工程热力学与传热学基础知识
工程热力学和传热学课后答案
第一篇工程热力学第一章基本概念一．基本概念系统：状态参数：热力学平衡态：温度：热平衡定律：温标：准平衡过程：可逆过程：循环：可逆循环：不可逆循环：二、习题1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？错2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。
（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度?3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为ＭＰａ，而当地大气压力为，当航行至另一海域，其真空度变化为，而当地大气压力变化为。
试问该真空造水设备的绝对压力有无变化?4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热水。
试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。
（1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。
（1）不考虑水的蒸发，闭口系统。
（2）绝热系统。
注：不是封闭系统，有电荷的交换（3）绝热系统。
图1-15．判断下列过程中那些是不可逆的，并扼要说明不可逆原因。
（1）在大气压力为时，将两块0℃的冰互相缓慢摩擦，使之化为0℃的水。
耗散效应（2）在大气压力为时，用(0＋dt)℃的热源(dt→0)给0℃的冰加热使之变为0℃的水。
可逆（3）一定质量的空气在不导热的气缸中被活塞缓慢地压缩（不计摩擦）。
可逆（4）100℃的水和15℃的水混合。
有限温差热传递6．如图1-2所示的一圆筒容器，表A的读数为360kPa；表B的读数为170kPa，表示室I压力高于室II的压力。
大气压力为760mmHg。
试求:（1）真空室以及I室和II室的绝对压力；（2）表C的读数；（3）圆筒顶面所受的作用力。
图1-2第二章 热力学第一定律一．基本概念功： 热量： 体积功： 节流：二．习题1．膨胀功、流动功、轴功和技术功四者之间有何联系与区别？ 2．下面所写的热力学第一定律表达是否正确？若不正确，请更正。
工程热力学与传热学湿空气
水蒸气的扩散
水蒸气在湿空气中的扩散系数较小， 扩散速度较慢，但水蒸气分子间的相 互作用较强。
湿空气的化学反应传质
化学反应传质
01
当湿空气中的物质与其他物质发生化学反应时，物质会发生转
移和变化。
化学反应速率
02
化学反应速率取决于反应物质的浓度、温度和催化剂等因素。
化学反应传质的控制因素
03
化学反应传质通常受到反应动力学和传递过程的控制，需要综
04
湿空气的传热过程
传热的基本概念
热传导
通过物体内部微观粒子的相互作用，将热量从高温区 域传递到低温区域的过程。
对流传热
由于流体运动产生的热量传递现象，包括自然对流和 强制对流。
辐射传热
通过电磁波传递能量的过程，不受物体间相对位置的 影响。
湿空气的传导传热
湿空气的导热系数
湿空气的导热系数随温度 和湿度的变化而变化，是 影响湿空气传导传热的重
目的
热力学的目的是为了揭示热现象的本 质和规律，为能源利用、工程设计和 环境保护等领域提供理论基础和应用 指导。
热力学第一定律
定义
热力学第一定律即能量守恒定律，它 指出能量不能凭空产生也不能凭空消 失，只能从一种形式转化为另一种形 式。
应用
在工程领域中，热力学第一定律用于 分析能量转换和传递过程，如燃烧、 热传导、对流和辐射等，以及评估设 备的效率。
合考虑化学反应和物质传递两个方面的因素。
06
湿空气在工程中的应用
空调系统中的湿空气处理
湿空气调节
在空调系统中，湿空气的处理是至关重要的，需要控制湿度以提 供舒适的室内环境。
除湿和加湿
空调系统中的湿空气处理还包括除湿和加湿，以适应不同的湿度 需求。
工程热力学与传热学概念整理
工程热力学与传热学概念整理工程热力学第一章、基本概念1.热力系：根据研究问题的需要，人为地选取一定范围内的物质作为研究对象，称为热力系（统），建成系统。
热力系以外的物质称为外界；热力系与外界的交界面称为边界。
2.闭口系：热力系与外界无物质交换的系统。
开口系：热力系与外界有物质交换的系统。
绝热系：热力系与外界无热量交换的系统。
孤立系：热力系与外界无任何物质和能量交换的系统3.工质：用来实现能量像话转换的媒介称为工质。
4.状态：热力系在某一瞬间所呈现的物理状况成为系统的状态，状态可以分为平衡态和非平衡态两种。
5.平衡状态：在没有外界作用的情况下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。
实现平衡态的充要条件：系统内部与外界之间的各种不平衡势差（力差、温差、化学势差）的消失。
6.强度参数：与系统所含工质的数量无关的状态参数。
广延参数：与系统所含工质的数量有关的状态参数。
比参数：单位质量的广延参数具有的强度参数的性质。
基本状态参数：可以用仪器直接测量的参数。
7.压力：单位面积上所承受的垂直作用力。
对于气体，实际上是气体分子运动撞击壁面，在单位面积上所呈现的平均作用力。
8.温度T：温度T是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的参数。
换言之，温度是热力平衡的唯一判据。
9.热力学温标：是建立在热力学第二定律的基础上而不完全依赖测温物质性质的温标。
它采用开尔文作为度量温度的单位，规定水的汽、液、固三相平衡共存的状态点（三相点）为基准点，并规定此点的温度为273.16K。
10状态参数坐标图：对于只有两个独立参数的坐标系，可以任选两个参数组成二维平面坐标图来描述被确定的平衡状态，这种坐标图称为状态参数坐标图。
11.热力过程：热力系从一个状态参数向另一个状态参数变化时所经历的全部状态的总和。
12.热力循环：工质由某一初态出发，经历一系列状态变化后，又回到原来初始的封闭热力循环过程称为热力循环，简称循环。
13.准平衡过程：由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程，也成准静态过程。
工程热力学--传热学
11 工程热力学；（原大纲在下面）11．1基本概念和热力学第一定律热力系统；工质的热力学状态及其基本状态参数；平衡状态；状态变化方程式；热力学第一定律的基本能量方程；开口系统能量方程；热力循环；能量方程的应用；过程功和热量；热力学能和总能；能量传递和转化；焓。
11．2 纯物质热物性（理想气体的热力过程及实际气体）理想气体、水蒸气、实际气体的热力性质；理想气体状态方程；理想气体的比热容、热力学能、焓和熵；定容过程；定压过程；定温过程；绝热过程；多变过程；范德瓦尔状态方程；对应态原理与通用压缩因子图；水的定压加热汽化过程；水的三相点；水和水蒸气的状态参数。
11．3热力学第二定律热力学第二定律；可逆循环分析及其热效率；卡诺循环；熵参数与热过程方向的判断；熵增原理与熵方程；不可逆过程中熵变分析。
11．4水蒸气（这部分在纯物质的热物性）饱和温度和饱和压力；水的定压加热汽化过程；水和水蒸气的状态参数；水蒸气的基本过程。
11．5气体及蒸汽的流动稳定流动的基本方程；促使流速改变的条件；喷管的计算；绝热节流。
11．6压缩机及气体动力循环单级活塞式压气机的工作原理和理论耗功量；多级压缩；定压加热理想循环；压缩机的热力过程；活塞式内燃机的理想循环；燃气轮机装置的定压加热实际循环。
11．7制冷循环制冷基本原理；蒸汽压缩制冷；制冷剂的性质；热泵循环。
12传热学12．1基本概念热量传递的基本方式；传热过程和传热系数。
12．2热传导导热基本定律；通过平壁和圆筒壁的导热；通过肋片的导热；非稳态导热的基本概念。
12．3对流换热相似原理及其应用；强迫对流换热；自然对流换热；凝结换热现象及换热计算；沸腾换热现象及换热计算；影响对流换热的因素。
12．4热辐射热辐射的基本概念；黑体辐射基本定律；实际固体与液体的辐射特性；实际物体的吸收比；有效辐射；物体间辐射传热计算；物体间的表面辐射传热及表面传热系数计算。
12．5传热过程与换热器传热过程的分析和计算；换热器的型式及平均温差；传热的强化和隔热保温技术；传热计算；阻力损失；强化传热方式、类型及结构；总传热系数。
工程热力学和传热学和流体力学初级
13
2.状态参数分类
强度量 尺度量
压力、温度 比容、热力学能（内能）、焓、熵
基本参数 导出参数
压力、温度、比容 热力学能（内能） 、焓、熵
（√）状态参数的变化只与系统的初、终状态有关，而与变 化途径无关。 （×）功也是状态参数，其变化只与系统的初、终状态有关。 （×）热量是状态参数，其变化只与系统的初、终状态有关。
热量多于定容过程吸收热量。
34
第四节 混合气体
工程实际应用的气体通常是混合气体，如空气、 烟气等等。混合气体的性质取决于各组分气体的成 份及热力性质。
混合物的性质与各种混合物的性质以及各组元在整个 混合物中所占的份额有关。
35
一、混合气体分压力和道尔顿分压力定律
分压力是各组成气体在混合气体的温度下单独 占据混合气体的容积时所呈现的压力。
p1v1 p2v2
p1V1 p2V2
2.查理斯定律
对于一定量的理想气体，当比容（或容积）不变时，压
力与绝对温度成反比。
p1 p2 T1 T2
3.给•吕萨克定律
对于一定量的理想气体，当比容（或容积）不变时，压
力与绝对温度成反比。V1 V2 或 v1 v2
T1 T2 T1 T2
26
4.理想气体状态方程的另外一种表示
（√）一切热力系统连同 与之相互作用的外界可 以抽象为孤立系统。
9
第二节 工质及基本状态参数
一、工质(working substance; working medium)
1.定义：实现热能和机械能相互转化，或 传递热能的媒介物质
例如：
电站锅炉的水蒸气 燃烧形成的烟气 气缸中的燃气
工程热力学知识点电子版
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1.热力学基本概念：包括热力学系统、态函数、过程、平衡等基本概念。
2.热力学定律：包括热平衡第一定律（能量守恒），热平衡第二定律（熵增原理）以及热平衡第三定律（绝对零度定律）。
3.理想气体的热力学性质：包括状态方程、卡诺循环、理想气体的内能、焓、熵等性质，以及理想气体的不可逆过程等。
4.热功学：包括热力学势、热力学基本方程、热力学关系、开放系统
的热力学分析等。
5.蒸汽循环与汽轮机：包括蒸汽循环的基本原理、热力学效率、汽轮
机的工作原理和热力学分析等。
6.冷热交换过程：包括传热方式、传热定律、传热设备的热力学设计等。
7.蒸发和冷凝：包括蒸发和冷凝的热力学原理、热传导、传质机制等。
8.混合物与溶液的热力学性质：包括理想混合物的热力学分析、溶解度、等温吸收和等温蒸馏等。
9.平衡态的热力学：包括平衡态判定、化学反应的平衡和平衡常数等。
10.非平衡态的热力学：包括非平衡态的基本概念、非平衡态热力学
平衡准则等。
11.热力学循环与工作系统：包括往复式热机循环（如柴油循环、克
氏循环等）、蒸汽循环的分析、制冷循环等。
以上仅列举了一些工程热力学的基本知识点，具体内容还包括一些相关的热力学计算方法和应用，如热力学分析软件的应用、能源转化系统的分析等。
工程热力学和传热学课后答案(前五章)
第一篇工程热力学第一章基本概念一．基本概念系统：状态参数：热力学平衡态：温度：热平衡定律：温标：准平衡过程：可逆过程：循环：可逆循环：不可逆循环：二、习题1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？错2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。
（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度?3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为0.0917ＭＰａ，而当地大气压力为0.1013MPa，当航行至另一海域，其真空度变化为0.0874MPa，而当地大气压力变化为0.097MPa。
试问该真空造水设备的绝对压力有无变化?4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热水。
试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。
（1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。
（1）不考虑水的蒸发，闭口系统。
（2）绝热系统。
注：不是封闭系统，有电荷的交换（3）绝热系统。
图1-15．判断下列过程中那些是不可逆的，并扼要说明不可逆原因。
（1）在大气压力为0.1013MPa时，将两块0℃的冰互相缓慢摩擦，使之化为0℃的水。
耗散效应（2）在大气压力为0.1013MPa时，用(0＋dt)℃的热源(dt→0)给0℃的冰加热使之变为0℃的水。
可逆（3）一定质量的空气在不导热的气缸中被活塞缓慢地压缩（不计摩擦）。
可逆（4）100℃的水和15℃的水混合。
有限温差热传递6．如图1-2所示的一圆筒容器，表A的读数为360kPa；表B的读数为170kPa，表示室I压力高于室II的压力。
大气压力为760mmHg。
试求:（1） 真空室以及I 室和II 室的绝对压力； （2） 表C 的读数；（3） 圆筒顶面所受的作用力。
工程热力学与传热学总结与复习
工程热力学与传热学总结与复习一、工程热力学1.热力学基本概念：温度、压力、体积、能量、功、热量等。
2.热力学第一定律：能量守恒原理，能量的转化与传递。
3.热力学第二定律：熵增原理，能量转化的方向性和能量质量的评价。
4.热力学循环：热力学循环的性质和效率计算。
5.热力学性质：热容、比热、比容等，理想气体方程等。
6.相变与理想气体：气体的状态方程，相变的特性和计算。
7.热力学平衡与稳定性：热力学平衡条件和稳定性判据。
8.热力学性能分析：绝热效率、功率、热效率等。
二、传热学1.传热基本概念：传热方式（传导、对流、辐射）、传热热流量。
2.热传导：热传导过程的数学模型、导热系数、傅里叶热传导定律等。
3.对流传热：强制对流和自然对流，传热换热系数的计算和影响因素。
4.辐射传热：黑体辐射、斯特藩—玻尔兹曼定律、辐射传热换热系数等。
5.热传导与热对流的复合传热：壁面传热、换热器传热、管壳传热等。
6.传热器件性能：传热器件的热阻、效率、流动阻力等。
1.理解基本概念：温度、压力、体积、能量、功、热量等的概念和关系。
2.强化热力学基本定律：热力学第一定律和第二定律的应用，能量转化与传递的分析。
3.熟悉状态方程：理想气体方程等的使用，相变的特性和计算方法。
4.学会评价热力学性能：热力学循环的性质和效率计算，热力学性能分析的方法。
5.掌握传热方式和模型：传热方式的概念和特点，热传导、对流传热和辐射传热的数学模型。
6.熟练计算传热换热系数：热传导、对流传热和辐射传热的传热换热系数的计算方法。
7.理解传热过程中的复合传热：热传导与热对流的复合传热的分析和计算方法。
8.增强对传热器件性能的认识：传热器件性能评价的指标和计算方法。
在复习过程中，可以通过阅读教材和相关的参考书籍深入学习热力学和传热学的理论知识。
同时，要结合例题和习题进行练习，加强对概念和公式的运用和理解。
此外，可以通过查找工程实例和实验数据来应用所学知识，加深对热力学和传热学的认识和理解。
工程热力学和传热学课后题答案
第2章课后题答案解析
简答题
简述热力学第一定律的实质和应用。
计算题
计算一定质量的水在常压下从100°C冷却 到0°C所需吸收的热量。
答案
热力学第一定律的实质是能量守恒定律在 封闭系统中的表现。应用包括计算系统内 能的变化、热量和功的相互转换等。
答案
$Q = mC(T_2 - T_1) = 1000gtimes 4.18J/(gcdot {^circ}C)times (0^circ C 100^circ C) = -418000J$
工程热力学和传热学课后题答 案
目
CONTENCT
录
• 热力学基本概念 • 气体性质和热力学关系 • 热力学应用 • 传热学基础 • 传热学应用 • 习题答案解析
01
热力学基本概念
热力学第一定律
总结词
能量守恒定律
详细描述
热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表述，它指出系统能量的增加等于进入系统的能量减去离开系统的 能量。在封闭系统中，能量的总量保持不变。
热力学第二定律
总结词：熵增原理
详细描述：熵增原理指出，在一个孤 立系统中，自发反应总是向着熵增加 的方向进行，而不是减少。这意味着 孤立系统中的反应总是向着更加无序、 混乱的方向进行。
热力过程
总结词：等温过程 总结词：绝热过程 总结词：等压过程
详细描述：等温过程是指系统温度保持不变的过程。在 等温过程中，系统吸收或释放的热量全部用于改变系统 的状态，而不会引起系统温度的变化。
热力过程分析
总结词
热力过程分析是研究系统在热力学过程 中的能量转换和传递的过程，包括等温 过程、绝热过程、多变过程等。
VS
详细描述
等温过程是指在过程中温度保持恒定的过 程，如等温膨胀或等温压缩。绝热过程是 指在过程中系统与外界没有热量交换的过 程，如火箭推进或制冷机工作。多变过程 是指实际气体在非等温、非等压过程中的 变化过程，通常用多变指数来表示压力随 温度的变化关系。
工程热力学与传热学复习资料总体(主要是一些概念)
工程热力学第一章工质——实现热能和机械能相互转化的媒介物质。
热力学系统——简称系统、体系，人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。
闭口系统——与外界只有能量交换而无物质交换的热力系统，闭口系统又叫做控制质量。
开口系统——与外界不仅有能量交换而且有物质交换的热力系统，开口系又叫做控制容积，或控制体。
区分闭口系和开口系的关键是有没有质量越过了边界，并不是系统的质量是不是发生了变化。
绝热系统——与外界无热量交换的热力系统。
绝热系是从系统与外界的热交换的角度考察系统，不论系统是开口系还是闭口系，只要没有热量越过边界，就是绝热系。
简单可压缩系——由可压缩流体构成，与外界可逆功交换只有体积变化功（膨胀功）一种形式，没有化学反应的有限物质系统。
对于简单可压缩系，只要有两个独立的状态参数即可确定一个平衡状态，所有其它状态参数均可表示为这两个独立状态参数的函数。
准平衡过程——又称准静态过程，不致显著偏离平衡状态，并迅速恢复平衡的过程。
准平衡过程进行的条件是破坏平衡的势无穷小，过程进行足够缓慢，工质本身具有恢复平衡的能力。
准平衡过程在坐标图中可用连续曲线表示。
可逆过程——工质能沿相同的路径逆行而回复到原来状态，并使相互作用中所涉及到的外界回复到原来状态，而不留下任何改变的过程。
过程不可逆的成因一是有限势差的作用，二是物系本身的耗散作用，所以可逆过程，首先应是准平衡过程，同时在过程中没有任何耗散效应。
实际热力设备中所进行的一切热力过程都是不可逆的，可逆过程是不引起任何热力学损失的理想过程。
可逆过程可用状态参数图上连续实线表示。
膨胀功——又称“体积功”。
机械功的一种。
由系统体积变化而由系统对环境所做的功或环境对系统所做的功。
第二章热力学能——原称内能，由分子或其他微观粒子的热运动及相互作用力形成的内动能、内位能及维持一定分子结构的化学能和原子核内部的原子能以及电磁场作用下的电磁能等一起构成的内部储存能。
工程热力学和传热学课后答案前五章
第一篇工程热力学第一章基本概念一．基本概念系统：状态参数：热力学平衡态：温度：热平衡定律：温标：准平衡过程：可逆过程：循环：可逆循环：不可逆循环：二、习题1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？错2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。
（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度?3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为0.0917ＭＰａ，而当地大气压力为0.1013MPa，当航行至另一海域，其真空度变化为0.0874MPa，而当地大气压力变化为0.097MPa。
试问该真空造水设备的绝对压力有无变化?4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热水。
试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。
（1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。
（1）不考虑水的蒸发，闭口系统。
（2）绝热系统。
注：不是封闭系统，有电荷的交换（3）绝热系统。
图1-15．判断下列过程中那些是不可逆的，并扼要说明不可逆原因。
（1）在大气压力为0.1013MPa时，将两块0℃的冰互相缓慢摩擦，使之化为0℃的水。
耗散效应（2）在大气压力为0.1013MPa时，用(0＋dt)℃的热源(dt→0)给0℃的冰加热使之变为0℃的水。
可逆（3）一定质量的空气在不导热的气缸中被活塞缓慢地压缩（不计摩擦）。
可逆（4）100℃的水和15℃的水混合。
有限温差热传递6．如图1-2所示的一圆筒容器，表A的读数为360kPa；表B的读数为170kPa，表示室I压力高于室II的压力。
大气压力为760mmHg。
试求:（1）真空室以及I室和II室的绝对压力；（2）表C的读数；（3）圆筒顶面所受的作用力。
图1-2第二章热力学第一定律一．基本概念功：热量：体积功：节流：二．习题1．膨胀功、流动功、轴功和技术功四者之间有何联系与区别？2．下面所写的热力学第一定律表达是否正确？若不正确，请更正。
工程热力学与传热学总结与复习.
一、基本要求严格遵守考试纪律，绝不做任何有作弊嫌疑的动作。
二、考试需要携带的物品相关身份证件、笔、计算器三、复习要点（一）基本概念（红色粗体部分是热力学与传热学最基本的概念，要求掌握其定义、物理意义、表达式、单位）第一章基本概念工质、热源、热力系统、外界（环境）、闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、平衡状态、热力状态、状态参数、基本状态参数、压力（Pa，mmH2O，mmHg，atm, at换算）、温度、比体积、密度、状态公理、状态方程式、准平衡过程、可逆过程、不可逆过程、功、膨胀功、热量、比熵、熵、定熵过程第二章热力学第一定律储存能、热力学能、稳定流动、焓、比焓、流动功、技术功第三章理想气体的性质和热力过程理想气体、状态方程式、气体常数、摩尔气体常数、热容、比热容、过程方程式、多变指数第四章热力学第二定律自发过程、热力循环、正向循环、逆向循环、动力循环、循环热效率、制冷系数、供热系数、克劳修斯积分等式、克劳修斯不等式、熵流、熵产、闭口系统熵方程第五章水蒸气与湿空气饱和状态、饱和液体、饱和蒸气、饱和温度、未饱和水、饱和水、湿（饱和）蒸汽、干度、干（饱和）蒸气、汽化潜热、过热蒸气、饱和水线（下界线）、干饱和蒸汽线（上界线）、临界点、未饱和湿空气、饱和湿空气、露点（温度）、绝对湿度、相对湿度、含湿量。
第六章蒸汽动力装置、蒸汽动力循环、郎肯循环（循环的过程构成及主要装置）、提高蒸汽动力循环效率的途径。
第八章导热、一维稳态导热、热流量、热导率（导热系数）、导热热阻（平壁）、热流密度、热对流、对流换热、表面传热系数、对流换热热阻、热辐射、辐射换热、传热过程、传热热阻、传热系数第九章温度场、非稳态温度场、稳态温度场、稳态导热、等温线、等温面、温度梯度、热量密度矢量、热导率、保温材料、热扩散率（导温系数）、单值性条件、边界条件、导热热阻（圆筒壁）、傅里叶数、毕渥数、特征数、集总参数法、特征长度、时间常数。
第十章平均表面传热系数、局部表面传热系数、对流换热影响因素、特征长度（定型尺寸）、流动边界层、边界层区、主流区、层流边界层、湍流边界层、层流底层、缓冲层、临界距离、临界雷诺数、热边界层、普朗特数、特征数关联式、努塞尔数、平均努塞尔数、相似原理、管内强迫对流换热的特点及影响因素（修正系数大于？小于？1）、外掠壁面强迫对流换热影响因素、体膨胀系数、格拉晓夫数。
工程热力学和传热学
内燃动力装置
1.内燃动力装置
燃气进 口
排入大气
2.蒸汽动力装置
二、制冷装置中热量从低温处传递到高温处的过程
q1
3
2
冷凝器
膨
w
胀
压缩机
阀
4
q2
1
蒸发器
工程热力学的研究对象、内容和方法
研究对象：热能与机械能相互转换的规律和方法以及 提高转换效率的途径。
基本内容：1）基本概念和定律； 2）工质的性质和过程； 3）工程应用；
b 微电子： 电子芯片冷却 c 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组 织与器官的冷冻保存 d 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮 存 e 制 冷：跨临界二氧化碳汽车空调/热泵； 高温水源热泵 f 新能源：太阳能；燃料电池
热能在热机中的转换过程
一、热能动力装置中热能转换为机械能的过程
蒸汽动力装置
特别是在下列技术领域大量存在、
工程热力学和传热学问题
动力、化工、制冷、建筑、机械制造、新 能源、微电子、核能、航空航天、微机电 系统（MEMS）、新材料、军事科学与技 术、生命科学与生物技术…
在几个特殊领域中也有许多应用：
a 航空航天：高温叶片气膜冷却与发汗冷 却；火箭推力室的再生冷却与发汗冷却； 卫星与空间站热控制；空间飞行器重返大 气层冷却；超高音速飞行器（Ma=10）冷 却；核热火箭、电火箭；微型火箭（电火 箭、化学火箭）；太阳能高空无人飞机
第一章 概 论
• 热能及其利用 • 工程热力学的研究对象、内容和方法 • 传热学的研究对象
热能及其利用
• 热能的动力利用 • 热能的直接利用
当今世界两大研究热点问题：
节能 环保
可再生能源：酒精、木材等
工程热力学与传热学与复习总结
一、基本要求严格遵守考试纪律，绝不做任何有作弊嫌疑的动作。
二、考试需要携带的物品相关身份证件、笔、计算器三、复习要点（一）基本概念（红色粗体部分是热力学与传热学最基本的概念，要求掌握其定义、物理意义、表达式、单位）第一章基本概念工质：热能与机械能之间转换的媒介物质。
热源：热容量很大、并且在吸收或放出有限热量时自身温度及其他的热力学参数无明显变化的物体。
热力系统:人为选取的研究对象（空间或工质）。
外界（环境）：系统以外的所有物质。
闭口系统：与外界无物质交换的系统。
开口系统：与外界有物质交换的系统。
绝热系统：与外界无热量交换的系统。
孤立系统：与外界既无热量交换又无物质交换的系统。
平衡状态：在不受外界影响（重力场作用除外）的条件下，工质或系统的状态参数不随时间而变化的状态。
热力状态：工质在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。
状态参数：压力、温度、比体积、热力学能、焓、熵等。
基本状态参数：压力、温度、比体积压力（Pa ，mmH 2O ，mmHg ，atm, at 换算）：1 bar = 105 Pa 1 MPa = 106 Pa1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa 1 mmHg =133.3 Pa 1 at=735.6 mmHg = 9.80665104 Pa1 psi=0.006895MPa温度：处于同一热平衡状态的各个热力系，必定有某一宏观特征彼此相同，用于描述此宏观特征的物理量。
（标志冷热程度的物理量） 比体积：单位质量的工质所占有的体积。
密度：单位体积工质的质量。
ρν=1。
状态公理：对组元一定的闭口系，独立状态参数个数 N =n +1 状态方程式：Ϝ(p ，ν，T)=0。
独立参数数目N =不平衡势差数=能量转换方式的数目=各种功的方式+热量= n +1准平衡过程：系统所经历的每一个状态都无限接近平衡态的过程。
可逆过程：系统经历某一过程后，如果再沿着原路径逆行而回到初始状态，外界也随之恢复到原来的状态，而不留下任何变化。
工程热力学与传热学复习资料
热工复习资料绪论热工学分为两部分：工程热力学和传热学二者区别：工程热力学主要研究能量（特别是热能）的性质及其与机械梦或其他形式能之间相互转换规律;传热学是研究热量传递规律的学科第一章复习重点1．边界(界面)：热力系与外界的分界面特性：固定、活动、真实、虚构2．几种热力系统(1)闭口热力系统—与外界无物质交换的热力系统。
(2)开口热力系统—与外界有物质交换的热力系统。
(3)绝热热力系统—与外界无热量交换的热力系统。
(4)孤立热力系统—与外界无任何联系的热力系统。
（5简单可压缩系统—与外界只有热量和机械功交换的可压缩系统3．状态参数分类：（1）与质量无关不可相加的参数，称为强度参数如压力、温度、密度（2）与质量成正比可以相加的参数，广延参数。
如容积，内能、熵4．热工学中常用状态参数有六个：压力、比容、温度、内能、焓、熵基本状态参数：压力 p（此处的压力是指绝对压力非表压力或真空度）、温度 T、比容 v5．绝对压力、环境压力和相对压力之间的关系,可写出如下3个关系式,从中整理出所求量。
当P>Pb时为表压力：P=Pg+Pb；当P<Pb时为真空度：P=Pb-Pv6．平衡状态：指热力系在无外界影响的条件下，宏观性质不随时间变化的状态；要达到平衡状态必须满足热平衡和力平衡两个条件，若存在化学反应或相变包括化学平衡、相平衡7．引入平衡状态的目的：整个热力系统可用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述状态，便于分析热力学问题8.状态公理：对组成一定的闭口系，独立状态参数个数 N=n+1独立参数数目N=不平衡势差数=各种功的方式+热量= n+1 简单可压缩系统独立状态参数个数：N = n + 1 = 29过程：热力系从一个状态变化到另一个状态所经历全部状态的集合10．准静态过程定义：在无限小势差的推动下，由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程，也称为准静态过程。
条件: 推动过程进行的势差无限小。
工程热力学与传热学基础知识
1
第一章 基本概念
掌握热力系统、平衡状态、准静态过程、 可逆过程等基本概念。
掌握状态参数的特征，基本状态参数p， v，T的定义和单位等。掌握热量和功量 过程量的特征。
2
1-1热力系统（system）
热力系统(热力系、系统) ---人为分离出来的研 究对象。 外界--surrounding ：与系统发生质、能交换的 物系。 边界（boundary）：系统与外界的分界面 （线）。
p f (v, T ) F p, v, T 0
T f ( p, v)
上式称为状态方程，它们的具体形式 取决于工质的性质，一般由实验求出，也 可由理论分析求得。 例：理想气体状态方程
pv RT
32
二、状态参数坐标图 （1）状态公理 对于和外界只有热量和体积变化功（膨 胀功或压缩功）的简单可压缩系统，只需两 个独立的参数（如p、v，p、T 或v、T）便可 确定它的平衡状态。
22
（2）比体积 定义： 单位质量的工质所占有的体积，用 符号v表示，单位为 m3/kg 。
V v m
密度： 单 位 体 积 工 质 的 质 量 ， 用 符 号 表示，单位为 kg/ m3 。
v 1
比体积和密度二者相关，通常以比体积作 为状态参数 。 23
（3）温度
1）温度的物理意义
13
平衡的实质
不存在不平衡势
– 温差 （Temperature differential）— 热不平
衡势
– 压差 — 力不平衡势 – 相变 — 相不平衡势 – 化学反应 — 化学不平衡势
14
（3）状态参数
用于描述系统平衡状态的物理量称为 状态参数，如温度、压力、比体积等。
热力学、传热学基础知识综述
二.压力 定义：是指单位面积上所承受的垂直力。以P表示， 单位是帕斯卡（Pa，N/m2）。 单位换算： 1Po=1.033kgf/cm2≈763.35mm.Hg=1.013bar≈14.7 1 Psi 表压：压力通常是由压力表测定，因压力表都处在 大气压的作用下，所以其构造原理均建立在压力平 衡的基础上，这种表压力都等于容器的真实压力或 称绝对压力(P)和大气压(Po)之和。 P=Po+Pg(Pg＞Po) 当容器的压力小于大气压时，该容器处于真空状态， 工程上用小于0的真空表来测量，表压力称为真空 度（Pv），被测量的介质压力称为真空压力。 P=Po-Pv (Po＞Pv)
热量Q 功W 代数值 热力学能变量Δ U 4.热力学第二定律
系统吸热Q+
系统对外作功W+
系统热力学能增大Δ U+
热不能自发地、不付代价地从低温物体传到高 温物体 研究与热现象相关的各种过程进行的方向、条 件及限度的定律 热力学循环 正向循环 逆向循环 热能转化为机械功 消耗功
5.热源温度不变时的逆向可逆循环 ——逆卡诺循环 当高温热源和低温热源随着过程的进行温度 不变时，具有两个可逆的等温过程和两个等 熵过程组成的逆向循环。 在相同温度范围内，它是消耗功最小的循 环，即热力学效率最高的制冷循环，因为它 没有任何不可逆损失。 6.热力学第三定律
Qc——空调系统的冷凝器向车外大气环境释放的热量； Qe——空调系统的蒸发器向车厢环境吸收的热量； W——发动机通过压缩机向空调系统作的功； ；
制冷系数ε=制冷量/消耗的机械功=Qe/W ；
七。客车的热负荷分布
八。与售后相关的分析
五.热量和热流量
热量：是指物体的热能变化的多少，是一个变化量
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如质量m、容积 V、内能 U、焓 H、熵S
比参数：具有强度参数的性质，
其单位：/kg kmol
vV hH s S uU
m
m
m
m
16
区分参数类型的判据
m V T P ρ
½m ½m
½V ½V
T
T
P
P
ρ
ρ
Extensive properties Intensive properties
10
热源：
本身热容量很大，且在放出或吸收有 限量热量时自身温度及其它热力学参数没 有明显变化的物体。
例如锅炉、循环水池、大气等。 提供热量的热源称为高温热源；吸收热 量的热源称为低温热源。
11
1-2 状态和基本状态参数
1. 热力状态和平衡状态
（1）热力状态（ State ）
系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状 况称为系统的热力状态，简称状态。
6
（1）闭口系统
与外界无物质交 换的系统。系统的质 量始终保持恒定，也 称为控制质量系统。
闭口 系统
边界 外界
7
（2）开口系统
与外界有物质交
进口
换的系统。系统的容
积始终保持不变，也
称为控制容积系统。
（3）绝热系统 与外界没有热量交换的系统。 出口
（4）孤立系统
与外界既无能量（功、热量） 交换又无物质交换的系统。
reactions
系统内部不存在热量传递，即各处的温度 均匀一致的状态称为热平衡状态。
13
平衡的实质
不存在不平衡势
– 温差 （Temperature differential）— 热不平 衡势
– 压差 — 力不平衡势 – 相变 — 相不平衡势 – 化学反应 — 化学不平衡势
14
（3）状态参数
用于描述系统平衡状态的物理量称为 状态参数，如温度、压力、比体积等。
（2）平衡状态（ Equilibrium）
在不受外界影响的条件下（重力场除 外），如果系统的状态参数不随时间变化， 则该系统处于平衡状态。
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平衡的类型
Thermal equilibrium （热平衡）----temperature Mechanical equilibrium（力平衡）----pressure Phase equilibrium （相平衡） Chemical equilibrium（化学平衡）----no chemical
物系。
边界（boundary）：系统与外界的分界面
（线）。
3
a.边界特性
假想的、实际的、固定的、运动的、可变 形的
4
b.系统选取的人为性
过热器 汽轮机
锅 炉
发电机
凝 汽 器
给水泵
只交换功 既交换功 也交换热 只交换热
5
2、Classification of system 热力系统分类
A、以系统与外界关系划分：
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Pressure measurement 压力的测量
绝对压力、表压力与真空度 Absolute pressure、gage pressure and vacuum pressure
当 p > Pb 当 p < Pb
表压力 Pe 真空度 Pv
p pe pb p pb pv
Pe
p
Pv
Pb p
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2. 基本状态参数
工程热力学中常用的状态参数有压力、 温度、比体积、比热力学能、比焓、比熵等， 其中可以直接测量的状态参数有压力、温度、 比体积，称为基本状态参数。
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（1）压力 （ Pressure ）
单位面积上所受到的垂直作用力（即压强）
p F A
单位 : Pa （帕），1 Pa =1 N/ m2 ， 1 MPa = 103 kPa =106 Pa
AB C
热力学第零定律是温度测量的理论依据 。
3）温标： 温度的数值表示法。
建立温标的三个要素：
a . 选择温度的固定点，规定其数值；b. 确 定温度标尺的分度方法和单位；c. 选择某随温 度变化的物性作为温度测量的 依据。
8
1
m
Q W
4
系统划分图例说明
1 开口系
2
1+2 闭口系
1+2+3 绝热闭口系
1+2+3+4 孤立系
3
非孤立系＋相关外界
＝孤立系
9
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。
工质：
实现热能和机械能之间转换的媒介物质。 例如空气、燃气、水蒸气等。
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（2）比体积 定义： 单位质量的工质所占有的体积，用
符号v表示，单位为 m3/kg 。
vV m
密度： 单 位 体 积 工 质 的 质 量 ， 用 符 号
表示，单位为 kg/ m3 。
v 1
比体积和密度二者相关，通常以比体积作 为状态参数 。
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（3）温度
1）温度的物理意义
温度是反映物体冷热程度的物理量。温度的 高低反映物体内部微观粒子热运动的强弱。
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绝对压力 p、大气压力pb、表压力pe、真空度pv 只有绝对压力 p 才是状态参数。
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常用非SI压力单位：
1 bar（巴） = 105 Pa 1 atm（标准大气压） = 1.013105 Pa 1 at （工程大气压） = 0.981105 Pa 1 mmH2O（毫米水柱） = 9.81 Pa 1 mmHg （毫米汞柱） = 133.3 Pa
状态参数的特点： 状态确定，则状态参数也确定，反之亦 然
状态参数的积分特征：状态参数的变化 量与路径（path）无关，只与初终态（state） 有关
状态参数的微分特征：全微分
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状态参数的分类
Intensive properties强度参数： – 与物质的量无关的参数。如压力 p、温度T
Extensive properties广延参数：
当两个温度不同的物体相互接触时，它们 之间将发生热量传递，如果没有其它物体影响， 这两个物体的温度将逐渐趋于一致，最终将达 到热平衡（即温度相等）。所以温度是热平衡 的判据 。
温度相等
热平衡
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2）热力学第零定律：
如果两个物体中的每 一个都分别与第三个物体 处于热平衡，则这两个物 体彼此也必处于热平衡。
第一篇 工程热力学
1
第一章 基本概念
掌握热力系统、平衡状态、准静态过程、 可逆过程等基本概念。
掌握状态参数的特征，基本状态参数p， v，T的定义和单位等。掌握热量和功量 过程量的特征。
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1-1热力系统（system）
热力系统(热力系、系统) ---人为分离出来的研 究对象。
外界--surrounding ：与系统发生质、能交换的