热力学基础知识

汽化、汽化热
汽化：物质从液态转变成气态的过程。 汽化有两种方式：蒸发和沸腾。 汽化热：在一定的温度下，单位质量液体 完全变成同温度的气体所需要的 热量。 例如，水的汽化热100℃时为539kcal/kg
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热力学知识
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蒸 发
指液体表面分子汽化变成蒸汽分子的过程。
液体均具有蒸发能力，且在任何温度下进行。
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热力学第一定律 是能量守恒定律，即一定量的热消失时必 然产生一定量的功；消耗一定量的功必然 出现与之相对应的一定量的热。
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热 力 学 第 二 定 律
热量能自动从高温物体向低温物体转
移，但热量不能自发地从低温物体向 高温物体转移。
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热的传导： 传导热是指物体各部分之间无相对位移、 或不同物体直接接触时而进行的热量传递 现象。
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热的对流： 当液体或气体的温度发生变化后，其密度 也随之发生变化。温度低的密度大，向下 流动；温度高的密度小，向上升，从而形 成对流。
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比焓 焓是一个复合状态参数。 对于1 kg工质所具有的焓称为比焓，一般用符号 h表示，单位为J/ kg（焦耳/千克）或kJ/kg（千 焦/千克）. 关于焓的绝对值是无法测量和计算出来的。通常 都选择某一个状态作为焓的起点，其他状态点的 焓值均是与该点焓的差值。在制冷工程中，一般 取0℃时饱和液体的比焓为200.00 kJ/ kg。关于比 焓的绝对值是无法求出的，实用中也没有必要求 出，因为只要知道同一种物质由一种状态变化到 另一种状态时，比焓的变化量就可以了。
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比热是计算显热的一个重要参数。
显热计算：Q = c·m·△T
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制 冷 量
单位时间内，空调主机产生的冷量（即：单 位时间内，空调主机转移出的热量 ）。 制冷量 ＝ 冷水流量×冷水入出口温差÷10 104kcal m3/h ℃
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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。 热辐射不依靠物质的接触而进行热量传递。 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。 一切物体只要其温度T＞0 K，都会不断地发射热射线。 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。
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基 础 知 识
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一、热力学知识
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制 冷
指在某一特定环境内制造出比周围环境温
度低的“冷”环境。 所谓“冷”环境，是要求“特定环境”中
空气的温度低于“周围环境”的温度，比
如要求室内温度（26℃）低于室外温度
（38℃）等。
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大气压力、绝对压力、表压力的关系
正压状态
表压力
真空状态
表压力
大气 压力
绝对 压力
绝对 压力
大气 压力 0 Pa
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温 度
2014-3-22
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。 在标准大气压下，以水的结冰温度为32℉，沸腾 温度作为212℉，中间分为180等分，每一等分为 一华氏度。
力，其值为760mmHg。
地球上绝大多数空调使用地区的大气压力
均接近标准大气压，故分析空调系统（包 括主机）时，一般假设外部环境压力为标
准大气压。
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表 压 力
在工程中用压力仪表检测出来的密闭容器内 的压力。压力表读数为密闭容器内压力与外 部大气压力的差值。 当内部压力小于外部大气压时，压力表的读 数为负值，此时称密闭容器内部处于负压状
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热力学温标T 又称开尔文温标或绝对温标，单位是K。 它规定将纯净水在一个标准大气压下的冰 点定为273.16K，沸点为373.16K，其间分 100等份，每一等份为1K。 当物体内部分子的运动终止，其热力学温 度T=0K
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显
热
物质被加热或冷却时引起物质温度上升 或下降所吸收或放出的热量。 这里物质的物态并未发生变化。
常用单位：卡(cal)或大卡(kcal)
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比
所吸收或放出的热量。
热
单位质量的物质温度升高或降低 1℃时
25℃时水的比热为1kcal/kg ℃。
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小结
物质三种形式的状态：气态、液态、固态 物质的状态只能在一定的温度和压力条件 下存在，当条件发生变化时，状态就会发
生改变。
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物 质 的 状 态 变 化
固 态
熔 化 结晶、结冰
液
态
气
态
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在实际工程应用中，人们通常习惯于把压强称 为压力。 4/52
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大 气 压 力
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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标 准 大 气 压 力
指纬度45°的海平面上大气的常年平均压
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热量 热是物质热能的表达形式，可以表示物质 吸热或放热的多少，用Q表示，单位为焦耳 用J表示 常用千焦,符号为KJ.
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比热容 一千克的物质温度升高或降低一摄氏度时所 吸收或放出的热,用C表示.
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内能U 内能是制冷系统内部能量的总称. 在热力学中,内能是分子热运动动能和分子 势能的总和.
态或真空状态。当内部压力大于外部大气压
力时，压力表的读数为正值，此时称密闭容 器内部处于正压状态。
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2014-3-22
绝 对 压 力
密闭容器内部的真实压力。
它等于表压力与外部环境大气压力之和。
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真
空
密闭容器内部的绝对压力小于外部
环境压力时的状态。
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2014-3-22
冷凝、凝结热
冷凝：当蒸汽受压或受冷时放出热量，使
蒸汽冷却、凝结成液体的过程。
所以冷凝过程实际上是液化过程。
凝结热：一定的温度下，单位质量的蒸汽 完全变成同温度的液体所放出的
热量。
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饱和温度: 液体沸腾时所维持不变的温度称为沸点,又 称为在某一压力下的饱和温度. 饱和压力: 与饱和温度相对应的某一压力称为该温度 下的饱和压力
负
荷
也叫空调负荷。指在单位时间内，为满足
房间空调需求，需向房间供应的冷量或者
热量。
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2014-3-22
潜
放出的热量。
热
物质发生物态变化而温度不变时吸收或
制冷技术中的蒸发过程和冷凝过程，就 是吸收和放出潜热的过程。 常用单位：卡(cal)或大卡(kcal)
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2014-3-22
蒸发过程的快慢与蒸发条件关系很大： a.蒸发面积越大，蒸发过程越快；
b.液体温度越高，蒸发过程越快；
c.液体表面空气流速越大，液体表面压力越
小,蒸发过程越快。
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沸腾、沸点
2014-3-22
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℃。
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压 力
2014-3-22
在物理学中，把垂直作用于物体表面的力叫做 压力；把单位面积上所受的压力称为压强。压 强是物理学中定量表示压力产生作用效果大小 的物理量。
压强单位为帕斯卡,简称帕(Pa)。1帕表示垂直 作用于每平方米(m2)上的力为 1牛顿(N)。 1Pa = 1N/m2，1mmHg = 133Pa。
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比熵 熵是一个表征工质状态变化时与外界热量交换程度的物质状态参数 。 对于1 kg工质的熵而言，称为比熵，一般用符号s表示，单位为J/ (kg· K) [焦耳/（千克· 开）]或kJ/（kg· K） [千焦/（千克· 开）]。 熵增加的过程表示工质从外界吸收热量。熵减少的过程表示工质对外 界放出热量。 与焓一样，熵的绝对值无法测定，在实际应用中也只需了解熵在热力 过程中的改变量。 当s2＞s1时，为熵增加的过程，表示工质从外界吸收热量。 当s2＜ s1时，为熵减少的过程，表示工质对外界放出热量。
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2014-3-22
热 量 与 冷 量
热量是指由于物质间温度差别而引起转移的
能量。
冷量的物理含义和热量相同，只是物体温度
高于周围介质温度的习惯上称为“热”，其
向周围介质放出的能量称为“热量”，而物
体温度低于周围介质温度的称为“冷”，其
向周围介质吸收的能量即为“冷量”。
常用单位有卡（cal）或大卡（kcal）。