工程熱力學(xué)大總結(jié)_第五版

1、.第一章 基 本 概 念1.基本概念熱力系統(tǒng)：用界面將所要研究的對(duì)象與周圍環(huán)境分隔開(kāi)來(lái)，這種人為分隔的研究對(duì)象，稱為熱力系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱系統(tǒng)。邊界：分隔系統(tǒng)與外界的分界面，稱為邊界。外界：邊界以外與系統(tǒng)相互作用的物體，稱為外界或環(huán)境。閉口系統(tǒng)：沒(méi)有物質(zhì)穿過(guò)邊界的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)，也稱控制質(zhì)量。開(kāi)口系統(tǒng)：有物質(zhì)流穿過(guò)邊界的系統(tǒng)稱為開(kāi)口系統(tǒng)，又稱控制體積，簡(jiǎn)稱控制體，其界面稱為控制界面。絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間沒(méi)有熱量傳遞，稱為絕熱系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換，稱為孤立系統(tǒng)。單相系：系統(tǒng)中工質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)都均勻一致的系統(tǒng)稱為單相系。復(fù)相系：由兩個(gè)相以上組成的系統(tǒng)稱為復(fù)相

2、系，如固、液、氣組成的三相系統(tǒng)。單元系：由一種化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為單元系。多元系：由兩種以上不同化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為多元系。均勻系：成分和相在整個(gè)系統(tǒng)空間呈均勻分布的為均勻系。非均勻系：成分和相在整個(gè)系統(tǒng)空間呈非均勻分布，稱非均勻系。熱力狀態(tài)：系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況，稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài)，簡(jiǎn)稱為狀態(tài)。平衡狀態(tài)：系統(tǒng)在不受外界影響的條件下，如果宏觀熱力性質(zhì)不隨時(shí)間而變化，系統(tǒng)內(nèi)外同時(shí)建立了熱的和力的平衡，這時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱為平衡狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù)：描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。如溫度（t）、壓力（p）、比容（）或密度（）、內(nèi)能（u）、焓（h）、熵

3、（s）、自由能（f）、自由焓（g）等?；緺顟B(tài)參數(shù)：在工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)中，其中溫度、壓力、比容或密度可以直接或間接地用儀表測(cè)量出來(lái)，稱為基本狀態(tài)參數(shù)。溫度：是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時(shí)冷熱程度的物理量，其物理實(shí)質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大量微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱程度的宏觀反映。熱力學(xué)第零定律：如兩個(gè)物體分別和第三個(gè)物體處于熱平衡，則它們彼此之間也必然處于熱平衡。壓力：垂直作用于器壁單位面積上的力，稱為壓力，也稱壓強(qiáng)。相對(duì)壓力：相對(duì)于大氣環(huán)境所測(cè)得的壓力。如工程上常用測(cè)壓儀表測(cè)定系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力即為相對(duì)壓力。比容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)所具有的容積，稱為工質(zhì)的比容。密度：?jiǎn)挝蝗莘e的工質(zhì)所具有的質(zhì)量，稱為工質(zhì)的密度。精品.強(qiáng)度性

4、參數(shù)：系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值與整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)值相同，與質(zhì)量多少無(wú)關(guān)，沒(méi)有可加性，如溫度、壓力等。在熱力過(guò)程中，強(qiáng)度性參數(shù)起著推動(dòng)力作用，稱為廣義力或勢(shì)。廣延性參數(shù)：整個(gè)系統(tǒng)的某廣延性參數(shù)值等于系統(tǒng)中各單元體該廣延性參數(shù)值之和，如系統(tǒng)的容積、內(nèi)能、焓、熵等。在熱力過(guò)程中，廣延性參數(shù)的變化起著類似力學(xué)中位移的作用，稱為廣義位移。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程：過(guò)程進(jìn)行得非常緩慢，使過(guò)程中系統(tǒng)內(nèi)部被破壞了的平衡有足夠的時(shí)間恢復(fù)到新的平衡態(tài)，從而使過(guò)程的每一瞬間系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)都非常接近平衡狀態(tài)，整個(gè)過(guò)程可看作是由一系列非常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成，并稱之為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程?？赡孢^(guò)程：當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行正、反兩個(gè)過(guò)程后，系統(tǒng)與外界均能完全回

5、復(fù)到初始狀態(tài)，這樣的過(guò)程稱為可逆過(guò)程。膨脹功：由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化（增大或縮?。┒ㄟ^(guò)界面向外界傳遞的機(jī)械功稱為膨脹功，也稱容積功。熱量：通過(guò)熱力系邊界所傳遞的除功之外的能量。熱力循環(huán)：工質(zhì)從某一初態(tài)開(kāi)始，經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，最后又回復(fù)到初始狀態(tài)的全部過(guò)程稱為熱力循環(huán)，簡(jiǎn)稱循環(huán)。2.常用公式 狀態(tài)參數(shù):狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的函數(shù)，對(duì)應(yīng)一定的狀態(tài)，狀態(tài)參數(shù)都有唯一確定的數(shù)值，工質(zhì)在熱力過(guò)程中發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，由初狀態(tài)經(jīng)過(guò)不同路徑，最后到達(dá)終點(diǎn)，其參數(shù)的變化值，僅與初、終狀態(tài)有關(guān)，而與狀態(tài)變化的途徑無(wú)關(guān)。溫度：1式中分子平移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，其中m是一個(gè)分子的質(zhì)量，是分子平移運(yùn)動(dòng)的均方根速度；b比例常數(shù)；t氣體

6、的熱力學(xué)溫度。2壓力：1精品.式中p單位面積上的絕對(duì)壓力；n分子濃度，即單位容積內(nèi)含有氣體的分子數(shù)，其中n為容積v包含的氣體分子總數(shù)。2式中f整個(gè)容器壁受到的力，單位為牛（n）；f容器壁的總面積（m2）。3 （pb）（pb）式中b當(dāng)?shù)卮髿鈮毫g高于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí)的相對(duì)壓力，稱表壓力；h 低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí)的相對(duì)壓力，稱為真空值。比容:1m3/kg式中v工質(zhì)的容積m工質(zhì)的質(zhì)量2式中工質(zhì)的密度kg/m3工質(zhì)的比容m3/kg熱力循環(huán):或，循環(huán)熱效率:式中q1工質(zhì)從熱源吸熱；q2工質(zhì)向冷源放熱；w0循環(huán)所作的凈功。制冷系數(shù)：式中q1工質(zhì)向熱源放出熱量；q2工質(zhì)從冷源吸取熱量；精品.w0循環(huán)所作的凈功

7、。供熱系數(shù)：式中q1工質(zhì)向熱源放出熱量q2工質(zhì)從冷源吸取熱量w0循環(huán)所作的凈功3.重要圖表圖1-1 熱力系統(tǒng)圖1-2邊界可變形系統(tǒng)圖1-3開(kāi)口系統(tǒng)圖1-4 孤立系統(tǒng)精品.圖1-5 u形壓力計(jì)測(cè)壓圖1-6 各壓力間的關(guān)系圖1-14 任意循環(huán)在圖上的表示(a)正循環(huán) ； (b)逆循環(huán)第二章 氣體的熱力性質(zhì) 1.基本概念理想氣體：氣體分子是由一些彈性的、忽略分子之間相互作用力（引力和斥力）、不占有體積的質(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成。比熱：?jiǎn)挝晃锪康奈矬w，溫度升高或降低1k（1）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的比熱。定容比熱：在定容情況下，單位物量的物體，溫度變化1k（1）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的定容比熱。定壓

8、比熱：在定壓情況下，單位物量的物體，溫度變化1k（1）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的定壓比熱。精品.定壓質(zhì)量比熱：在定壓過(guò)程中，單位質(zhì)量的物體，當(dāng)其溫度變化1k（1）時(shí)，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓質(zhì)量比熱。定壓容積比熱：在定壓過(guò)程中，單位容積的物體，當(dāng)其溫度變化1k（1）時(shí)，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓容積比熱。定壓摩爾比熱：在定壓過(guò)程中，單位摩爾的物體，當(dāng)其溫度變化1k（1）時(shí)，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓摩爾比熱。定容質(zhì)量比熱：在定容過(guò)程中，單位質(zhì)量的物體，當(dāng)其溫度變化1k（1）時(shí)，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容質(zhì)量比熱。定容容積比熱：在定容過(guò)程中

9、，單位容積的物體，當(dāng)其溫度變化1k（1）時(shí)，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容容積比熱。定容摩爾比熱：在定容過(guò)程中，單位摩爾的物體，當(dāng)其溫度變化1k（1）時(shí)，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容摩爾比熱?；旌蠚怏w的分壓力：維持混合氣體的溫度和容積不變時(shí)，各組成氣體所具有的壓力。道爾頓分壓定律：混合氣體的總壓力p等于各組成氣體分壓力pi之和?；旌蠚怏w的分容積：維持混合氣體的溫度和壓力不變時(shí)，各組成氣體所具有的容積。阿密蓋特分容積定律：混合氣體的總?cè)莘ev等于各組成氣體分容積vi之和。混合氣體的質(zhì)量成分：混合氣體中某組元?dú)怏w的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為混合氣體的質(zhì)量成分?；旌蠚怏w的容積成分

10、：混合氣體中某組元?dú)怏w的容積與混合氣體總?cè)莘e的比值稱為混合氣體的容積成分?；旌蠚怏w的摩爾成分：混合氣體中某組元?dú)怏w的摩爾數(shù)與混合氣體總摩爾數(shù)的比值稱為混合氣體的摩爾成分。對(duì)比參數(shù)：各狀態(tài)參數(shù)與臨界狀態(tài)的同名參數(shù)的比值。對(duì)比態(tài)定律：對(duì)于滿足同一對(duì)比態(tài)方程式的各種氣體，對(duì)比參數(shù)、和中若有兩個(gè)相等，則第三個(gè)對(duì)比參數(shù)就一定相等，物質(zhì)也就處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)中。2.常用公式理想氣體狀態(tài)方程：1式中p絕對(duì)壓力pa比容m3/kgt熱力學(xué)溫度k適用于1千克理想氣體。2式中v質(zhì)量為mkg氣體所占的容積精品.適用于m千克理想氣體。3式中vm=mv氣體的摩爾容積，m3/kmol；r0=mr通用氣體常數(shù)，j/kmolk適用于

11、1千摩爾理想氣體。4式中vnkmol氣體所占有的容積，m3；n氣體的摩爾數(shù)，kmol適用于n千摩爾理想氣體。5通用氣體常數(shù)：r0j/kmolkr0與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無(wú)關(guān)。6氣體常數(shù)：rj/kgkr與狀態(tài)無(wú)關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。7比熱：1比熱定義式：表明單位物量的物體升高或降低1k所吸收或放出的熱量。其值不僅取決于物質(zhì)性質(zhì)，還與氣體熱力的過(guò)程和所處狀態(tài)有關(guān)。2質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關(guān)系：式中c質(zhì)量比熱，kj/kgk容積比熱，kj/m3kmc摩爾比熱，kj/kmolk3定容比熱：表明單位物量的氣體在定容情況下升高或降低1k所吸收或放出的熱量。4定壓比熱：表明單位物量的氣體在定壓情況下升

12、高或降低1k所吸收或放出的熱量。5梅耶公式：精品.6比熱比： 道爾頓分壓定律： 阿密蓋特分容積定律： 質(zhì)量成分： 容積成分： 摩爾成分： 容積成分與摩爾成分關(guān)系： 質(zhì)量成分與容積成分： 精品.折合分子量： 折合氣體常數(shù)： 分壓力的確定 混合氣體的比熱容： 混合氣體的容積比熱容： 混合氣體的摩爾比熱容： 混合氣體的熱力學(xué)能、焓和熵 或 或 或 精品.范德瓦爾(van der waals)方程 對(duì)于1kmol實(shí)際氣體 壓縮因子：對(duì)比參數(shù)： ， ， 3.重要圖表常用氣體在理想狀態(tài)下的定壓摩爾比熱與溫度的關(guān)系氣體分子式溫度范圍（k）最大誤差%空氣氫h28.10628.101.9665-1.91594.

13、8023-4.0038-1.9661-0.8704273180027318000.721.01氧o225.17715.2022-5.06181.311727318001.19氮n228.907-1.57138.0805-28.725627318000.59一氧化碳co28.2601.67515.3717-2.221927318000.89二氧化碳co222.25759.8084-35.01007.469327318000.647水蒸氣h2o32.2381.923410.5549-3.595227318000.53乙烯c2h24.1261155.0213-81.545516.9755298150

14、00.30丙烯c3h43.7457234.0107-115.127821.735329815000.44甲烷ch419.88750.241612.6860-11.011327315001.33乙烷c2h65.413178.0872-69.37498.714729815000.70丙烷c3h8-4.233306.264-158.631632.145529815000.28幾種氣體在理想氣體狀態(tài)下的平均定壓質(zhì)量比熱容 t()o2n2h2co空氣co2h2o00.9151.03914.1951.0401.0040.8151.859精品.1000.9231.04014.3531.0421.0060.8

15、661.8732000.9351.04314.4211.0461.0120.9101.8943000.9501.04914.4461.0541.0190.9491.9194000.9651.05714.4771.0631.0280.9831.9485000.9791.06614.5091.0751.0391.0131.9786000.9931.07614.5421.0861.0501.0402.0097001.0051.08714.5871.0981.0611.0642.0428001.0161.09714.6411.1091.0711.0852.0759001.0261.10814.7061

16、.1201.0811.1042.11010001.0351.11814.7761.1301.0911.1222.14411001.0431.12714.8531.1401.1001.1382.17712001.0511.13614.9341.1491.1081.1532.21113001.0581.14515.0231.1581.1171.1662.24314001.0651.15315.1131.1661.1241.1782.27415001.0711.16015.2021.1731.1311.1892.30516001.0771.16715.2941.1801.1381.2002.3351

17、7001.0831.17415.3831.1871.1441.2092.36318001.0891.18015.4721.1921.1501.2182.39119001.0941.18615.5611.1981.1561.2262.41720001.0991.19115.6491.2031.1611.2332.44221001.1041.19715.7361.2081.1661.2412.46622001.1091.20115.8191.2131.1711.2472.48923001.1141.20615.9021.2181.1761.2532.51224001.1181.21015.9831

18、.2221.1801.2592.53325001.1231.21416.0641.2261.1821.2642.554密度（kg/m3)1.42861.25050.089991.25051.29321.96480.8042幾種氣體的臨界參數(shù)和范德瓦爾常數(shù)物質(zhì)名稱（k）（mpa）(mpa.m6/kmol2）（m3/kmol）精品.heh2n2o2co2nh3h2och4co5.333.3126.2154.8304.2405.5647.3190.7133.00.229011.297023.394565.076637.3869611.2983022.129704.640913.495893.5767

19、24.9304136.8115137.6429365.2920424.3812552.1069228.5001147.547924.0526.6838.6331.6842.7837.3030.3942.6939.53幾種氣體的臨界壓縮因子物質(zhì)heh2n2o2co2nh3h2ococh40.3000.3040.2970.2920.2740.2380.2300.2940.290圖2-5 通用壓縮因子圖第三章 熱力學(xué)第一定律1.基本概念熱力學(xué)第一定律:能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，或從一個(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)系統(tǒng)，而其總量保持恒定，這一自然界普遍規(guī)律稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換

20、定律。把這一定律應(yīng)用于伴有熱現(xiàn)象的能量和轉(zhuǎn)移過(guò)程，即為熱力學(xué)第一定律。精品.第一類永動(dòng)機(jī)：不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為第一類永動(dòng)機(jī)。熱力學(xué)能：熱力系處于宏觀靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所具有的能量之和。外儲(chǔ)存能：也是系統(tǒng)儲(chǔ)存能的一部分，取決于系統(tǒng)工質(zhì)與外力場(chǎng)的相互作用（如重力位能）及以外界為參考坐標(biāo)的系統(tǒng)宏觀運(yùn)動(dòng)所具有的能量（宏觀動(dòng)能）。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲(chǔ)存能。軸功：系統(tǒng)通過(guò)機(jī)械軸與外界傳遞的機(jī)械功稱為軸功。流動(dòng)功（或推動(dòng)功）：當(dāng)工質(zhì)在流進(jìn)和流出控制體界面時(shí)，后面的流體推開(kāi)前面的流體而前進(jìn)，這樣后面的流體對(duì)前面的流體必須作推動(dòng)功。因此，流動(dòng)功是為維持流體通過(guò)控制體界面而傳

21、遞的機(jī)械功，它是維持流體正常流動(dòng)所必須傳遞的能量。焓：流動(dòng)工質(zhì)向流動(dòng)前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分能量。對(duì)于流動(dòng)工質(zhì)，焓=內(nèi)能+流動(dòng)功，即焓具有能量意義；對(duì)于不流動(dòng)工質(zhì)，焓只是一個(gè)復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況：工質(zhì)以恒定的流量連續(xù)不斷地進(jìn)出系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點(diǎn)工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運(yùn)動(dòng)參數(shù)都保持一定，不隨時(shí)間變化，稱穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況。技術(shù)功：在熱力過(guò)程中可被直接利用來(lái)作功的能量，稱為技術(shù)功。動(dòng)力機(jī)：動(dòng)力機(jī)是利用工質(zhì)在機(jī)器中膨脹獲得機(jī)械功的設(shè)備。壓氣機(jī)：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設(shè)備稱為壓氣機(jī)。節(jié)流：流體在管道內(nèi)流動(dòng)，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體壓力降低的現(xiàn)象。2.常用公

22、式外儲(chǔ)存能：1 宏觀動(dòng)能：2 重力位能：式中g(shù)重力加速度。系統(tǒng)總儲(chǔ)存能：1或23 或（沒(méi)有宏觀運(yùn)動(dòng)，并且高度為零）熱力學(xué)能變化：精品.1，適用于理想氣體一切過(guò)程或者實(shí)際氣體定容過(guò)程2適用于理想氣體一切過(guò)程或者實(shí)際氣體定容過(guò)程（用定值比熱計(jì)算）3適用于理想氣體一切過(guò)程或者實(shí)際氣體定容過(guò)程（用平均比熱計(jì)算）4把的經(jīng)驗(yàn)公式代入積分。適用于理想氣體一切過(guò)程或者實(shí)際氣體定容過(guò)程（用真實(shí)比熱公式計(jì)算）5由理想氣體組成的混合氣體的熱力學(xué)能等于各組成氣體熱力學(xué)能之和，各組成氣體熱力學(xué)能又可表示為單位質(zhì)量熱力學(xué)能與其質(zhì)量的乘積。6適用于任何工質(zhì)，可逆過(guò)程。7適用于任何工質(zhì)，可逆定容過(guò)程8適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱

23、過(guò)程。9適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)絕熱、對(duì)外不作功的熱力過(guò)程等熱力學(xué)能或理想氣體定溫過(guò)程。10適用于mkg質(zhì)量工質(zhì)，開(kāi)口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過(guò)程。11.適用于1kg質(zhì)量工質(zhì)，開(kāi)口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過(guò)程12.適用于微元，任何工質(zhì)可逆過(guò)程13熱力學(xué)能的變化等于焓的變化與流動(dòng)功的差值。精品.焓的變化：1適用于m千克工質(zhì)2適用于1千克工質(zhì)3適用于理想氣體 4，適用于理想氣體的一切熱力過(guò)程或者實(shí)際氣體的定壓過(guò)程 5 適用于理想氣體的一切熱力過(guò)程或者實(shí)際氣體的定壓過(guò)程，用定值比熱計(jì)算6適用于理想氣體的一切熱力過(guò)程或者實(shí)際氣體的定壓過(guò)程用平均比熱計(jì)算 7把的經(jīng)驗(yàn)公式代入積分。 適用于理想氣

24、體的一切熱力過(guò)程或者實(shí)際氣體的定壓過(guò)程，用真實(shí)比熱公式計(jì)算 8 由理想氣體組成的混合氣體的焓等于各組成氣體焓之和，各組成氣體焓又可表示為單位質(zhì)量焓與其質(zhì)量的乘積。 9熱力學(xué)第一定律能量方程 適用于任何工質(zhì)，任何熱力過(guò)程。 10 適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過(guò)程 11 適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過(guò)程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。 12 適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過(guò)程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。精品. 13 適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過(guò)程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。 14 適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定壓過(guò)程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。 15 適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過(guò)程。熵的變化： 1

25、 適用于任何氣體，可逆過(guò)程。 2 為熵流，其值可正、可負(fù)或?yàn)榱悖粸殪禺a(chǎn)，其值恒大于或等于零。 3（理想氣體、可逆定容過(guò)程） 4（理想氣體、可逆定壓過(guò)程） 5（理想氣體、可逆定溫過(guò)程） 6（定熵過(guò)程） 適用于理想氣體、任何過(guò)程功量：膨脹功（容積功）： 1或適用于任何工質(zhì)、可逆過(guò)程 2適用于任何工質(zhì)、可逆定容過(guò)程精品. 3適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過(guò)程 4 適用于理想氣體、可逆定溫過(guò)程 5 適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過(guò)程。 6 適用于理想氣體定溫過(guò)程。 7 適用于任何氣體絕熱過(guò)程。 8 適用于理想氣體、絕熱過(guò)程 9適用于理想氣體、可逆絕熱過(guò)程 10 適用于理想氣體、可逆多變過(guò)程流動(dòng)功: 精品.

26、推動(dòng)1kg工質(zhì)進(jìn)、出控制體所必須的功。技術(shù)功: 1 熱力過(guò)程中可被直接利用來(lái)作功的能量，統(tǒng)稱為技術(shù)功。 2 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過(guò)程 3 技術(shù)功等于膨脹功與流動(dòng)功的代數(shù)和。 4 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過(guò)程 5 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過(guò)程熱量： 1 適用于任何工質(zhì)、微元可逆過(guò)程。 2 適用于任何工質(zhì)、可逆過(guò)程 3 適用于mkg質(zhì)量任何工質(zhì)，開(kāi)口、閉口，可逆、不可逆過(guò)程 4 適用于1kg質(zhì)量任何工質(zhì)，開(kāi)口、閉口，可逆、不可逆過(guò)程 5 適用于微元，任何工質(zhì)可逆過(guò)程。 6 適用于任何工質(zhì)可逆過(guò)程。 7 適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過(guò)程。精品. 8 適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過(guò)程 9 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過(guò)

27、程 10 適用于任何工質(zhì)定容過(guò)程 11 適用于理想氣體定容過(guò)程。 12 適用于任何工質(zhì)定壓過(guò)程 13 適用于理想氣體、定壓過(guò)程 14 適用于任何工質(zhì)、絕熱過(guò)程 15 適用于理想氣體、多變過(guò)程3.重要圖表圖31 軸功圖32 流動(dòng)功精品.圖33 閉口系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換圖37 技術(shù)功圖35 開(kāi)口系統(tǒng)第四章 理想氣體的熱力過(guò)程及氣體壓縮1.基本概念精品.分析熱力過(guò)程的一般步驟：1.依據(jù)熱力過(guò)程特性建立過(guò)程方程式，p=f(v)；2.確定初、終狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)；3.將過(guò)程線表示在p-v圖及ts圖上,使過(guò)程直觀，便于分析討論。4.計(jì)算過(guò)程中傳遞的熱量和功量。絕熱過(guò)程：系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換情況下所進(jìn)行的狀態(tài)變

28、化過(guò)程，即或稱為絕熱過(guò)程。定熵過(guò)程：系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過(guò)程，稱為定熵過(guò)程。多變過(guò)程：凡過(guò)程方程為常數(shù)的過(guò)程，稱為多變過(guò)程。定容過(guò)程：定量工質(zhì)容積保持不變時(shí)的熱力過(guò)程稱為定容過(guò)程。定壓過(guò)程：定量工質(zhì)壓力保持不變時(shí)的熱力過(guò)程稱為定壓過(guò)程。定溫過(guò)程：定量工質(zhì)溫度保持不變時(shí)的熱力過(guò)程稱為定溫過(guò)程。單級(jí)活塞式壓氣機(jī)工作原理：吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、排氣過(guò)程，活塞每往返一次，完成以上三個(gè)過(guò)程?；钊綁簹鈾C(jī)的容積效率：活塞式壓氣機(jī)的有效容積和活塞排量之比，稱為容積效率。活塞式壓氣機(jī)的余隙：為了安置進(jìn)、排氣閥以及避免活塞與汽缸端蓋間的碰撞，在汽缸端蓋與活塞行程終點(diǎn)間留有一定的余隙，稱為余

29、隙容積，簡(jiǎn)稱余隙。最佳增壓比：使多級(jí)壓縮中間冷卻壓氣機(jī)耗功最小時(shí)，各級(jí)的增壓比稱為最佳增壓比。壓氣機(jī)的效率：在相同的初態(tài)及增壓比條件下，可逆壓縮過(guò)程中壓氣機(jī)所消耗的功與實(shí)際不可逆壓縮過(guò)程中壓氣機(jī)所消耗的功之比，稱為壓氣機(jī)的效率。熱機(jī)循環(huán)：若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，則此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。2.常用公式 氣體主要熱力過(guò)程的基本公式 過(guò)程定容過(guò)程定壓過(guò)程定溫過(guò)程定熵過(guò)程多變過(guò)程過(guò)程指數(shù)n01n過(guò)程方程v=常數(shù)p=常數(shù)pv=常數(shù)pv=常數(shù)pv n =常數(shù)p、v、t關(guān)系 精品.膨脹功w=0熱量比熱容0備注 表中比熱容為定值比熱容多變指數(shù)n： z級(jí)壓氣機(jī)，最佳級(jí)間升壓

30、比： 3.重要圖表 精品.圖41絕熱過(guò)程p-v圖圖42絕熱過(guò)程t-s圖圖43多變過(guò)程p-v圖圖43多變過(guò)程t-s圖精品.圖46單級(jí)活塞式壓氣機(jī)圖47理論壓氣過(guò)程示功圖圖48三種壓縮過(guò)程p-v圖和t-s圖圖4-11為兩級(jí)壓氣機(jī)工作過(guò)程圖精品.第五章 熱力學(xué)第二定律1.基本概念熱力學(xué)第二定律：開(kāi)爾文說(shuō)法：只冷卻一個(gè)熱源而連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是造不成功的?？藙谛匏拐f(shuō)法：熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳到高溫物體。第二類永動(dòng)機(jī)：從單一熱源取得熱量，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為第二類永動(dòng)機(jī)。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換，稱為孤立系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)

31、熵增原理：任何實(shí)際過(guò)程都是不可逆過(guò)程，只能沿著使孤立系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行。定熵過(guò)程：系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過(guò)程，稱為定熵過(guò)程。熱機(jī)循環(huán)：若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，則此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。制冷：對(duì)物體進(jìn)行冷卻，使其溫度低于周圍環(huán)境溫度，并維持這個(gè)低溫稱為制冷。制冷機(jī)：從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機(jī)械稱為制冷機(jī)。熱泵：將從低溫?zé)嵩次〉臒崃總魉椭粮邷嘏宜玫臋C(jī)械裝置稱為熱泵。理想熱機(jī)：熱機(jī)內(nèi)發(fā)生的一切熱力過(guò)程都是可逆過(guò)程，則該熱機(jī)稱為理想熱機(jī)?？ㄖZ循環(huán)：在兩個(gè)恒溫?zé)嵩撮g，由兩個(gè)可逆定溫過(guò)程和兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程組成的循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)

32、。卡諾定理：1所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與采用哪種工質(zhì)無(wú)關(guān)。 2在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循環(huán)。自由膨脹：氣體向沒(méi)有阻力空間的膨脹過(guò)程，稱為自由膨脹過(guò)程。2.常用公式熵的定義式：j/kg k工質(zhì)熵變計(jì)算：，工質(zhì)熵變是指工質(zhì)從某一平衡狀態(tài)變化到另一平衡狀態(tài)熵的差值。因?yàn)殪厥菭顟B(tài)參數(shù)，兩狀態(tài)間的熵差對(duì)于任何過(guò)程，可逆還是不可逆都相等。1精品.理想氣體、已知初、終態(tài)t、v值求s。2理想氣體已知初、終態(tài)t、p值求s。3理想氣體、已知初、終態(tài)p、v值求s。4固體及液體的熵變計(jì)算：5熱源熵變：克勞修斯不等式：任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠(yuǎn)

33、小于零，可逆過(guò)程時(shí)等于零。閉口系統(tǒng)熵方程：式中：ssys系統(tǒng)熵變； ssur環(huán)境熵變； si某子系統(tǒng)熵變。開(kāi)口系統(tǒng)熵方程：式中：m2s2工質(zhì)流出系統(tǒng)的熵； m1s1工質(zhì)流入系統(tǒng)的熵。不可逆作功能力損失： 式中：t0環(huán)境溫度； siso孤立系統(tǒng)熵增。3.重要圖表精品.圖5-4卡諾循環(huán)的p-v圖和t-s圖圖5-4 逆卡諾循環(huán)的p-v圖和t-s圖精品.圖5-7 任意可逆循環(huán)圖5-7 熵變、熵流與熵產(chǎn)第六章 熱力學(xué)微分關(guān)系式1基本概念精品.自由能：f =uts，f稱為自由能，或稱亥姆霍茲（helmholtz）函數(shù)。自由焓：令g = hts，g稱為自由焓，或稱吉布斯（gibbs）函數(shù)。2重要公式熱力學(xué)能

34、的基本關(guān)系式：焓的基本關(guān)系式：自由能基本關(guān)系式：自由焓的基本關(guān)系式：麥克斯韋關(guān)系式： 熱系數(shù)：式中 壓力溫度系數(shù)；物質(zhì)在定容下壓力隨溫度的變化率；容積膨脹系數(shù)，或稱熱膨脹系數(shù)；物質(zhì)在定壓下比體積隨溫度的變化率； 定溫壓縮系數(shù)，或簡(jiǎn)稱壓縮系數(shù)；物質(zhì)在定溫下比體積隨壓力的變化率，表示物質(zhì)在定溫條件下受壓后的壓縮性。 這個(gè)偏導(dǎo)數(shù)為負(fù)值，加負(fù)號(hào)后，仍為正值。精品.熵方程：焓方程：熱力學(xué)能的微分方程式：熱量的微分方程式：上述兩式適用于任意物質(zhì)的任何可逆過(guò)程。比熱容與狀態(tài)方程式的關(guān)系： 比定壓熱容與比定容熱容的關(guān)系:克拉貝龍方程:克勞修斯克拉貝龍方程:精品.第七章 水蒸氣1基本概念未飽和水: 水溫低于飽和

35、溫度的水稱為未飽和水（也稱過(guò)冷水）.飽和水: 當(dāng)水溫達(dá)到壓力p所對(duì)應(yīng)的飽和溫度時(shí)，水將開(kāi)始沸騰，這時(shí)的水稱為飽和水。濕飽和蒸汽：把預(yù)熱到ts的飽和水繼續(xù)加熱，飽和水開(kāi)始沸騰，在定溫下產(chǎn)生蒸汽而形成飽和液體和飽和蒸汽的混合物，這種混合物稱為濕飽和蒸汽，簡(jiǎn)稱濕蒸汽。干飽和蒸汽：濕蒸汽的體積隨著蒸汽的不斷產(chǎn)生而逐漸加大，直至水全部變?yōu)檎羝?，這時(shí)的蒸汽稱為干飽和蒸汽（即不含飽和水的飽和蒸汽）。2常用公式干度：濕蒸汽的參數(shù)：（當(dāng)p不太大，x不太小時(shí)）過(guò)熱蒸汽的焓：其中是過(guò)熱熱量，t為過(guò)熱蒸汽的溫度，cpm為過(guò)熱蒸汽由t到ts的平均比定壓熱容。過(guò)熱蒸汽的熱力學(xué)能：過(guò)熱蒸汽的熵：精品.水蒸氣定壓過(guò)程：或水蒸

36、氣定容過(guò)程：水蒸氣定溫過(guò)程：水蒸氣絕熱過(guò)程：3重要圖表精品.7-1 凝固時(shí)體積膨脹的物質(zhì)的p-t圖圖7-2 凝固時(shí)體積縮小的物質(zhì)的p-t圖圖7-4 水蒸氣定壓發(fā)生過(guò)程示意圖精品.圖7-5 水蒸氣的p-v圖圖7-6 水蒸氣的t-s圖圖7-7 水蒸氣的t-s圖圖7-8 水蒸氣的h-s圖圖7-9 水蒸氣的定壓過(guò)程圖7-10 水蒸氣的定容過(guò)程精品.圖7-11 水蒸氣的定溫過(guò)程圖7-12 水蒸氣的定熵過(guò)程圖7-13 水蒸氣的不可逆絕熱過(guò)程圖7-14 例7-3第八章 濕空氣1.基本概念精品.濕空氣：干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。飽和空氣：干空氣和飽和水蒸氣所組成的混合氣體。未飽和空氣：干空氣和過(guò)熱水蒸氣

37、所組成的混合氣體。絕對(duì)濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量。飽和絕對(duì)濕度：在一定溫度下飽和空氣的絕對(duì)濕度達(dá)到最大值，稱為飽和絕對(duì)濕度相對(duì)濕度：濕空氣的絕對(duì)濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對(duì)濕度的比值含濕量(比濕度)：在含有1kg干空氣的濕空氣中，所混有的水蒸氣質(zhì)量飽和度：濕空氣的含濕量d與同溫下飽和空氣的含濕量ds的比值濕空氣的比體積：在一定溫度t和總壓力p下，1kg干空氣和0.001d水蒸氣所占有的體積濕空氣的焓： 1kg干空氣的焓和0.001dkg水蒸氣的焓的總和2.常用公式 濕空氣的總壓力：濕空氣的平均分子量：濕空氣的氣體常數(shù)：絕對(duì)濕度： 飽和絕對(duì)濕度： 相對(duì)濕度: 相對(duì)濕度反映了濕空

38、氣中水蒸氣含量接近飽和的程度。在某溫度t下，值小，表示空氣干燥，具有較大的吸濕能力; 值大，表示空氣潮濕，吸濕能力小。當(dāng)時(shí)為干空氣，時(shí)則為飽和空氣。未飽和空氣的相對(duì)濕度在0到1之間(精品.)。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，相對(duì)濕度又可表示為 含濕量(或稱比濕度) d： 飽和度d： 飽和度d略小于相對(duì)濕度，即d，如，則。濕空氣比體積： 濕空氣的焓： (kj/kg(a) 3.重要圖表 干空氣的組成表 成分分子量容積成分（摩爾成分）組成氣體的部分分子量32.0000.20956.70428.0160.780921.87839.9440.00930.37144.01精品.圖83 干、濕球溫度計(jì)圖84濕空氣的h-d圖圖85 圖四個(gè)區(qū)域的特征圖86露點(diǎn)在圖上的表示精品.圖89 濕空氣的加熱圖810 濕空氣的冷卻圖812定溫加濕過(guò)程圖811 濕空氣的絕熱加濕過(guò)程精品.圖813 濕空氣的混合過(guò)程圖814 冷卻塔示意圖第九章 氣體和蒸汽的流動(dòng)1基本概念穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流：穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流是指開(kāi)口系統(tǒng)內(nèi)每一點(diǎn)的熱力學(xué)和力學(xué)參數(shù)都不隨時(shí)間而變化的流動(dòng)，但在系統(tǒng)內(nèi)不同點(diǎn)上，參數(shù)值可以不同。為了簡(jiǎn)化起見(jiàn)，可認(rèn)為管道內(nèi)垂直于軸向的任一截面上的各種