熱力學(xué)總結(jié)資料

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。開口系統(tǒng) ：有物質(zhì)流穿過(guò)邊界的系統(tǒng)稱為開口系統(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

2、以上組成的系統(tǒng)稱為復(fù)相系，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（

3、u ）或密度（p ）、內(nèi)能（u）、焓（h）、熵（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。

4、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。強(qiáng)度性參數(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)

5、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（增大或縮小）而通過(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2 狀態(tài)參數(shù)：dx =x2禺，dx =0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)

6、有關(guān)，而與狀態(tài)變化的途徑無(wú)關(guān)。溫度：1.2 mw2=BT2式中分子平移運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能，其中2m是一個(gè)分子的質(zhì)量， W是分子平移運(yùn)動(dòng)的均1.方根速度；B-比例常數(shù)；T氣體的熱力學(xué)溫度。2.T =273t壓力：1.22 mw2 “pnnBT323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) n = N，其中N為容積V包含的氣體分子總 V數(shù)。2. p二fF整個(gè)容器壁受到的力，單位為牛（N；f 容器壁的總面積（R!）。3. p =B Pg（PB）p 二 B - H（FB）式中 B-當(dāng)?shù)卮髿鈮毫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。

7、 比容：Vv =m式中V工質(zhì)的容積m工質(zhì)的質(zhì)量2.衛(wèi)=1式中工質(zhì)的密度 kg/m3v 工質(zhì)的比容mf/kg熱力循環(huán)：、q =、.w或二lu =0 , - du = 0循環(huán)熱效率=W0 二 qi 72 =1 q2 tqiqiqi式中qi工質(zhì)從熱源吸熱;制冷系數(shù)：q2q2 i -woqi q2式中q2 工質(zhì)向冷源放熱; w 循環(huán)所作的凈功。qi工質(zhì)向熱源放出熱量；q2工質(zhì)從冷源吸取熱量;wo循環(huán)所作的凈功。供熱系數(shù):Wo qi -q2式中qi工質(zhì)向熱源放出熱量S工質(zhì)從冷源吸取熱量 wo循環(huán)所作的凈功第二章氣體的熱力性質(zhì)i. 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

8、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iK (C)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iK (iC)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的定容比熱。定壓比熱：在定壓情況下，單位物量的物體，溫度變化iK (iC)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的定壓比熱。定壓質(zhì)量比熱：在定壓過(guò)程中，單位質(zhì)量的物體, 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, 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, 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

9、容過(guò)程中，單位質(zhì)量的物體,當(dāng)其溫度變化iK (iC)時(shí)，物體和外當(dāng)其溫度變化iK (iC)時(shí)，物體和外當(dāng)其溫度變化iK (iC)時(shí)，物體和外當(dāng)其溫度變化iK (iC)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，單位容積的物體，當(dāng)其溫度變化1K (1C)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( 1C)時(shí)，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容摩爾比熱。混合氣體的分壓力：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 P之和

10、?；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質(zhì)量成分:混合氣體的總?cè)莘e V等于各組成氣體分容積 V之和。: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。混合氣體的容積成分: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。混合氣體的摩爾成分: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。Pr、Tr和Vr中若有兩個(gè)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)相等，則第三個(gè)對(duì)比參數(shù)就一定相等，物質(zhì)

11、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. pv = RT式中p絕對(duì)壓力Pav 比容m/kgT熱力學(xué)溫度K適用于1千克理想氣體。2. pV =mRT式中V質(zhì)量為nkg氣體所占的容積適用于m千克理想氣體。3. pVM = R0T式中V=M 氣體的摩爾容積，m/kmol ;R)=MR-通用氣體常數(shù)，J/kmol K適用于1千摩爾理想氣體。4. pV 二nRjT式中V nKmol氣體所占有的容積，mf;n氣體的摩爾數(shù)，n二竺,kmolM適用于n千摩爾理想氣體。5通用氣體常數(shù)：RR0 =8314 J/Kmol KF0與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無(wú)關(guān)。6 .氣體常數(shù)：RRo8314M 一 MJ/kg

12、 KR與狀態(tài)無(wú)關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。7 PiW _ P2V2 -可2質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關(guān)系:Mc _cc：022.4比熱:1 .比熱定義式：dT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)。cptv = GR1K所吸收或放出的熱量。1K所吸收或放出的熱量。式中c質(zhì)量比熱，kJ/Kg kc容積比熱，kJ/m3 kMt 摩爾比熱，kJ/Kmol k3定容比熱：cv = 9二叫=衛(wèi)dT dTVcT 丿v表明單位物量的氣體在定容情況下升高或降低4.定壓比熱：cp J% dhp dT dT表明單位物量的氣體在定壓情況下升

13、高或降低 5梅耶公式：MCp Mcv = MR = R06.比熱比：Cp cp MCpCv CvMCvCp =RCv :-1nR道爾頓分壓定律P =P1P2 P3阿密蓋特分容積定律V W V2 V3p,Pmigim容積成分與摩爾成分關(guān)系:ri 二ni二 Xi質(zhì)量成分:ng 72）川II gn 八 gi =1i=1容積成分：Vi“Vnr 二A D 丨|仏 7 ri -1 i=1摩爾成分：niXi =nX2川川Xn質(zhì)量成分與容積成分:miniM iMinM=riMigiMiniM i折合分子量:折合氣體常數(shù):Rog1nR。g2川IIIi =0giMimiMi八giRi =1RorMDM2川川rnM

14、1分壓力的確定R1R2Rn混合氣體的比熱容：C二giCi+g2C2+H）|）| VnCn八，giCi7混合氣體的容積比熱容：nC =TiC+r 26+11 川丨 Wn rCii 4nn混合氣體的摩爾比熱容 ：Mc=M giC =送XjMiCVi A混合氣體的熱力學(xué)能、焓和熵nU 八miuii 4nnH 二 H i 或 H= mi hii 4i 4n SSi或i 4范德瓦爾(Van der Waals) 方程p 弓 V -b 二 RTv對(duì)于1kmol實(shí)際氣體f、a p+jr (Vm _b)=R0TVM J壓縮因子：ns =送 m si AVz =VidpvRT對(duì)比參數(shù):tT，p衛(wèi)，心TCPcVC

15、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。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)存軸功：系統(tǒng)通

16、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

17、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. 常用公式外儲(chǔ)存能：1宏觀動(dòng)能：Ek =?mc2重力位能：Ep =mgz式中 g 重力加速度。系統(tǒng)總儲(chǔ)存能：1- E =U EEp或 E =U -mc2 mgz22. e = u 丄 c2 gz23. E =U或 e=u （沒(méi)有宏觀運(yùn)動(dòng)，并且高度為零）熱力學(xué)能變化：21. du =5dT , :u = ：CvdT1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. . ：u =5仃2 -TJ適用于理

18、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）t2t2t1t t3. Au = jC/dt = jhvdt - jCvdt =Cvm O t2 Cvm 0 t1t100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）24把 Cv = f T的經(jīng)驗(yàn)公式代入JCvdT積分。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（用真實(shí)比熱公式計(jì)算）nn5. U 二U1 U2Un Uimuimi=i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。26.：u = q _ pdv適用于任何工質(zhì)，可逆過(guò)程。7.：u =q適用

19、于任何工質(zhì)，可逆定容過(guò)程8.2山二 pdv適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過(guò)程。9.U =0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.U =Q -W適用于 mkg質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過(guò)程。11.：u = q -w適用于1kg質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過(guò)程12.du =、.q - pdv適用于微兀，任何工質(zhì)可逆過(guò)程13.二u - . ：h -. ：pv熱力學(xué)能的變化等于焓的變化與流動(dòng)功的差值。焓的變化：1.H =U pV適用于m千克工質(zhì)2.h =u pv適用于1千克工質(zhì)3.h 二 u RT 二 f T適用于理想氣體4.d

20、h =cpdT , =h =2CpdT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1過(guò)程5.：h 仃2 - TJ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t2t2ti.6 Ah = Jcpdt = Jbpdt - Jbpdt =Cpm 0 協(xié)Cpm o1 右 t100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27把 cp = f T的經(jīng)驗(yàn)公式代入 F二CpdT積分。1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，用真實(shí)比熱公式計(jì)算8. H =比 H2川川Hn=弋口山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

21、 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Ws dEcv適用于任何工質(zhì)，任何熱力過(guò)程。10 .dh-qdigdzf11 . dh = q -、Ws適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過(guò)程適用于任何工質(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。2=q - vdp1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。13 .ch2-vdp1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 . . ：h 的變化。15 .h熵的變化：=0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)能和位能適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過(guò)程。適用于任何氣體，可逆過(guò)程。 ：Sf為熵流，其值

22、可正、可負(fù)或?yàn)榱?；，Sg為熵產(chǎn)，其值恒大于或等于零。 ls=Cvln （理想氣體、可逆定容過(guò)程）T1：Cpln匕（理想氣體、可逆定壓過(guò)程）T1v2p15 . ls = Rin - =Rln 一（理想氣體、可逆定溫過(guò)程）V1P26 . As =0 （定熵過(guò)程）T2v2Rinv2=cp incV1vin p2P1P2P1w =RT in v2適用于理想氣體、可逆定溫過(guò)程=cp inRinpT1適用于理想氣體、任何過(guò)程功量：膨脹功（容積功）：21 . -W二pdv或w二pdv適用于任何工質(zhì)、可逆過(guò)程12 . w=0適用于任何工質(zhì)、可逆定容過(guò)程3 . w = p v2 -v-!適用于任何工質(zhì)、可逆定壓

23、過(guò)程v1適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過(guò)程。6 . w=q適用于理想氣體定溫過(guò)程。適用于任何氣體絕熱過(guò)程。28 . w = - CvdT9 .適用于理想氣體、絕熱過(guò)程w - - . u適用于理想氣體、可逆絕熱過(guò)程w = n1-1PM P2V2適用于理想氣體、可逆多變過(guò)程 流動(dòng)功： wf 二 P2V2PlVi推動(dòng)1kg工質(zhì)進(jìn)、出控制體所必須的功。 技術(shù)功：熱力過(guò)程中可被直接利用來(lái)作功的能量,適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過(guò)程統(tǒng)稱為技術(shù)功。1 21 . wtcg=z ws, 1 2 , wtdc gdzws23 . wt =w pw - p2v2技術(shù)功等于膨脹功與流動(dòng)功的代數(shù)和。適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆

24、熱力過(guò)程適用于mkg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過(guò)程25 . wt 二- vdp熱量：1 . 、q 二TdS22 . q = Tds13 . Q；U W適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過(guò)程適用于任何工質(zhì)、微元可逆過(guò)程。適用于任何工質(zhì)、可逆過(guò)程4 . q = . ：u w5 . 、q =du pdv26 . q =.山亠 i pdv1適用于任何工質(zhì)可逆過(guò)程。適用于1kg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過(guò)程 適用于微元，任何工質(zhì)可逆過(guò)程。h2 - 1C；，gZ21-2jrn? _ mC12gZ1 .rnij ：；： WSdECV8 .1 2、.q =dhde2-gdz亠，ws適用于微兀穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流

25、過(guò)程9 .q = . ：hwt適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過(guò)程10 .q - . ：u適用于任何工質(zhì)定容過(guò)程11 .q =Cv T2 -T1適用于理想氣體定容過(guò)程。12 .q二：h適用于任何工質(zhì)定壓過(guò)程13 .q 二ep t2 -t1適用于理想氣體、定壓過(guò)程14 .q =0適用于任何工質(zhì)、絕熱過(guò)程15 .n - kqCv T2n 1-T1 n=1適用于理想氣體、多變過(guò)程第四章理想氣體的熱力過(guò)程及氣體壓縮1.基本概念分析熱力過(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，適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過(guò)程。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

26、分析討論。4. 計(jì)算過(guò)程中傳遞的熱量和功量。即.q =0或q = 0稱為絕熱過(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)變化過(guò)程， 絕熱過(guò)程。系統(tǒng)與外界沒(méi)有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過(guò)程，稱為定熵過(guò)程。定熵過(guò)程:多變過(guò)程：凡過(guò)程方程為 pvn二常數(shù)的過(guò)程，稱為多變過(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。吸氣過(guò)程、壓縮過(guò)程、排氣過(guò)程，活塞每往返一次，完成以定容過(guò)程：定壓過(guò)程：定溫過(guò)程：?jiǎn)渭?jí)活塞式壓氣機(jī)工作原理：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

27、，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)。多變指數(shù)n： =旦軌加z級(jí)壓氣機(jī)，最佳級(jí)間升壓比：第五章熱力學(xué)第二定律1.基本概念熱力學(xué)第二定律:開爾文說(shuō)法：只冷卻一個(gè)熱源而連續(xù)不斷

28、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)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

29、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)。卡諾循環(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)?？ㄖZ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J/kg K熵的定義式:LS =工質(zhì)熵變計(jì)算:工質(zhì)熵變是指工質(zhì)從某一平衡狀

30、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.厶s=cvl Rln旦理想氣體、已知初、終態(tài) T、v值求 S。Vi2.亠RTiP理想氣體已知初、終態(tài)T、P值求 So3. As二cPln上 cv ln二理想氣體、已知初、終態(tài) P、v值求 S。viPi4固體及液體的熵變計(jì)算：ds-mC mcl nT15. 熱源熵變:T克勞修斯不等式：任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠(yuǎn)小于零，可逆過(guò)程時(shí)等于零。閉口系統(tǒng)熵方程：。Ssys TSsur或:SisoSi式中： Sys系統(tǒng)熵變； Ssur 環(huán)境熵變； S某子系統(tǒng)熵變。開口系統(tǒng)熵方程：00 -0ys * LSs

31、ur m2s2 一 g 式中：ms2工質(zhì)流出系統(tǒng)的熵；msi工質(zhì)流入系統(tǒng)的熵。不可逆作功能力損失：W =To lSiso式中：To環(huán)境溫度； Sso孤立系統(tǒng)熵增。第七章水蒸氣1.基本概念未飽和水：水溫低于飽和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ts時(shí)，水將開始沸騰，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）。

32、2常用公式干度：工畝濕蒸汽中含干蒸汽的質(zhì) 量度濕蒸汽的總質(zhì)量濕蒸汽的參數(shù)：Vx二 xv (1 _x)v 二 VX(VV)Vx:XV (當(dāng)p不太大，X不太小時(shí))hxSxux=hx - PVX二xh (1 -x)h： =h x(h -h)二h xrr=xs (1-x)s=s x(s -s)=s x -Ts過(guò)熱蒸汽的焓:h 二 hCpm(t -ts)其中Cpm(t -ts)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:S = s 豐 Cp = s * Cpm In TT sTsTTsT s水蒸氣定壓過(guò)程:-u - h? - hi - p

33、(v? _ Vi )w=q 二 u 或 w = P(v? _vJpwt = - Jp vdp = 0T，+ r + dT，+ r+. Ts .Cp s Cpmln TIs Ts ITsIs水蒸氣定容過(guò)程:Vu = h? _ hi -V(p? _ 口)w = pdv 二 0VP?Wt = jp vdp =v(Pi p?)p1水蒸氣定溫過(guò)程:q =T(S2 - S)W = q - . ：h . ：u 二 h? 一 (P2V2 PivJ水蒸氣絕熱過(guò)程:w =：uW - -.：h.:u = h? - hi -(P2V2 Pi Vi)第八章濕空氣1. 基本概念濕空氣：干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。飽和

34、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6的比值含濕量（比濕度）：在含有ikg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0.001 d水蒸氣所占有的體積濕空氣的焓：1kg干空氣的焓和0.001 dkg水蒸氣的焓的總和2. 常用公式濕空氣的總壓力 p:P 二 Pa

35、Pv濕空氣的平均分子量:M =raMarvM vBMa訓(xùn)B - PvB Ma二Ma -山皿-Mv) =28.97 -(28.97 -18.02)-PvBB濕空氣的氣體常數(shù)：R=8314M8314287絕對(duì)濕度:28.97-10.95 AI378：PvR,T飽和絕對(duì)濕度匚:PsRvTpvFs相對(duì)濕度:相對(duì)濕度反映了濕空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)=0時(shí)為干空氣,即=1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（0 ；：； ；： 1）。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，相對(duì)濕度又可表示為單_匕_ PvPsPs含濕量

36、（或稱比濕度）d:d _ mv - 匚ma:?ad =622s-(g/kg(a) B-ps622Pv飽和度D:B - Pv-B 一 Psds622PsB - Pv622 B - Ps飽和度D略小于相對(duì)濕度:，即D，如p- p p 一 ps，則D :。濕空氣比體積：V3vVa(m /kg(a)mav = V _ RaLT (1 . Rv 0.001d) maPRaR I T =(1 0.0016064) m3/kg(a)濕空氣的焓：Ph =ha0.001dm (kJ/kg(a)h =1.01t0.001d(25011.85t)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)流是指開口系統(tǒng)內(nèi)每一

37、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 面上的各種參數(shù)都均勻一致，流體參數(shù)只沿管道軸向或流動(dòng)方向發(fā)生變化。定熵滯止參數(shù)：將具有一定速度的流體在定熵條件下擴(kuò)壓，使其流速降低為零，這時(shí)氣體的參數(shù)稱為定熵滯止參數(shù)。減縮噴管：當(dāng)進(jìn)入噴管的氣體是 M 1的超音速氣流時(shí)，這種沿氣流方向噴管截面積逐漸 擴(kuò)大的噴管稱為漸擴(kuò)噴管。縮放噴管：如需要將M 1的超音速氣流，則噴管截面積應(yīng)由 df 0，即噴管截面積應(yīng)由逐漸縮小轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u擴(kuò)大，這種噴管稱為漸 縮漸擴(kuò)噴管，或簡(jiǎn)稱縮放噴管，也稱拉伐爾（Laval ）噴管。節(jié)流：節(jié)流過(guò)程

38、是指流體（液體、氣體）在管道中流經(jīng)閥門、孔板或多孔堵塞物等設(shè)備時(shí)，由于局部阻力，使流體壓力降低的一種特殊流動(dòng)過(guò)程。這些閥門、孔板或多孔堵塞物稱為節(jié)流元件。若節(jié)流過(guò)程中流體與外界沒(méi)有熱量交換，稱為絕熱節(jié)流，常常簡(jiǎn)稱為節(jié)流。在熱力設(shè)備中，壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)或測(cè)量流量以及獲得低溫流體等領(lǐng)域經(jīng)常利用節(jié)流過(guò)程，而且由于流體與節(jié)流元件換熱極少，可以認(rèn)為是絕熱節(jié)流。冷效應(yīng)區(qū)：在轉(zhuǎn)回曲線與溫度縱軸圍成的區(qū)域內(nèi)所有等焓線上的點(diǎn)恒有J 0 ,發(fā)生在這個(gè)區(qū)域內(nèi)的絕熱節(jié)流過(guò)程總是使流體溫度降低，稱為冷效應(yīng)區(qū)。熱效應(yīng)區(qū)：在轉(zhuǎn)回曲線之外所有等焓線上的點(diǎn)，其4 1，稱為超音速。氣體流速變化與狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系：cdc = -vdp在管道內(nèi)作定熵流動(dòng)時(shí)， dc與dp的符號(hào)相反；即氣流速度增加 （dc 0），必導(dǎo)致氣體的 壓力下降