外界(Surroundings ):系统之外的一切其它物质。
边界(Boundary ):系统与外界之间的分界面。
闭口系统(Closed System ) ←→控制质量(Control Mass ):系统与外界之间没有物质交换,但有能量交换。
0;0≠=E m δδ开口系统(Open System )←→控制体积(Control Volume ):系统与外界之间不仅有物质交换,还有能量交换。
0;0≠≠E m δδ 孤立系统(Isolated System ):系统与外界之间既无质量交换又无能量交换。
0;0==E m δδ 3.热力学第一定律(First Law of Thermodynamics ):在系统两个状态之间的所有绝热过程的净功是一样的,也就是说,闭口系统在经历给定两点的绝热过程对环境所作的净功仅与系统初态和终态有关,而与绝热过程的具体路径无关。
It is found by experiment that for all adiabatic processes between two states the value of the net work done by or on the system is the same. That is, the value of the net work done by or on a closed system undergoing an adiabatic process between two given states depends solely on the end states and not on the details of the adiabatic process.dE Q W δδ=-→dE QW dt=- 4.第二定律的陈述(Statements of the Second Law )克劳修斯陈述:① 热能不可能单独地从低温物体传向高温物体。
工程热力学名词解释
名词解释1.工程热力学在阐释热力学普遍原理的基础上,研究原理的应用,着重研究热能与其他形式能量的转换规律。
2.热能动力设备:从燃料燃烧中得到热能以及利用热能得到动力的整套设备,分为蒸汽动力装置和燃气动力装置。
工质经历吸热、膨胀做功、排热过程。
3.实现热能与机械能转化的媒介物质叫做工质,工质从中吸热的叫做热源(高温热源),放出热能的叫做冷源(低温热源)。
4.热力系统:被认为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统,边界,外界,闭口系(控制质量):只有能量交换没有物质交换开口系(控制容积):有能量和物质交换,绝热系统:无热量交换,孤立系统:无热量和质量交换。
5.1 bar=e5 pa1atm=1.01e5 pa1 at(工程大气压)=0.98e5 pa1mm hg=133.32pa1mmh2o =9.81 pa1atm=760mm hg = 10m h2o6.系统参数不随时间变化即为达到稳定状态,系统在不受外界影响条件下状态保持不变即为平衡状态。
准平衡状态(准静态过程):过程进行得很缓慢,破坏平衡所需要的时间远大于弛豫时间,随时都不致掀桌偏离平衡状态。
进行的无限缓慢的过程。
气体工质在压力差作用下实现准平衡过程的条件是:气体工质和外界压力差、温度差无限小可逆过程:完成某一过程后,有可能使工质沿相同的路径恢复到原来状态,且不留下任何改变。
可逆过程=无耗散+准静态过程。
7.系统对外界做功为正,外界对系统做功为负;系统吸热为正,放热为负。
8.可逆循环:全部由可逆过程组成的循环,构成一条封闭的曲线内可逆循环:假象工质与热源间有一物体,物体与工质温差无限小。
工质的循环可看作可逆循环。
正向循环:将热能转化为机械能,使外界得到功;热动力循环逆向循环:将热量从低温热源传到高温热源,会消耗外功。
制冷装置,热泵9.推动功:工质在开口系统中流动而传递的功。
10.流动功:推动功差p1v1-p2v2是系统维持工质流动所需的功。
工程热力学基本概念
工程热力学基本概念及基本公式1.准静态过程(Quasi-static Process )过程中热力学系统经历的是一系列平衡状态并在每次状态变化时仅无限小地偏离平衡状态。
A quasi-static process is one in which the departure from thermodynamic equilibrium is at most infinitesimal.2.外界(Surroundings ):系统之外的一切其它物质。
边界(Boundary ):系统与外界之间的分界面。
闭口系统(Closed System ) ←→控制质量(Control Mass ):系统与外界之间没有物质交换,但有能量交换。
0;0≠=E m δδ开口系统(Open System )←→控制体积(Control Volume ):系统与外界之间不仅有物质交换,还有能量交换。
0;0≠≠E m δδ 孤立系统(Isolated System ):系统与外界之间既无质量交换又无能量交换。
0;0==E m δδ 3.热力学第一定律(First Law of Thermodynamics ):在系统两个状态之间的所有绝热过程的净功是一样的,也就是说,闭口系统在经历给定两点的绝热过程对环境所作的净功仅与系统初态和终态有关,而与绝热过程的具体路径无关。
It is found by experiment that for all adiabatic processes between two states the value of the net work done by or on the system is the same. That is, the value of the net work done by or on a closed system undergoing an adiabatic process between two given states depends solely on the end states and not on the details of the adiabatic process.dE Q W δδ=-→dE QW dt=- 4.第二定律的陈述(Statements of the Second Law )克劳修斯陈述: ① 热能不可能单独地从低温物体传向高温物体。
工程热力学基本概念及重要公式
工程热力学基本概念及重要公式1.热力学系统和热力学过程:热力学系统是指一定空间区域内被观察的物质或物体,它可以是一个封闭系统、开放系统或隔离系统。
热力学过程是指系统经历的状态变化过程,可以分为等温过程、绝热过程、等容过程和等焓过程等。
2.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述,即能量守恒原则。
它可以表示为:ΔU=Q-W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统吸收的热量,W表示系统对外做功。
该定律说明了系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。
3.热力学第二定律:热力学第二定律是热力学中的基本定律之一,也被称为熵增定律。
它可以表述为系统总熵永不减小,即所有自然界的过程和现象都遵循熵增的趋势。
根据熵的定义,dS≥Q/T,其中dS表示系统熵的增量,Q表示吸收的热量,T表示温度。
这个公式说明了系统的熵增量等于吸收的热量除以温度。
4.等温过程和绝热过程:在等温过程中,系统与外界保持温度不变,即温度恒定。
根据理想气体状态方程,PV=常数,即在等温过程中,气体的压强与体积呈反比关系。
在绝热过程中,系统与外界在热量交换上完全隔绝,即吸收或放出的热量为零。
根据理想气体状态方程,PV^γ=常数,其中γ为绝热指数,指的是在绝热过程中,气体压强与体积的幂指数之积的常数。
5.卡诺循环:卡诺循环是热力学中一种完美的热机循环,它由两个等温过程和两个绝热过程组成。
卡诺循环是理想的热机循环,它在可逆过程中实现了最大的功效率。
卡诺循环的功效率可表示为η=(T1-T2)/T1,其中T1表示高温热源的温度,T2表示低温热源的温度。
6.热力学第三定律:热力学第三定律是热力学中的基本定律之一,它表明在温度等于绝对零度时,所有系统的熵都将趋于零。
这个定律的提出为研究低温物理学和凝聚态物理学提供了重要的基础。
这些是工程热力学中的一些基本概念和重要公式。
工程热力学作为能源工程和热力工程等领域的基础学科,对于能量转换和热力设备的设计与运行具有重要作用。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
热力学的基本概念包括系统、界面、过程、平衡状态、状态方程等。
2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表述,它表示能量的增量等于传热和做功的总和。
数学表达式为ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示热的传递,W表示外界对系统做功。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了自然界中存在的一种过程的不可逆性,即熵增原理。
它指出孤立系统的熵总是增加或保持不变,不会减少。
熵增原理对热能转化和能量传递的方向提供了限制。
4. 热力学循环热力学循环是一系列热力学过程组成的闭合路径,通过这个路径,系统经历一系列状态变化,最终回到初始状态。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
5. 热力学性质热力学性质是用来描述物质宏观状态的物理量,常用的热力学性质包括温度、压力、内能、焓、熵等。
它们与热力学过程和相变有着密切的关系。
6. 热力学方程热力学方程是用来描述物质宏观状态的数学关系。
常见的热力学方程有状态方程(如理想气体状态方程)、焓的变化方程、熵的变化方程等。
这些方程对于分析和计算热力学过程非常重要。
7. 理想气体理想气体是热力学中一种理想的气体模型。
在理想气体状态方程中,气体的压力、体积和温度之间满足理想气体方程。
理想气体模型对于理解和研究气体性质和行为非常有用。
8. 发动机热力学循环发动机热力学循环是指内燃机和外燃机中进行热能转换的一系列过程。
常见的发动机热力学循环有奥托循环、迪塞尔循环等。
通过研究发动机热力学循环,可以优化发动机的效率和性能。
9. 相变热力学相变热力学研究物质由一种相态转变为另一种相态的过程。
相变热力学包括液体-气体相变、固体-液体相变、固体-气体相变等。
了解相变热力学对于理解物质的性质和行为具有重要意义。
总结:工程热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
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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(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。
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。
工程热力学基本概念与重要公式
工程热力学基本概念与重要公式工程热力学是研究能量转化与能量传递的科学,它是指热力学原理在工程领域的应用。
热力学是研究物质和能量转化过程的一门学科,它研究能量的守恒性、能量的转化和能量的传递规律。
热力学是一门理论和实践相结合的学科,它与能源转化、工程设计等密切相关。
能量是物质存在时所具有的性质,它包括内能、动能和势能等形式。
热量是能量的一种传递方式,是由于温度差异而引起的能量传递。
功是物体由于受力而做的功,是一种能量转化的方式。
温度是物体的一种物理量,是衡量物体热平衡状态的指标。
热平衡是指物体之间没有温度差异,处在热平衡状态下的物体之间不发生热量传递。
在工程热力学中,还有一些重要的公式用于描述能量转化和能量传递过程。
其中,最重要的一条是能量守恒定律,它认为能量不会凭空消失或产生,只会转化为其他形式。
按照能量守恒定律,一个物体接受的热量和功等于物体输出的热量和功,即Q-W=ΔE,其中Q是系统的吸热量,W是系统所做的功,ΔE是系统的内能变化量。
另一个重要的公式是卡诺循环效率的计算公式,其中卡诺循环是一种理想循环,不可逆系统的效率与卡诺循环效率之差称为失效。
卡诺循环效率的计算公式可以表示为η=1-Tc/Th,其中η是卡诺循环效率,Tc是冷源的温度,Th是热源的温度。
工程热力学还涉及到热传导、热辐射和热对流等热传递过程的分析。
热传导是指热量通过物质的传递方式,根据傅里叶热传导定律,热的传导速率与温度梯度成正比。
热辐射是指物体表面由于温度而产生的热辐射,它的强度与物体的温度的四次方成正比。
热对流是指流体由于温度差异而引起的传热现象,它的传热速率与流体的性质、温度差和流速等因素相关。
总之,工程热力学是一门重要的工程科学,它涉及能量转化和能量传递的基本规律。
在工程热力学中,有许多重要的概念和公式,能够用于描述和分析能量转化和能量传递过程。
这些概念和公式为工程热力学的应用提供了理论基础,对于工程设计和能源利用具有重要意义。
工程热力学基本概念及重要公式
称为热力系统,简称系统。
简称控制体,其界面称为控制界面。
称为工质的热力状态,简称为状态。
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。
( T)、压力(P)、比容(υ)或者密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能 (f)、自由焓(g) 等。
其中温度、压力、比容或者密度可以直接或者间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
其物理实质是物质内部大量微观份子热运动的强弱程度的宏观反映。
则它们彼此之间也必然处于热平衡。
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。
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,称为广义力或者势。
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。
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,整个过程可看做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。
系统与外界均能彻底回复到初始状态,这样的过程称为可逆过程。
(增大或者缩小) 而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功,也称容积功。
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。
(引力和斥力)、不占有体积的质点所构成。
1K (1℃)所吸收或者放出的热量,称为该物体的比热。
单位物量的物体,温度变化1K(1℃) 所吸收或者放出的热量,称为该物体的定容比热。
单位物量的物体,温度变化1K(1℃) 所吸收或者放出的热量,称为该物体的定压比热。
1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压质量比热。
1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压容积比热。
1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压摩尔比热。
1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容质量比热。
工程热力学公式知识点总结
工程热力学公式知识点总结热力学是研究热现象和能量转化的一门物理学科。
它不仅适用于工程领域,也适用于物理、化学、地质等领域。
热力学公式是热力学知识的重要组成部分,掌握好热力学公式可以帮助工程师更好地理解和应用热力学知识。
本文将对工程热力学公式知识点进行总结,并进行详细解释。
1. 热力学基本公式1.1 第一定律:热力学第一定律也称为能量守恒定律,它表明了能量在物质之间的转化和传递过程中的基本规律。
数学表达式为:\[dU = \delta Q - \delta W\]其中,dU表示系统内能的变化量,\(\delta Q\) 表示系统吸收的热量,\(\delta W\) 表示系统对外做功的量。
1.2 第二定律:热力学第二定律指出了自然界不可逆过程的特性,也就是热量永远不能自发地由低温物体传递到高温物体。
热力学第二定律的数学表达式有多种形式,其中最常见的是开尔文表述和克劳修斯表述。
开尔文表述表示为:\[\oint \frac{dQ}{T} \leq 0\]即,对于任何经过完整循环的过程而言,系统吸收的热量与温度的比值总是小于等于零。
而克劳修斯表述表示为:\[\text{不可能使得热量从低温物体自发地转移到高温物体,而不引入外界作用。
}\]1.3 熵增原理:熵是描述系统混乱程度或者无序性的物理量,熵增原理指出了自然界中系统总是朝着熵增长的方向发展。
数学表达式为:\[\Delta S \geq \frac{\delta Q}{T}\]其中,\(\Delta S\)代表系统的熵增量,\(\frac{\delta Q}{T}\)表示系统的对外吸收的热量与温度的比值。
2. 热力学循环公式2.1 卡诺循环公式:卡诺循环是一个理想的热力学循环,它包括两个绝热过程和两个等温过程。
卡诺循环可以用来评价热能机械的性能,其热效率被称为卡诺热效率。
卡诺热效率的数学表达式为:\[\eta_{\text{Carnot}} = 1 - \frac{T_c}{T_h}\]其中,\(\eta_{\text{Carnot}}\)表示卡诺热效率,\(T_c\)表示循环的低温端温度,\(T_h\)表示循环的高温端温度。
工程热力学基本概念及重要公式
工程热力学基本概念及重要公式1.系统与环境在工程热力学中,系统是指研究的对象或我们感兴趣的部分。
环境则是系统以外的其他部分。
系统和环境之间可以通过物质和能量的交换进行相互作用。
2.状态与平衡系统的状态由一组可测量的性质(如温度、压强、体积等)确定。
当系统中各种性质不发生任何变化时,系统处于平衡状态。
在平衡状态下,系统的能量转化不会引起热量或功的流动。
3.热力学函数热力学函数是描述热力学性质的函数,包括熵、焓和自由能等。
它们与系统的状态相对应,可以通过测量一些物理量来计算。
4.热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律在系统中的应用。
根据这一定律,系统的内能增加等于系统吸收的热量加上对外做的功。
ΔU=Q-W其中,ΔU表示系统内能的变化,Q表示系统从环境吸收的热量,W 表示系统对外做的功。
5.热力学第二定律热力学第二定律主要研究热量的传递和能量转化中的不可逆性。
根据热力学第二定律,热量只能从高温区传递到低温区,不会自发地从低温区传递到高温区。
6.热力学第二定律的两种表述热力学第二定律有两种表述方式:卡诺定理和熵增定理。
卡诺定理:任何工作在热源和冷源之间的热机,其效率都不会超过卡诺效率,即:η=1-Tc/Th其中,η表示热机的效率,Tc表示冷源的温度,Th表示热源的温度。
熵增定理:封闭系统的熵不会减少,只能增加或保持不变。
在一个孤立系统中,熵增是不可逆过程的一个特征。
7.热力学循环热力学循环是指一系列热力学过程的组合,最终系统回到起始状态。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环和布雷顿循环等。
8.其他重要公式除了上述公式外,工程热力学还有一些重要的公式,如:热量传递公式:Q=m*c*ΔT其中,Q表示热量,m表示物体的质量,c表示物体的比热容,ΔT表示温度的变化。
功的公式:W = F * d * cosθ其中,W表示功,F表示力,d表示位移,θ表示力的方向与位移方向的夹角。
气体状态方程:PV=nRT其中,P表示压强,V表示体积,n表示物质的摩尔数,R为气体常数,T表示温度。
工程热力学名词解释及公式汇总
⼯程热⼒学名词解释及公式汇总⼯程热⼒学基础知识介绍⼀、基本概念⼯质:⼯作介质的简称。
⼯质的状态参数有六个:1)压⼒2)温度3)⽐容:指单位⼯质所具有的容积。
⽤γ表⽰。
γ=V/m (单位:mз/kg)⽓体⽐容的倒数为⽓体的密度。
4)内能:指⽓体的内位能与内动能之和,⽤u表⽰。
5)焓:是⼀个表⽰能量的状态参数,⽤h表⽰。
它由内能和推动功组成,即h=u+pv6) 熵:是⼀个导出的状态参数,它表⽰能量的传递⽅向。
⽤s表⽰。
⼆、热⼒学两⼤定律热⼒学第⼀定律:热可以变为功,功也可以变为热。
⼀定量的热消失时,必产⽣与之数量相当的功;消耗⼀定量的功时,也必出现相应数量的热。
热⼒学第⼆定律:热量不可能⾃发的,⽆条件的从低温物体传到⾼温物体。
三、热⼒过程热⼒过程指⼯质由⼀种状态变化为另⼀种状态所经过的途径。
常见的热⼒过程有:定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程。
理想⽓体状态⽅程:PV=nRT1)定容过程:V=定值, P1/P2=T1/T2定容过程中,⼯质不输出膨胀功,加给⼯质的热量未转化为机械能,全部⽤于增加⼯质的热⼒学能,因⽽⼯质温度升⾼。
2)定压过程:P=定值,V1/V2=T1/T2定压过程中,⼯质流过换热器等设备时,不对外做技术功,这时⼯质吸收热量转化的机械能全部⽤来维持⼯质的流动。
3)定温过程:T=定值,P1V1=P2V2定温过程中,由于热⼒学能不变,所以在定温膨胀时吸收的热量,全部转化未膨胀功。
4)绝热过程:ΔQ=0绝热过程中,⼯质所作的技术功等于焓降,与外界⽆能量交换,过程功只来⾃⼯质本⾝的能量转换。
四、热⼒循环⼀个热⼒系统经过⼀系列的热⼒变化,最后⼜回到原来完全相同的状态称为热⼒循环。
余热电站的热⼒循环即为简单的朗肯循环。
0→1:⽔在锅炉内预热,汽化并过热,变为过热蒸汽,是⼀个定压吸热过程。
1→2:过热蒸汽进⼊汽轮机膨胀做功,放热,是⼀个绝热膨胀过程。
2→3:乏汽进⼊凝汽器,凝结成⽔,是⼀个定压冷凝过程。
工程热力学的公式大全
工程热力学的公式大全1.热力学第一定律:ΔU=Q-W其中,ΔU代表内能的变化,Q代表系统吸收的热量,W代表系统对外界做功。
2.热力学第二定律:dS≥δQ/T其中,dS代表系统的熵变,δQ代表系统吸收的热量,T代表系统的绝对温度。
该定律表明在孤立系统中熵永不减少。
3.等容过程(内能不变):Q=ΔU在等容过程中,系统发生的任何热量变化都会完全转化为内能的变化。
4.等压过程(体积不变):W=PΔV在等压过程中,系统对外界所做的功等于系统内能的变化。
5.等温过程(温度不变):W = Q = nRT ln(V2/V1)在等温过程中,系统对外界所做的功等于系统从初始状态到最终状态所吸收的热量。
6.等熵过程(熵不变):Q=-W在等熵过程中,热量变化与对外界的功相等,系统的熵保持不变。
7.热机效率:η=1-(T2/T1)其中,η代表热机的效率,T2和T1分别代表工作物质的工作温度和热源的温度。
8.热泵效率:η=1-(T1/T2)其中,η代表热泵的效率,T1和T2分别代表热源的温度和工作物质的工作温度。
9.卡诺循环热机的效率上限:η=1-(T2/T1)卡诺循环是具有最高效率的热力循环,其效率仅取决于热源和冷源的温度。
10.纯物质气体的理想气体状态方程:PV=nRT其中,P代表压力,V代表体积,n代表物质的摩尔数,R为气体常数,T代表温度。
11.热力学温标:T(K)=T(°C)+273.15将摄氏温度转化为开尔文温标。
这只是一部分常用的工程热力学公式,还有其他更多的公式和关系式在工程热力学中发挥重要作用。
理解和应用这些公式可以帮助我们分析和解决实际工程问题,提高能源利用效率,促进工程技术的发展。
工程热力学公式大全
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。
工程热力学知识总结
工程热力学知识总结第一章基本概念1.基本观点热力系统:用界面将所要研究的对象与四周环境分分开来,这类人为分开的研究对象,称为热力系统,简称系统。
界限:分开系统与外界的分界面,称为界限。
外界:界限以外与系统互相作用的物体,称为外界或环境。
闭嘴系统:没有物质穿过界限的系统称为闭嘴系统,也称控制质量。
张口系统:有物质流穿过界限的系统称为张口系统,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达,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达和物质互换,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:由两个相以上构成的系统称为复相系,如固、液、气构成的三相系统。
单元系:由一种化学成分构成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不一样化学成分构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散布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀散布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬时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。
均衡状态:系统在不受外界影响的条件下,假如宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时成立了热的和力的均衡,这时系统的状态称为热力均衡状态,简称为均衡状态。
状态参数:描绘工质状态特征的各样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,此中温度、压力、比容或密度能够直接或间接地用仪表丈量出来,称为基本状态参数。
温度:是描绘系统热力均衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大批微观分子热运动的强弱程度的宏观反应。
w1p1v1p2v2n11R T1Tn12n 1RT11p2nn 1n1p1合用于理想气体、可逆多变过程流动功 :w f p2 v2p1v1推进 1kg 工质进、出控制体所一定的功。
工程热力学的公式大全
工程热力学的公式大全1.理想气体状态方程:PV=nRT其中,P为气体的压强,V为气体的体积,n为气体的摩尔数,R为气体常数,T为气体的温度。
2.纯物质的热力学性质:(1)热容量:C=Q/ΔT其中,C为热容量,Q为吸热或放热的热量,ΔT为温度的变化。
(2)比热容量:c=Q/(m*ΔT)其中,c为比热容量,m为物质的质量。
(3)比熵:s=Q/T其中,s为比熵,Q为吸热或放热的热量,T为温度。
(4)比焓:h=Q/m其中,h为比焓,Q为吸热或放热的热量,m为物质的质量。
(5)等熵过程中的比热容量:Cp-Cv=R其中,Cp为等压比热容量,Cv为等容比热容量,R为气体常数。
3.热功定理:对于封闭系统,其热功等于系统内热能的减少。
W=Q-ΔU其中,W为热功,Q为吸热或放热的热量,ΔU为系统内能的变化。
4. 理想气体的Carnot热机效率:η=1-(Tc/Th)其中,η为Carnot热机的效率,Tc为冷源的温度,Th为热源的温度。
5.热流量:Q=U*A*ΔT其中,Q为热流量,U为热传导系数,A为传热面积,ΔT为温度的差异。
6.常见的传热方式:(1)对流传热:Q=h*A*ΔT其中,Q为对流传热量,h为传热系数,A为传热面积,ΔT为温度差异。
(2)辐射传热:Q=ε*σ*A*(T1^4-T2^4)其中,Q为辐射传热量,ε为发射率,σ为辐射常数,A为辐射面积,T1和T2为两个温度。
7.熵的守恒原理:对于封闭系统,熵的增加等于吸热过程中的热量除以绝对温度。
ΔS=Q/T其中,ΔS为熵的变化,Q为吸热或放热的热量,T为温度。
8.凝聚相变和汽化相变的热量计算:Q=mL其中,Q为相变的热量,m为物质的质量,L为潜热。
9.理想气体的质量分数计算:y=n/N其中,y为质量分数,n为其中一种气体的摩尔数,N为所有气体的总摩尔数。
(完整版)工程热力学知识总结
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。
工程热力学概念公式
工程热力学概念公式工程热力学是工程学中的一门重要课程,主要研究能量转化和传递的规律以及与此相关的工程实践。
在这门课程中,学生需要掌握一系列概念和公式,以帮助解决与能量转化和传递相关的问题。
以下是一些常见的工程热力学概念和公式。
1.热力学系统和控制体热力学系统指的是一个意义完整的物理系统,与外界有一定的物质和能量交换。
热力学控制体是对热力学系统进行特定的划分,在这个划分内,可以通过控制面和对流面来定义能量和物质的传递。
2.状态函数和过程函数热力学状态函数是一个只与系统的热力学状态有关,与路径无关的函数。
例如,温度、压力、体积和内能等都是状态函数。
而过程函数则是与路径有关的函数,例如热量、功和熵等。
3.热平衡和热力学平衡热平衡指的是两个物体之间没有温差而达到的平衡状态。
热力学平衡是指一个系统同时达到热平衡和力学平衡。
4.理想气体状态方程理想气体状态方程是描述理想气体状态的一种简单模型。
根据理想气体状态方程,压力、体积和温度之间的关系可以表示为PV=nRT,其中P为压力,V为体积,T为温度,n为物质的物质量,R为气体常数。
5.等熵过程等熵过程是指系统在过程中熵保持不变的过程。
对于理想气体,等熵过程还满足PV^γ=常数,其中γ为等熵指数。
6.熵的增加原理熵的增加原理是热力学基本原理之一,指出一个孤立系统的熵总是增加的或保持不变的。
7.热机效率热机效率描述了一个热机工作的能源利用效率,可以表示为η=(1-Q_c/Q_h),其中η为热机效率,Q_c为系统从冷源吸收的热量,Q_h为系统向热源释放的热量。
8.卡诺循环卡诺循环是一种理想的热机工作循环,由两个等温过程和两个等熵过程组成。
卡诺循环在温度高的热源吸热,然后在温度低的热源排热,达到最大的热机效率。
9.热泵和制冷机热泵和制冷机是通过外界能源的输入,将热量从低温源转移到高温源的设备。
热泵的效率可以以制热能量和消耗的功率之比来反映。
10.热传导定律热传导定律描述了在没有对流和辐射的条件下,热量通过物体的传导方式传递。
工程热力学名词解释
名词解释1.工程热力学在阐释热力学普遍原理的基础上,研究原理的应用,着重研究热能与其他形式能量的转换规律。
2.热能动力设备:从燃料燃烧中得到热能以及利用热能得到动力的整套设备,分为蒸汽动力装置和燃气动力装置。
工质经历吸热、膨胀做功、排热过程。
3.实现热能与机械能转化的媒介物质叫做工质,工质从中吸热的叫做热源(高温热源),放出热能的叫做冷源(低温热源)。
4.热力系统:被认为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统,边界,外界,闭口系(控制质量):只有能量交换没有物质交换开口系(控制容积):有能量和物质交换,绝热系统:无热量交换,孤立系统:无热量和质量交换。
5. 1 bar=e5 pa 1atm=1.01e5 pa 1 at(工程大气压)=0.98e5 pa 1mm hg=133.32 pa1mmh2o =9.81 pa 1atm=760mm hg = 10m h2o6.系统参数不随时间变化即为达到稳定状态,系统在不受外界影响条件下状态保持不变即为平衡状态。
准平衡状态(准静态过程):过程进行得很缓慢,破坏平衡所需要的时间远大于弛豫时间,随时都不致掀桌偏离平衡状态。
进行的无限缓慢的过程。
气体工质在压力差作用下实现准平衡过程的条件是:气体工质和外界压力差、温度差无限小可逆过程:完成某一过程后,有可能使工质沿相同的路径恢复到原来状态,且不留下任何改变。
可逆过程=无耗散+准静态过程。
7.系统对外界做功为正,外界对系统做功为负;系统吸热为正,放热为负。
8.可逆循环:全部由可逆过程组成的循环,构成一条封闭的曲线内可逆循环:假象工质与热源间有一物体,物体与工质温差无限小。
工质的循环可看作可逆循环。
正向循环:将热能转化为机械能,使外界得到功;热动力循环逆向循环:将热量从低温热源传到高温热源,会消耗外功。
制冷装置,热泵9.推动功:工质在开口系统中流动而传递的功。
10.流动功:推动功差p1v1-p2v2是系统维持工质流动所需的功。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念1.1 热力学系统:研究对象,与周围环境有能量和物质交换。
1.2 环境:系统之外的一切,与系统形成对比。
1.3 边界:系统与环境之间的分界线。
1.4 状态:系统在某一时刻宏观性质的集合。
1.5 平衡态:系统状态不随时间变化的状态。
1.6 过程:系统从一个平衡态到另一个平衡态的演变。
2. 热力学第一定律2.1 能量守恒:系统内能量的变化等于热量与功的和。
2.2 内能:系统内部微观粒子动能和势能的总和。
2.3 热量:系统与环境之间由于温度差而交换的能量。
2.4 功:系统对环境或其他系统施加的力与其位移的乘积。
2.5 热力学第一定律公式:ΔU = Q - W。
3. 热力学第二定律3.1 熵:系统无序度的量度,是不可逆过程的度量。
3.2 孤立系统:不与外界交换能量或物质的系统。
3.3 熵增原理:孤立系统熵永不减少。
3.4 卡诺定理:所有热机的最大效率由卡诺循环确定。
4. 热力学性质4.1 温度:系统热动能的度量,是热力学过程的驱动力。
4.2 压力:分子对容器壁单位面积的平均作用力。
4.3 体积:系统占据的空间大小。
4.4 比热容:单位质量的物质温度升高1K所需吸收的热量。
4.5 热容:系统温度升高1K所需吸收的热量。
5. 理想气体行为5.1 理想气体状态方程:PV = nRT。
5.2 摩尔体积:1摩尔理想气体在标准状态下的体积。
5.3 气体常数:理想气体状态方程中的常数R。
5.4 马略特定律:理想气体在恒定温度下,体积与压力成正比。
5.5 波义耳定律:在恒温条件下,理想气体的压强与其体积成反比。
6. 热力学循环6.1 卡诺循环:理想化的热机循环,由四个可逆过程组成。
6.2 奥托循环:内燃机的理想循环,包括等容加热、绝热膨胀、等容放热和绝热压缩。
6.3 朗肯循环:蒸汽动力循环,包括泵吸、锅炉加热、涡轮膨胀和冷凝器排热。
7. 相变与潜热7.1 相变:物质从一种相态转变为另一种相态的过程。
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工程热力学基础知识介绍
一、基本概念
工质:工作介质的简称。
工质的状态参数有六个:1)压力
2)温度
3)比容:指单位工质所具有的容积。
用γ表示。
γ=V/m (单位:mз/kg)
气体比容的倒数为气体的密度。
4)内能:指气体的内位能与内动能之和,用u表示。
5)焓:是一个表示能量的状态参数,用h表示。
它由内能和推动功组成,即
h=u+pv
6) 熵:是一个导出的状态参数,它表示能量的传递方向。
用s表示。
二、热力学两大定律
热力学第一定律:热可以变为功,功也可以变为热。
一定量的热消失时,必产生与之数量相当的功;消耗一定量的功时,也必出现相应数量的热。
热力学第二定律:热量不可能自发的,无条件的从低温物体传到高温物体。
三、热力过程
热力过程指工质由一种状态变化为另一种状态所经过
的途径。
常见的热力过程有:定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程。
理想气体状态方程:PV=nRT
1)定容过程:V=定值, P1/P2=T1/T2
定容过程中,工质不输出膨胀功,加给工质的热量未转化为机械能,全部用于增加工质的热力学能,因而工质温度升高。
2)定压过程:P=定值,V1/V2=T1/T2
定压过程中,工质流过换热器等设备时,不对外做技术功,这时工质吸收热量转化的机械能全部用来维持工质的流动。
3)定温过程:T=定值,P1V1=P2V2
定温过程中,由于热力学能不变,所以在定温膨胀时吸收的热量,全部转化未膨胀功。
4)绝热过程:ΔQ=0
绝热过程中,工质所作的技术功等于焓降,与外界无能量交换,过程功只来自工质本身的能量转换。
四、热力循环
一个热力系统经过一系列的热力变化,最后又回到原来完全相同的状态称为热力循环。
余热电站的热力循环即为简单的朗肯循环。
0→1:水在锅炉内预热,汽化并过热,变为过热蒸汽,是一个定压吸热过程。
1→2:过热蒸汽进入汽轮机膨胀做功,放热,是一个绝热膨胀过程。
2→3:乏汽进入凝汽器,凝结成水,是一个定压冷凝过程。
3→4:凝结水经给水泵提压后进入锅炉,是一个绝热压缩过程。
朗肯循环是由两个定压过程和两个绝热过程组成的最简单的蒸汽动力循环。
其循环热效率等于汽轮机中转变为功的有用热与锅炉吸收的总热量之比。
五、几个实际问题
工程中常要处理流体或蒸汽在管路设备,如喷管、扩压管、节流阀内的流动情况,下面就对喷管和节流做一个简单介绍。
1)喷管
喷管就是通过流道截面积的变化,使流体的速度和压力产生相应变化的设备。
一般喷管可分为渐缩喷管,渐扩喷管和缩放喷管等。
电站中用到的射水、射汽抽汽器用的就是缩放喷管的形式。
①渐缩喷管:横截面积逐渐变小,流体速度增大,压
力降低。
②渐扩喷管:横截面积逐渐变大,流体速度减小,压
力增加。
③缩放喷管(拉法尔喷管):横截面积先缩小后变大,
流体流速先变大后变小,压力先减小后增大。
喷管
最小截面处称为喉部。
喉部的流速称为临界流速,
即为声音的速度。
2)节流
流体经过突然收缩的截面,如阀门、孔板、节流圈
等部件而产生压力下降的现象称为节流。
电站中用
到的流量变送器就是利用节流孔板产生的压力差来
进行流量测量的。