熱工基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)課件

1、熱工基礎(chǔ)總復(fù)習(xí)一 系統(tǒng)熱力學(xué)中人為劃定的研究對(duì)象稱為系統(tǒng)，系統(tǒng)以外的物質(zhì)稱為外界。系統(tǒng)與外界的交界處稱為邊界。如果系統(tǒng)與外界之間無(wú)質(zhì)量遷移，稱為閉口系（或封閉系），有質(zhì)量遷移稱為開口系。既無(wú)質(zhì)量遷移又無(wú)能量遷移，稱為孤立系。二 狀態(tài)參數(shù) 描述系統(tǒng)狀態(tài)的物質(zhì)量稱為狀態(tài)參數(shù)。它僅取決于系統(tǒng)的狀態(tài)，而與過程無(wú)關(guān)。 狀態(tài)可分為強(qiáng)度量，廣延量和比參量。 狀態(tài)參數(shù)的積分性質(zhì)為：有U，H，S，p，V，T狀態(tài)參數(shù)。其中p，V，T為基本狀態(tài)參數(shù)，狀態(tài)參數(shù)之間的方程稱為狀態(tài)方程。理想氣體狀態(tài)方程為：pVRT 三 準(zhǔn)靜態(tài)過程與可逆過程當(dāng)不平衡勢(shì)無(wú)限小時(shí)，系統(tǒng)經(jīng)歷的一系列無(wú)限接近于平衡狀態(tài)的過程稱為準(zhǔn)靜態(tài)過程。它是理

2、想化了的實(shí)際過程，是實(shí)際過程進(jìn)行得非常緩慢時(shí)的一種極限情況。系統(tǒng)經(jīng)歷一個(gè)過程后，如能在過程逆行時(shí)使系統(tǒng)與外界同時(shí)回復(fù)到原始狀態(tài)而不留下任何變化。稱為可逆過程。其特征是無(wú)任何耗散效應(yīng)（摩擦、熱阻等）的準(zhǔn)靜態(tài)過程。 準(zhǔn)靜態(tài)過程可以在pV圖上，TS圖上表示出來(lái)。四 功的計(jì)算（a）準(zhǔn)靜態(tài)過程的膨脹功和壓縮功只適用于準(zhǔn)靜態(tài)過程，對(duì)任何工質(zhì)，只決定于內(nèi)部參數(shù)，與外界無(wú)關(guān)。（b）流動(dòng)功pV流動(dòng)過程中，乘積pV稱為流動(dòng)功，是推動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)必須的。（c）技術(shù)功準(zhǔn)靜態(tài)過程技術(shù)功可表示為：五 熱力學(xué)第一定律實(shí)質(zhì)是能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用。流入系統(tǒng)的能量離開系統(tǒng)的能量系統(tǒng)儲(chǔ)存能量的變化對(duì)熱力循環(huán)： 對(duì)孤立系：

3、 對(duì)閉系： 若無(wú)動(dòng)能勢(shì)能變化時(shí)，則為：例題：某系統(tǒng)經(jīng)歷了四個(gè)熱力學(xué)過程組成的循環(huán)，試填下表的缺數(shù)據(jù)。熱力過程 Q（kJ）W（kJ） U（kJ）1212100230250-25034-9800-980410-20熱效率W/Q230/1210=19%六 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程穩(wěn)定流動(dòng)熱力系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)的一切參數(shù)都不隨時(shí)間而變化的過程。用此式，可以對(duì)一些穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行計(jì)算。比如，節(jié)流過程前后焓不變： 葉輪式機(jī)械的軸功： 七. 熱力學(xué)第二定律開氏說(shuō)法：不可能從單一熱源提取熱能使之完全變?yōu)橛杏玫墓Χ划a(chǎn)生其它影響。克氏說(shuō)法：熱不可能從低溫物體傳至高溫物體而不引起其它變化。例：試證在pV狀態(tài)圖上絕熱線與定溫線不可

4、能相交于兩點(diǎn)。證明：假設(shè)在pV圖上，有一條熵線與一條等溫線相交于兩點(diǎn)。 并令由a1，b2，a組成正循環(huán)。此循環(huán)向外可輸出凈功W，其大小等于a1，b2，a所圍成的面積。但在循環(huán)中，只有b2 ，a過程是吸熱過程，而沒有放熱過程，這就意味著，此循環(huán)從單一熱源吸熱使之完全變成了功，而不引起其它變化，違反第二定律。因此，假設(shè)是錯(cuò)誤的，不能相交于兩點(diǎn)。八 卡諾循環(huán)與卡諾定理卡諾循環(huán)：由兩個(gè)等溫過程和兩個(gè)絕熱過程組成。卡諾熱機(jī)的效率： （1）效率只與熱源溫度有關(guān)，與工質(zhì)無(wú)關(guān)。 （2） 都是不可能的。 （3）T1T2時(shí)，0。卡諾定理：在相同熱源間工作的一切可逆熱機(jī)效率相等，一切不可逆熱機(jī)效率小于可逆熱機(jī)效率，

5、與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。九 過程方向性的特征與判據(jù)第二定律可導(dǎo)出下列數(shù)學(xué)表達(dá)式，形式與使用條件不同，但本質(zhì)相同。（1）熵變表達(dá)式： （用于過程） （2）克勞修斯積分式： （用于循環(huán)） （3）孤立系熵增原理： （孤立系的熵永不減少）“”對(duì)應(yīng)可逆過程，不等號(hào)相應(yīng)于不可逆過程。與外界傳熱引起的熵變叫熵流，由不可逆因素引起的熵變叫熵產(chǎn)。十 理想氣體的性質(zhì)（1）遵守克拉貝龍狀態(tài)方程（2）理想氣體的內(nèi)能與焓僅是溫度的函數(shù) （3） （4）理想氣體的熵 十一 理想氣體的過程（1）四種基本過程：定溶、定壓、定 溫、定熵（絕熱） （2）多變過程可以表示為：pV n常數(shù) n0，定壓；n1，定溫；nk，絕熱； ，定容n 1

6、.1定容過程吸熱量： 內(nèi)能變化： 熵變： 膨脹功 :技術(shù)功： 1.2 定壓過程膨脹功：技術(shù)功： 吸熱量： 焓變： 熵變： 1.3 定溫過程膨脹功 : 技術(shù)功 : 熱量：熵變： 1.4 定熵過程（絕熱過程）技術(shù)功 ： 吸熱量 ： 膨脹功 ：4蒸汽的熱力性質(zhì)定壓下水蒸氣的發(fā)生過程可分為三個(gè)階段、五種狀態(tài)：余熱階段（過冷水飽和水）汽化階段（飽和水濕飽和蒸汽干飽和蒸汽）過熱階段（干飽和蒸汽過熱蒸汽） 為了說(shuō)明蒸汽在混合物中的比例，引入干度的概念：定義為：飽和蒸汽量與總濕蒸汽量的重量百分比。顯然：飽和水時(shí)x=0，干飽和蒸汽時(shí)x=1(無(wú)水)42蒸汽熱力性質(zhì)表對(duì)于濕蒸汽，如果已知干度，同樣可從表上查表得到有關(guān)數(shù)據(jù)，但要計(jì)算：第四節(jié) 濕空氣1. 飽和及未飽和空氣2. 露點(diǎn)溫度tD3. 絕對(duì)濕度和相對(duì)濕度4. 含濕量5. 濕空氣的焓 該焓應(yīng)是空氣焓與水蒸汽焓之和： 在一般濕空氣的傳送過程中，空氣質(zhì)量一般不變，所以濕空氣的比焓是相對(duì)于干空氣而言的。 焓只計(jì)算相對(duì)值，但在一般圖表中，取零度時(shí)干空氣的焓為零。則任意溫度下， （干空氣焓） 水蒸汽焓近似為： （理想氣體） 其中 為0時(shí)飽和水蒸汽的焓， （t） 這是一個(gè)非常常用的公式，公式加查表，基本能滿足我們的使用要求。 例：設(shè)大氣壓力為0