建筑設(shè)備工程暖通

建筑設(shè)備工程暖通第1頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識一、熱力學(xué)常用名詞介紹1.熱能：組成物質(zhì)的分子、原子等微粒雜亂無章的熱運(yùn)動的宏觀體現(xiàn)。是能量的一種形式。2.熱量：熱能的定量描述（熱看不見但摸得著，可感覺、觸覺）。常見的單位為：焦耳（J），且有：

1J=1N·m（牛頓·米）=0.24cal（卡）3.溫度：表示物體冷熱的程度。常見的溫標(biāo)有三種：

a.攝氏溫標(biāo)：最常用。其單位為：攝氏度（℃）其規(guī)定在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下純水的冰點(diǎn)是0℃，汽化點(diǎn)是100℃。

b.熱力學(xué)溫標(biāo)：在熱力學(xué)的計(jì)算等處被廣泛應(yīng)用。其單位為：開爾文（K），它與攝氏溫標(biāo)有如下關(guān)系：

t（℃）=T（K）-273.15c.華氏溫標(biāo)：其單位為華氏度（℉）。規(guī)定純水在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的冰點(diǎn)是32℉，汽點(diǎn)是212℉，它與攝氏溫度有如下關(guān)系：t℉=1.8t℃+32第2頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識一、熱力學(xué)常用名詞介紹4.壓力（壓強(qiáng)）：單位面積上所受到的垂直作用力。其單位為：帕斯卡（簡稱帕，記作：Pa），另常見的單位還有：bar（巴）、Mpa（兆帕）、mmH2O（毫米水柱）等。工質(zhì)的真實(shí)壓力常稱為絕對壓力，在測量上，常將工質(zhì)絕對壓力P與大氣壓力Pb之差叫表壓力Pg，于是有：

P=Pg+Pb

若工質(zhì)絕對壓力P小于大氣壓Pb時(shí)，則令：

S=Pb-PS常稱之為真空度。另外：當(dāng)工質(zhì)為多種物質(zhì)組成的混合物時(shí)，按克拉貝隆方程PV=MRT，各物質(zhì)均存在一分壓力P1、P2

、…Pn

，且總壓力與各分壓力間有：

P=P1+P2+P3+…+Pn第3頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識一、熱力學(xué)常用名詞介紹5.密度：指單位容積內(nèi)物質(zhì)的質(zhì)量。單位：kg/m3。=M/V6.比容：單位質(zhì)量物質(zhì)所占的容積。單位：m3/kg。=V/M7.重度：指單位容積中物質(zhì)的重量。單位：N/m3。=G/V

且有：=·g8.比熱容（常稱比熱）：用來衡量單位質(zhì)量物質(zhì)單位溫度變化時(shí)所吸收或放出的熱量。單位為：J/kg·K或kJ/kg·K（K也可用℃）。9.顯熱：物體在加熱（或冷卻）過程中因溫度變化而吸收或放出的熱量。使人有明顯冷熱變化的感覺。10.潛熱：單位質(zhì)量的物體在吸收或放出熱量的過程中形態(tài)發(fā)生變化而溫度不變，此熱量為潛熱。11.功和功率：用外力去移動物體時(shí)所消耗的能量為功。單位為：焦耳（J）。單位時(shí)間內(nèi)所消耗的功為功率。單位為：瓦特（W）。第4頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識一、熱力學(xué)常用名詞介紹12.物質(zhì)狀態(tài)變化：

1>.冷凝（或液化）：氣體變成液體的過程。在制冷技術(shù)中，制冷劑在冷凝器中的過程即為此過程。

2>.凝固：液體變成固體的過程。

3>.溶解：固體變成液體的過程。

4>.汽化：液體變成氣體的過程。常有蒸發(fā)和沸騰兩種形式：

a.蒸發(fā)：在任何溫度下，液體外露表面的汽化過程。

b.沸騰：在一定溫度（沸點(diǎn)）下，液體內(nèi)部和表面同時(shí)發(fā)生劇烈的汽化過程即為沸騰。在制冷技術(shù)中，制冷劑在蒸發(fā)器內(nèi)由液體變成氣體的過程是沸騰過程，但習(xí)慣上常稱為蒸發(fā)，相應(yīng)的換熱器常稱為蒸發(fā)器。

5>.升華：固體直接變成氣體的過程。

6>.固化：氣體直接變成固體的過程。第5頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識一、熱力學(xué)常用名詞介紹13.液化氣體的性質(zhì)1>.飽和溫度和飽和壓力：設(shè)在密閉容器中，存在某物質(zhì)的液、氣兩相，從液相液面上的一些分子飛升到氣相空間，而氣相中因氣體分子碰撞液面時(shí)又回到液相中去，若兩者處于動態(tài)平衡狀態(tài)時(shí)，蒸氣中的分子數(shù)不再增加，這種狀態(tài)常稱為飽和狀態(tài)。在此狀態(tài)下的液體常為飽和液體，而此時(shí)蒸氣常稱為飽和蒸氣，飽和液體或蒸氣的溫度稱為飽和溫度，對應(yīng)此飽和溫度下飽和液體或蒸氣的壓力常稱為飽和壓力。2>.過冷和過熱：對飽和蒸氣在飽和壓力下繼續(xù)加熱使其溫度高于飽和溫度，此狀態(tài)即為過熱，此時(shí)蒸氣為過熱蒸氣。對飽和液體在飽和壓力下冷卻至飽和溫度以下稱過冷。此液體即為過冷液體。3>.臨界溫度與臨界壓力：隨著壓力的升高，蒸氣的比容逐漸接近液體的比容，當(dāng)兩者相等時(shí)即為蒸氣的臨界狀態(tài)。此時(shí)對應(yīng)的壓力、比容和溫度分別稱為臨界壓力、臨界比容和臨界溫度。每種氣體均有一臨界點(diǎn)。臨界溫度以上的蒸氣，無論加多大壓力，都不能液化。第6頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識一、熱力學(xué)常用名詞介紹14.濕度：表示濕空氣中水蒸汽含量多少的物理量，一般有三種表示方法：1>.絕對濕度z：單位容積濕空氣中含水蒸汽的質(zhì)量，稱為濕空氣的絕對濕度z，即：z=mq/Vkg/m3

因氣體容積隨溫度變化而變化，即使mq不變，z也隨溫度變化而變化，有時(shí)給計(jì)算帶來不便，故引出含濕量的概念。2>.含濕量d：濕空氣常被看作由干空氣和水蒸汽組成。在濕空氣中與1kg干空氣同時(shí)并存的水蒸汽量稱為含濕量，即：d=mq/mgkg/kg干空氣3>.相對濕度：空氣中水蒸汽的分壓力與同溫度下的水蒸汽的飽和分壓力之比，或空氣的含濕量與同溫度下的飽和含濕量之比，即為相對濕度。=pq/pq,b×100%=d/db×100%能表示空氣接近飽和的程度，卻不能表示水蒸汽含量的多少，而含濕量d則正好相反。第7頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識二、熱力學(xué)第一定律及焓1.熱力學(xué)第一定律：即能量守恒定律，在任何發(fā)生能量轉(zhuǎn)換的熱力過程中，轉(zhuǎn)換前后能量的總量保持不變。2.氣體的壓縮功及壓容圖（p-圖）：如圖，活塞在氣缸中作無摩擦運(yùn)動，氣體壓力為p，比容為，若活塞在外力作用下向左運(yùn)動，則外力對氣體作功，這功稱為壓縮功，反之則為膨脹功。當(dāng)氣體被壓縮時(shí)，通常比容變小，而壓力p變高，此時(shí)外力對氣體所作的功可寫成：在p-圖中即為由1、2、1、2所圍的面積。因此利用p-圖可非常方便地計(jì)算出壓縮功。p-圖在熱力工程中又叫做示功圖。第8頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識二、熱力學(xué)第一定律及焓3.內(nèi)能與焓1>.內(nèi)能u：單位質(zhì)量氣體分子動能和勢能的總和。為一狀態(tài)參數(shù)，無法直接測量，且一般假定0℃狀態(tài)下的氣體內(nèi)能為零。單位為：J/kg。2>.焓i：在熱力計(jì)算中，常碰到內(nèi)能和推動力p兩項(xiàng)，常合稱為焓，它也為一狀態(tài)參數(shù)，也不能直接測量。即：

i=u+p

通常若推動力p=0，則常有：

i=u=Cpt（Cp為定壓比熱）此時(shí)的焓即為以0℃為準(zhǔn)的氣體的內(nèi)能。第9頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識三、熱力學(xué)第二定律闡述了熱功轉(zhuǎn)換的方向、條件及限制。常有幾種說法，第一種是克勞修斯（Clausius）說法：熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地、從低溫物體傳至高溫物體。第二種開爾文表述方式：不可能制造出從單一熱源吸熱，使之全部轉(zhuǎn)化成為功而不留下其他任何變化的熱力發(fā)動機(jī)。實(shí)際上若能制造出此類機(jī)械（如從大氣或海水中吸熱而不斷地輸出機(jī)械功）即為第二類永動機(jī)，故第二定律的第三種表述為：第二類永動機(jī)是不可能存在的。四、熱力學(xué)第三定律不可能用有限個(gè)手續(xù)使一個(gè)物體冷卻到絕對溫度零度（0K或-273.15℃）。換句話說，0K只能無限接近，但無法達(dá)到。第10頁，共16頁，2023年，2月20日，星期一第一章熱力學(xué)基礎(chǔ)知識五、制冷循環(huán)

制冷裝置的理想循環(huán)---逆向卡諾循環(huán)。如下圖所示。

其制冷系數(shù)為：其熱泵供熱系數(shù)為：

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