工程熱力學(xué)知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

1、工程熱力學(xué)大總結(jié)第一章基本概念基本概念熱力系統(tǒng)：用界面將所要研究的對(duì)象與周圍環(huán)境分隔開來，這種人為分隔的研究對(duì)象，稱為熱力系統(tǒng)，簡稱系統(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)：沒有物質(zhì)穿過邊界的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)，也稱控制質(zhì)量。）開口系統(tǒng)：有物質(zhì)流穿過邊界的系統(tǒng)稱為開口系統(tǒng)，又稱控制體積，簡稱控制體，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

2、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（u）或密度（P）內(nèi)能（u）焓（力）

3、熵（s）自由能（于）自由焓（g）等。基本狀態(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，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：單位質(zhì)量工質(zhì)所具有的容積，稱為工質(zhì)的比容。密度：單位容積的工質(zhì)所具有的質(zhì)量，稱為工質(zhì)的密度。強(qiáng)度性參數(shù)：系

4、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)量多少無關(guān)，沒有可加性，如溫度、壓力等。在熱力過程中，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)過程：過程進(jìn)行得非常緩慢，使過程中系統(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)過程?？赡孢^程：當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行正、反兩個(gè)過程后，系統(tǒng)與外界均能完全回復(fù)到初始

5、狀態(tài)，這樣的過程稱為可逆過程。膨脹功：由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化（增大或縮?。┒ㄟ^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)的全部過程稱為熱力循環(huán)，簡稱循環(huán)。常用公式狀態(tài)參數(shù):Jdx=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)在熱力過程中發(fā)生狀態(tài)變化時(shí)，由初狀態(tài)經(jīng)過不同路徑，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)變化的途徑無關(guān)。11|溫度mw2=bt2mw2式中m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，w是分子平移運(yùn)動(dòng)的均2方根

6、速度；B比例常數(shù)；氣體的熱力學(xué)溫度。壓力1nmw2=2nBT232.T=273+1式中P單位面積上的絕對(duì)壓力；N門一分子濃度，即單位容積內(nèi)含有氣體的分子數(shù)n=，其中N為容積V包含的氣體V分子總數(shù)。2.式中F整個(gè)容器壁受到的力，單位為牛(N)；)7容器壁的總面積(m2)。3.p=B+p(PB)gp=BH(P氣體常數(shù)：RJ/kgKR=竺=空MMR與狀態(tài)無關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。pvpv71-+=22TT12比熱：1.比熱定義式：c=竺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：c=M=c

7、p22.40式中c質(zhì)量比熱,kJ/Kgkc容積比熱，kJ/m3kMe摩爾比熱，kJ/Kmolk3.定容比熱：cv6qdu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。6qdh4.定壓比熱：c=p=竺pdTdT表明單位物量的氣體在定壓情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱量。5梅耶公式：c一c=Rpvc-c=PRpv0Mc一Mc=MR=Rpv06比熱比：ccMcK=P=P=PccMcvvvKRc=vK一1nRc=pK一1道爾頓分壓定律：p=P1+p2+p3+p=p.TOC o 1-5 h z123nii=1T,V阿密蓋特分容積定律：V=V+V+V+V=V123nii=1m質(zhì)量成分

8、：g=-im+g=g=1nii=1容積成分：Vr=-i-iV摩爾成分：r=r+r+12nii=1in容積成分與摩爾成分關(guān)系：x=x+x+12+x=x=1nii=1nr=h=xini質(zhì)量成分與容積成分：nMMMg=i=ii-=Xi-=riinMiMiMMRPg=r卜=r=rhiiMiRiPi折合分子量：區(qū)nMii-i=1nn=工xMiii=1=工rMiii=1M=+g十nMnMi=1i折合氣體常數(shù)：nRo丫yr乙nRoi0iMn-i=0=41J=ygR HYPERLINK l bookmark93 o Current Document iii=1R=0=MR0rM十rM十十rM1122nn=1r

9、ri十亠十RR12rnr十十乙jRRni=1i分壓力的確定VP=P=rPiViPP=gP=giiPii混合氣體的比熱容：c=gc+gc+1122=ygciii=1混合氣體的容積比熱容：c=rici+r2c2+十rcnnynrciii=1$yxMc混合氣體的摩爾比熱容：Mc=MEgc=iiiiii=1i=1混合氣體的熱力學(xué)能、焓和熵u=區(qū)Uii=1U=工muiii=1H=Hii=1H=工mhiii=1范德瓦爾(VanderWaals方程對(duì)于Ikmol實(shí)際氣體壓縮因子：S=Ksi=1S=工msiii=1、ap+、V2丿Mz=vid(v-b)=RT(V-b)=RTM0v_pv=RT對(duì)比參數(shù)：重要圖表

10、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Me=a+aT+aT2+aT3(kJ/(kmolk)po123氣體分子式a0ax1031ax1062ax109.3溫度范圍(K)空氣273T800最大誤差幾種氣體在理想氣體狀態(tài)下的平均定壓質(zhì)量比熱容40050060070080090010001100120013001400150016001700180019002000物質(zhì)HeH2N2O2CO2NH3H2OCO,z第三章熱力學(xué)第一定律基本概念熱力學(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

11、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)存能。軸功：系統(tǒng)通過機(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控制體界面而

12、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：在熱力過程中可被直接利用來作功的能量，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。*常用公

13、式外儲(chǔ)存能：1宏觀動(dòng)能：E=丄me2k22重力位能：E=mgzp式中g(shù)重力加速度。（系統(tǒng)總儲(chǔ)存能E=U+E+Ekpme2+mgz2.+gz3.E=U或e=u（沒有宏觀運(yùn)動(dòng)，并且高度為零）熱力學(xué)能變化：du=edT，Au=JedTvv1適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程2.山=cv（T2-人）適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程（用定值比熱計(jì)算）3.tftcti0fvm0Aw=fcdt=fcdt一fcdt=cvvvvmt100適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程（用平均比熱計(jì)算）4.把c=f6）的經(jīng)驗(yàn)公式代入Au=fcdT積分。vvi適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程

14、（用真實(shí)比熱公式計(jì)算）U=U+U+U=U=muifniiii=1i=1%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。Au=qjpdv1適用于任何工質(zhì)，可逆過程。Au=q適用于任何工質(zhì)，可逆定容過程Au=jpdv1適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過程。AU=0適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)絕熱、對(duì)外不作功的熱力過程等熱力學(xué)能或理想氣體定溫過程。AU=QW適用于mkg質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過程。Au=qw適用于1kg質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過程du=6qpdv#適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程Au=

15、Ah一Apv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：H=U+pV適用于m千克工質(zhì)h=u+pv適用于1千克工質(zhì)h=u+RT=f（T）適用于理想氣體dh=cdT,Ah=fcdTpp1適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程Ah=c（TT）pC1適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程，用定值比熱計(jì)算ct1f0一dpctCf0=dpctCft=h6c一CttC01tt10適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程用平均比熱計(jì)算7.把c=f（T）的經(jīng)驗(yàn)公式代入Ah=jcdT積分。pp1適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程，用真實(shí)比熱公式計(jì)算8H=H+

16、H+H=H=mh1jniiii=1i=1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SQ=h2、gzSmjj丿jgz1Sm+SW+dE1ScV適用于任何工質(zhì)，任何熱力過程。dh=Sq-2de2-gdz-Sw適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程dh=Sq-Sws適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。Ah=q-jvdp1適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。Ah=-jvdp1適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。Ah=q適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定壓過程，忽

17、略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。Ah=0適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過程。#熵的變化：As=f四1T適用于任何氣體，可逆過程。As=As+AsfgAs為熵流，其值可正、可負(fù)或?yàn)榱?；As為熵產(chǎn)，其值恒大于或等于零。fgAs=elnTf（理想氣體、可逆定容過程）vT1As=eln（理想氣體、可逆定壓過程）pT1As=Rln=Rln厶（理想氣體、可逆定溫過程）vp12$6.As=0（定熵過程）9.9.TvAs=cln2+Rln2vTv11=clnln厶pTp11=cln-2+cln2pvvp11適用于理想氣體、任何過程功量：膨脹功(容積功)：6w=pdv或w=jpdv適用于任何工質(zhì)、1可逆過程2.w=0

18、可逆定容過程適用于任何工質(zhì)、3.w=p(v-v)21適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程v4.w=RTln2v1適用于理想氣體、可逆定溫過程5.w=q-Au(適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過程。6.w=q適用于理想氣體定溫過程。w=-Au適用于任何氣體絕熱過程。w=-jCdTv1適用于理想氣體、絕熱過程w=-Au1Ti(pv-pv11221TiRTk-1/、k-11-冬Ik(/丿適用于理想氣體、可逆絕熱過程101n-1(pv-pv11221n-1R(T1-T2)RTn-1適用于理想氣體、可逆多變過程流動(dòng)功:w=pv-pvf2211推動(dòng)1kg工質(zhì)進(jìn)、出控制體所必須的功技術(shù)功:1.w=Ac2+gAz+wt

19、2s熱力過程中可被直接利用來作功的能量，統(tǒng)稱為技術(shù)功。Sw=dc2+gdz+8wt2s適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程3w=w+pv一pvt1122技術(shù)功等于膨脹功與流動(dòng)功的代數(shù)和。Sw=-vdpt適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程w=-jvdp1適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程熱量：|6q=TdS適用于任何工質(zhì)、微元可逆過程。q=jTds1適用于任何工質(zhì)、可逆過程Q=AU+W適用于mkg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程q=Au+w適用于1kg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程6q=du+pdv適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程。q=Au+jpdv1適用于任何工質(zhì)可逆過程。76Q=h2+2C廿g

20、Z26mhi+2Ci2+6m+6W+dE1SCV適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過程。8.6q=dh+2dc2+gdz+6w適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程q=Ah+wt適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程q=Au適用于任何工質(zhì)定容過程q=c6-T)v21適用于理想氣體定容過程。q=Ah適用于任何工質(zhì)定壓過程q=c(T-T)p21適用于理想氣體、定壓過程q=0適用于任何工質(zhì)、絕熱過程15.片Cv匸T1)n豐1)適用于理想氣體、多變過程重要圖表（加圖3-1軸功圖3-2流動(dòng)功2丄控帶隔面m.*bai；+-*+h.8:h：i-4ibmJ込？.衛(wèi)亠F=匸卜叭；-4kh*SJ-rr*fJ*J*JS-第四章理想氣體的熱力過程及氣體壓縮

21、1.基本概念分析熱力過程的一般步驟：1.依據(jù)熱力過程特性建立過程方程式，P=f(v)；2.確定初、終狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)；3將過程線表示在p-v圖及Ts圖上，使過程直觀，便于分析討論。4.計(jì)算過程中傳遞的熱量和功量。絕熱過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進(jìn)行的狀態(tài)變化過程，即5q=0或q=0稱為絕熱過程。定熵過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。多變過程：凡過程方程為pvn=常數(shù)的過程，稱為多變過程。定容過程：定量工質(zhì)容積保持不變時(shí)的熱力過程稱為定容過程。定壓過程：定量工質(zhì)壓力保持不變時(shí)的熱力過程稱為定壓過程。定溫過程：定量工質(zhì)溫度保持不變時(shí)的熱力過程稱為定溫過

22、程。單級(jí)活塞式壓氣機(jī)工作原理：吸氣過程、壓縮過程、排氣過程，活塞每往返一次，完成以上三個(gè)過程?；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，稱為余隙容積，簡稱余隙。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，可逆壓縮過程中壓氣機(jī)所消耗的功與實(shí)際不可逆壓縮過程中壓氣機(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

23、環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。常用公式氣體主要熱力過程的基本公式過程#定容過程定壓過程定溫過程定熵過程多變過程過程指數(shù)noo】01Kn過程方程v=常數(shù)p=常數(shù)=常數(shù)pvk常數(shù)pvn=常數(shù)P、v、T關(guān)系Tp-2-=rTP11Tv2=TTv11pv=pv1122pvk11T-1=prv、Vv1丿p丿vk22K1ktkpv1TTin二1/Vr；=p2”丿、n*n彳丿vn2n1u、Ah、AS計(jì)算式Au=c(T-T)v21Ah=c(T-T)p21AS=cIn二vT1Au=c(TT)v21Ah=c(TT)p21AS=cIn二pt1Au=0Ah=0AS=RIn與v1=RIn叫p21Au=c(TT)v21Ah=c(TT)p

24、21AS=0Au=c(TT)v21Ah=c(TT)p21TvAS=cln2+Rln2vTv11=clnTRln七pTp11=cln七+cln七pvvp11!膨脹功w=fpdviw=0w=p(vv)21=R(TT)21w=RTIn與v1=RTln叫p2w=A1=k1RT=1k1u=kRx(T1V11(p1vnT)12P1)k1-p2v2)1w=n一-L-=n1RT=1n1;(Rx1-pv11(Trp2VPpv2T)2、n1n丿)2熱量q=fcdT1=fTds1q=Au=c(TT)v21q=Ah=c(TT)p21q=TAs=wq=0nkq=1n一1xc(TT)v21(n豐1)比熱容cvcp0nkc

25、一cnn1v備注表中比熱容為定值比熱容多變指數(shù)n：-巴了匸加1口.九Jz級(jí)壓氣機(jī)，最佳級(jí)間升壓比：重要圖表圖46單級(jí)活塞式壓氣機(jī)圖47理論壓氣過程示功圖第五章熱力學(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。克勞修斯說法：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)。11孤立系統(tǒng)熵增原理：任何實(shí)際過程都是不可逆過程，只能沿著使孤立系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行。定熵過程：系統(tǒng)

26、與外界沒有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。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)生的一切熱力過程都是可逆過程，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)可逆定溫過程和兩個(gè)可逆絕熱過程組成的循環(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

27、工質(zhì)無關(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：氣體向沒有阻力空間的膨脹過程，稱為自由膨脹過程。2.常用公式熵的定義式：As=葺J/kgK1T工質(zhì)熵變計(jì)算：)As=s一s,fds=021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)于任何過程，可逆還是不可逆都相等。Tv1.As=cIn2RIn2vTv11理想氣體、已知初、終態(tài)T、v值求AS。2As=cP-RinP2P1理想氣體已知初、終態(tài)T、P值求AS。3As=cPvPln2+cln2vvP11/理想氣體、已知初、終態(tài)P、v值求ASo4固體及液體的熵變計(jì)算：m

28、cdTTds=,As=meIntTT15熱源熵變：As=T克勞修斯不等式：f翌0Tr任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠(yuǎn)小于零，可逆過程時(shí)等于零閉口系統(tǒng)熵方程：As=As+As或As=tAsisosyssurisoii=1式中：ASsys系統(tǒng)熵變；ASsur環(huán)境熵變；AS某子系統(tǒng)熵變。開口系統(tǒng)熵方程：As=As+As+ms一msisosyssur2211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：AW=TAS0ISO式中：T0環(huán)境溫度；ASSO孤立系統(tǒng)熵增。重要圖表圖5-4卡諾循環(huán)的Pv圖和Ts圖熱源/熱源丁冷源r2圖5-4逆卡諾循環(huán)的Pv圖和Ts圖vv第六章熱力學(xué)微分

29、關(guān)系式1基本概念自由能：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稱為自由恰，或稱吉布斯(Gibbs)函數(shù)。2重要公式熱力學(xué)能的基本關(guān)系式：辺=dU+8W=dU+pdVdU=TdS-pdV焓的基本關(guān)系式：dH=dU+pdV+VdpdH=TdS+Vdp)自由能基本關(guān)系式dF=-SdT-pdV自由焓的基本關(guān)系式：dG二SdT+VdP麥克斯韋關(guān)系式：（聖）=-（空）（遼）=（空）（竺）=（包）-（竺）=（空）dVsdSvdpsdSpdVTdTvdpTdTp熱系數(shù)：式中壓力溫度系數(shù)；丄(dpdTdvdTdvdp,dp、()物質(zhì)在定容下壓力隨溫度的變化率；

30、dTv0容積膨脹系數(shù)，或稱熱膨脹系數(shù)；dv()物質(zhì)在定壓下比體積隨溫度的變化率；dTp卩一一定溫壓縮系數(shù)，或簡稱壓縮系數(shù)；dv()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dpT個(gè)偏導(dǎo)數(shù)為負(fù)值，加負(fù)號(hào)后，卩仍為正值。熵方程：TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark356 o Current Document ds=CvdT+（並）dvTdTv HYPERLINK l bookmark157 o Current Document cdv HYPERLINK l bookmark360 o Current Document ds=dT-（）

31、dpTdTpds二二（匹）dp+紅（遼）dvTdpvTdvp焓方程：熱力學(xué)能的微分方程式dh=cdT+v-T（）dppdTpU2-U1=PCvdTT（獸）v-pdv11熱量的微分方程式：8q=Tds=cdT+T理）dvvdTvdv8q=Tds=cdT-T（）dppdTp上述兩式適用于任意物質(zhì)的任何可逆過程。比熱容與狀態(tài)方程式的關(guān)系：TOC o 1-5 h z1Rc、,d2p16cQ2v HYPERLINK l bookmark374 o Current Document (v)=()(p)=一() HYPERLINK l bookmark376 o Current Document TQvtQ

32、T2vTQptQT2p叮1）TQ2v71：（討卩比定壓熱容與比定容熱容的關(guān)系:丁-，認(rèn)P訂TTvP2c一c二Pvp克拉貝龍方程:dpdTsh(卩)h(a)T(V(卩)V(a)克勞修斯克拉貝龍方程:1dp_d(lnp)_rpdTdTs_rt2ssss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t時(shí)，水將開始沸騰，這時(shí)的水稱為飽和水。s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

33、而逐漸加大，直至水全部變?yōu)檎羝@時(shí)的蒸汽稱為干飽和蒸汽（即不含飽和水的飽和蒸汽）。vv2常用公式干度：干度濕蒸汽中含干蒸汽的質(zhì)量干度x=濕蒸汽的總質(zhì)量濕蒸汽的參數(shù)：v=xv+(1-x)v=v+x(v-v)xV沁xv(當(dāng)p不太大，X不太小時(shí))xh=xh+(1-x)h=h，+x(h-h)=h+xrxs=xs+(1-x)s=s+x(s-s)=s+xxu=h-pvxxx過熱蒸汽的焓：h=h+c(t-t)其中c(t-1)是過熱熱量,pms過熱蒸汽的熱力學(xué)能：pmst為過熱蒸汽的溫度，c為過熱蒸汽由t到t的平均比定壓熱容。pmsu=h-pv過熱蒸汽的熵：rIdT,rTs=s+Jc=s+cInTpTTpm

34、TsTsss水蒸氣定壓過程：q=Ah=h-h21Au=h-h-p(v-v)2121w=qAu或w=-v1)w=Jpvdp=0tp,rTdT，廠TTpTTpmTsTsss水蒸氣定容過程：w=Tvpdv=0水蒸氣定溫過程：水蒸氣絕熱過程：q=AuAu=h-h-v(p-p)2121w二Jp2vdp二v(p-p)t12p1|q二T(s-s)21w=q-Auw二q-AhtAu=h-h-(pv-pv)212211q=0w=-Au】w=-AhtAu=h-h-(pv-pv)212211圖7-12水蒸氣的定熵過程圖7-14例7-3圖7-13水蒸氣的不可逆絕熱過程vv第八章濕空氣1.基本概念濕空氣：干空氣和水蒸氣

35、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P與同溫度下飽和空氣的飽和絕對(duì)濕度P的比值vs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1kg干濕空氣的比體積：在一定溫度T和總壓力p下，1kg干空氣和水蒸氣所占有的體積濕空氣的焓:空氣的焓和水蒸氣的焓的總和2.常用公式濕空氣的總壓力p:P=P+Pav濕空氣的平均分子量：v-P(M-M)=28.97-(28.97-18.02)Bav濕空氣的氣體常數(shù)：8314M831428.97-10.95務(wù)2871-0.378務(wù)絕對(duì)濕度：mPPvvvVRTv飽和絕對(duì)濕度P:P=耳ssRTp相對(duì)濕度9:申=ps相對(duì)濕度9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，9值小，表示空氣干燥，具有較大的吸濕能力；9值大，表示空氣