工程熱力學(xué)知識(shí)點(diǎn)電子版

第一章1.概念熱力系：把研究對(duì)象從周?chē)挛镏蟹指畛鰜?lái)，研究他與周?chē)挛镏g的能量與物質(zhì)傳遞開(kāi)口系：與外界有物質(zhì)交換的系統(tǒng)，或者說(shuō)有物質(zhì)穿過(guò)邊界的系統(tǒng)。閉口系：與外界無(wú)物質(zhì)交換的系統(tǒng)，或者說(shuō)無(wú)物質(zhì)穿過(guò)邊界的系統(tǒng)。絕熱系：與外界無(wú)熱量交換的系統(tǒng)。孤立系：與外界既無(wú)能量交換又無(wú)質(zhì)量交換的系統(tǒng)。簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)：熱力系由可壓縮流體構(gòu)成，與外界只有可逆體積變化功（可逆過(guò)程的膨脹功或壓縮功）的交換系統(tǒng)。平衡狀態(tài)：在沒(méi)有外界影響的條件下，熱力系的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化而變化的狀態(tài)條件：具備熱平衡和力平衡，有化學(xué)反應(yīng)的系統(tǒng)同時(shí)還應(yīng)具備化學(xué)平衡。狀態(tài)參數(shù)及分類(lèi)：用來(lái)描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量稱(chēng)為狀態(tài)參數(shù)。分類(lèi)：壓力（P）、溫度（T）、比體積（v）、熱力學(xué)能（U）、焓（H）、和熵（s）熱力過(guò)程：熱力系從一個(gè)狀態(tài)變化到另一個(gè)狀態(tài)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)稱(chēng)為熱力過(guò)程。準(zhǔn)平衡過(guò)程：由一系列非常接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)所組成的過(guò)程稱(chēng)為準(zhǔn)平衡過(guò)程?？赡孢^(guò)程：當(dāng)系統(tǒng)完成某一過(guò)程后，如果系統(tǒng)沒(méi)原路徑逆行而回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，同時(shí)外界也隨之回復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，而不留下任何變化，則稱(chēng)為可逆過(guò)程。熱力循環(huán)：工質(zhì)從某一初始狀態(tài)出發(fā)，經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化后，又回到初始狀態(tài)的封閉熱力過(guò)程稱(chēng)為熱力循環(huán)。狀態(tài)量與過(guò)程量的區(qū)別以及分別有哪些？區(qū)別：過(guò)程量是指一個(gè)量的變化量狀態(tài)量是在某一時(shí)刻的量過(guò)程量：功、熱量狀態(tài)量：壓力、溫度、比體積、熱力學(xué)能、焓、熵習(xí)題1-3解：P=P+P=0.1013MPa+0.294MPa=0.395MPaA1bP=P+PAB2P=P-P=0.39153MPa-0.04MPa=O.3553MPaB A2P=P-P=0.3553MPa-0.1.13MPa=0.254MPa3 B b:.氣壓表的值為0.254MPa1-5解：(l)lh產(chǎn)生的電能E=Pxt=5.5x104x103x3x103x3600=1.98x10iiJlh消耗煤的能量Q=GxQ=19.5x103x3x104x103=5.85x10iiJ1發(fā)電廠熱效率—I=塞需x100%=82?5%(2)Q=Dxq=180x103x2680x103=4.824x1011Jx100%=82?5%1-6解：1s時(shí)Q二5.1x103J,Q=1.5x103J12W=Q-Q=5.1x103J-1.5x103J=3.6x103J12制冷系數(shù) ￡=紅=1.5x103x100%=71.4%W3.6x103第二章熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)是什么？表達(dá)式有哪些？實(shí)質(zhì)：能量守恒與轉(zhuǎn)換定律用于能量和其他能量形態(tài)轉(zhuǎn)換關(guān)系時(shí)的表達(dá)表達(dá)式：①閉口系統(tǒng)：Q=AU+W 微元過(guò)程：AQ=du+AwIcQ=du+pdv可逆過(guò)程|q=cu+J2pdvIcq=du+cw對(duì)于單位質(zhì)量工質(zhì)］q=cu+wfcq=du+pdv對(duì)于單質(zhì)可逆q=cu+f2pdvI 1比焓h=u+pv穩(wěn)定流動(dòng)能量方程：12f2 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程：12f2 f1Lmg(Z—Z)+W21SIQ=oH+W開(kāi)口系統(tǒng)技術(shù)功彳 7Iq=ch+wt?Q=dH+cW微元過(guò)程1Qq=dh+cwt系統(tǒng)內(nèi)部存儲(chǔ)能都包括那些能量？（1）、分子熱運(yùn)動(dòng)形成的內(nèi)動(dòng)能，包括分子的移動(dòng)動(dòng)能、轉(zhuǎn)動(dòng)動(dòng)能以及分子中原子的振動(dòng)動(dòng)能。（2）、分子間相互作用力形成的內(nèi)位能。（3）、構(gòu)成分子的化學(xué)能和構(gòu)成原子的原子能。技術(shù)功由什么組成？W=imoc2+mgoz+Wt2 f S焓的定義式？H=U+pV流動(dòng)功的意義：wf=pv流動(dòng)功是由泵或風(fēng)機(jī)加給被輸送工質(zhì)并隨工質(zhì)流動(dòng)向前傳遞的一種能量，非工質(zhì)本身具有的能量。開(kāi)口系統(tǒng)穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式及應(yīng)用Q=oH+1moc2+mgoz+W2f S單位質(zhì)量工質(zhì)：q=oh+扌oc2+g°z+wS2-4解：Q=oU+WnW=Q—oU=50J-84J=—34J???此過(guò)程為壓縮過(guò)程，外界對(duì)氣體做功34J2-6解：「oU=U—U=20KJ1 12 2i noU=U—U=0KJTOC\o"1-5"\h\zoU=U—U=—20KJ 32 2 33ii3「Q=oU+W1i2i2i2nW=—i0J,W=—5JQ=oU+W 12 313i 3i3iQ=oU+WnW=30KJ23 23 23 23f,oW=—5—10+30=15KJ2-7解：6）氣體做功W=J2pdv=0.3x103x0.07=21KJ6）氣體放熱Q=oU+W=—60+21=—39KJ（3）等壓過(guò)程Q=oh=39KJ

第三章焓變的計(jì)算公式：,cqdu+pdvds=TT理想氣體：du=CvdT,dh=CpdT,Pv=RgTTOC\o"1-5"\h\z~ dT dvds=Cv——+Rg——\o"CurrentDocument"T vV月—廠dT dpds=Cp^r_Rg—〔 TP邁耶公式:CP_Cv=Rgcqdhc=p=PdTdT比熱容：dTdTr1C=R,C=RPr_1gvr_1g熟練掌握理想氣體四個(gè)基本熱力過(guò)程功量和熱量的計(jì)算膨脹功W=J2pdv=01定容過(guò)程：技術(shù)功w=_J2pdv=v(p-p)定容過(guò)程：t112熱量q=cuw=J2pdv=p(v_v)=Rg(T_T)12121定壓過(guò)程：w=_J2vdp=0定壓過(guò)程：t1q=h_h21定溫過(guò)程：絕熱過(guò)程：w=定溫過(guò)程：絕熱過(guò)程：w=RgTIn占=RgTIn幵v1 p2w=-J2vd=RgTIn-p1=wt1p2q=w=w=RgTIn卞=RgTIn卄tv1 p2w=Cv(T-T)=坐(T-T)=11 2k—11 2 k-kw=Cp(T—T)= (pv—pv)t 1 2 k_111 22q=0(p1v1_p2v2)3.習(xí)題3.習(xí)題3-8解OC =子R J(mol-k)OC =子R J(mol-k)=29.1Ji(mol-k)p,m2 7os=CInt2-RInp=22.56J(mol-k)m p,m T PoS=nos=22.56J：km(2).oS=CvIn&-RgIn號(hào)=0.356KJT1 P1ou=CvoT=78.87KJoh=CpoT=110.44KJ3-9解：⑴?定溫過(guò)程黑=o0Pv=RgT由］oS=RgIn號(hào)noS=1.923KJ/KVv=—mP2w=RgTIn十=RgTIn耳=1.1x103KJ

v1 P2.定壓過(guò)程ou=CvoT=122.6KJoh=CpoT=171.684KJoS=CpIn片=-0.356KJ/KT2w=Rg(T-T)=-49KJ21.定容過(guò)程ou=CvoT=4.1x10-4KJoh=CpoT=0.57x10-3KJw=03-10解：在定壓過(guò)程中發(fā)生可知W=Rg(T-T)21ou=CvoToS=Cpln9T1q=ou+wou=7.49KJoS=0.0356KJq=10.49KJ第四章而不能自發(fā)反向1.熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)與表述實(shí)質(zhì)：自然界中牽涉到熱現(xiàn)象的一切過(guò)程總是自發(fā)的朝一個(gè)方向進(jìn)行進(jìn)行，這就是熱過(guò)程的方向性與不可逆性。自發(fā)過(guò)程都是不可逆的。

而不能自發(fā)反向.表述：克勞修斯：不可能把熱量從低溫物體傳至高溫物體而不引起其他變化。開(kāi)爾文：不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉(zhuǎn)化為功而不引起其他變化。.卡諾循環(huán)：卡諾循環(huán)由兩個(gè)可逆定溫過(guò)程和兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程組成?？ㄖZ定理：定理一：在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間工作的一切可逆熱機(jī)，其熱效率均相等，與工質(zhì)的性質(zhì)無(wú)關(guān)。定理二：在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間工作的一切不可逆熱機(jī)的熱效率，都小于可逆熱機(jī)的熱效率。.孤立系熵增原理：在孤立系內(nèi)，一切實(shí)際過(guò)程(均不可逆過(guò)程)都朝著使系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行，或者在極限的情況下(可逆過(guò)程)維持系統(tǒng)的熵不變，而任何使系統(tǒng)熵減少的過(guò)程是不可能發(fā)生的，這一原理稱(chēng)為孤立系熵增原理。2.公式推導(dǎo)組T2_一組T2_一qjTl卩T-lqT-2q耳=1-^2=1-tq+岡+岡T——元微0=—取代數(shù)值>11-T1—取積分_>J .”1-A—2T 1-b—2T12Jo+Jo=01-A—2T1-B—2T4=0T熵S熵S表示：ds=冷dS=0QreT2).克勞修斯不定式的導(dǎo)出和! °q/!TfOq」qTOC\o"1-5"\h\z\o"CurrentDocument"耳=1— 2<1—二3 1< 2t oq TTT1112取代數(shù)值》r+TT12\o"CurrentDocument"oq oq oq取代數(shù)值》r+TT122=0—對(duì)整個(gè)積分>^_L<0

— T3.公式及計(jì)算熱力學(xué)第二定律的表達(dá)式D?聲<0D?聲<02). 豊3).cdsisoosiso=ds>0g=os>0g判斷某一熱機(jī)是否存在Q'-Q二W-W22 R1 R2判斷某一過(guò)程(可逆)是否能夠發(fā)生；是否可逆卜竺<0dsT T4.習(xí)題4-1解：T40+273.卡諾循環(huán)的熱效率耳=1-t=1— =0.642t，c T600+2731.W=Qxn=500x0.642=321Jt,c卡諾循環(huán)產(chǎn)生的功率P=W=-^210.089wt3600.8=T=2.273T—T12卡諾循環(huán)每秒鐘排向冷源的熱量Q=W?8=729.701J第五章1.(1)飽和溫度與壓力的關(guān)系(2)水的定壓加熱產(chǎn)生蒸汽過(guò)程分析(3)不同壓力下水蒸氣產(chǎn)生過(guò)程在P-V,T-S圖上的表示形式(4)焓熵圖上各個(gè)線段的走向(5)正常情況下露點(diǎn)溫度，干球溫度，濕球溫度之間的大小關(guān)系(6)焓濕圖(7)飽和壓力Ps,飽和溫度Ts(1)干度a2(1)干度a2(2)露點(diǎn)：水蒸氣的狀態(tài)按pv定壓線a-c變化，直至c點(diǎn)達(dá)到飽和狀態(tài)，c稱(chēng)為露點(diǎn)含濕量：在含有1kg干空氣的濕空氣中，所含有水蒸氣的質(zhì)