工程熱力學復習資料期末考試專業(yè)

工程熱力學習題集（含答案）第五版的很全的

1.根本概念

熱力系統(tǒng)：用界面將所要探討的對象及四周環(huán)境分隔開來，這種人

為分隔的探討對象?稱為熱力系統(tǒng)■簡稱系統(tǒng)。

邊界：分隔系統(tǒng)及外界的分界面-稱為邊界。

外界：邊界以外及系統(tǒng)互相作用的物體，稱為外界或環(huán)境。

閉口系統(tǒng)：沒有物質穿過邊界的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)，也稱限制質量。

開口系統(tǒng)：有物質流穿過邊界的系統(tǒng)稱為開口系統(tǒng)，又稱限制體積?

簡稱限制體，其界面稱為限制界面。

絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)及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)及外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質交換，稱為

孤立系統(tǒng)。

單相系：系統(tǒng)中工質的物理、化學性質都勻稱一樣的系統(tǒng)稱為單相

系。

復相系：由兩個相以上組成的系統(tǒng)稱為復相系，如固、液、氣組成

的三相系統(tǒng)。

單元系：由一種化學成分組成的系統(tǒng)稱為單元系。

多元系：由兩種以上不同化學成分組成的系統(tǒng)稱為多元系。

勻稱系：成分和相在整個系統(tǒng)空間呈勻稱分布的為勻稱系。

非勻稱系：成分和相在整個系統(tǒng)空間呈非勻稱分布-稱非勻稱系。

熱力狀態(tài)：系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質熱力性質的總狀況，稱為工質

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，假如宏觀熱力性質不隨

時間而變更，系統(tǒng)內外同時建立了熱的和力的平衡，這時系統(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)：描繪工質狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質的狀態(tài)參數(shù)。

如溫度（7）、壓力（，）、比容（U）或密度（0）、內能（〃）、燧（力）、

嫡（S）、自由能（f）、自由燧（g）等。

根本狀態(tài)參數(shù)：在工質的狀態(tài)參數(shù)中，其中溫度、壓力、比容或密

度可以干脆或間接地用儀表測量出來，稱為根本狀態(tài)參數(shù)。

溫度：是描繪系統(tǒng)熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量，其物理本質

是物質內部大量微觀分子熱運動的強弱程度的宏觀反映。

熱力學第零定律：如兩個物體分別和第三個物體處于熱平衡，則它

們彼此之間也必定處于熱平衡。

壓力：垂直作用于器壁單位面積上的力，稱為壓力?也稱壓強。

相對壓力：相對于大氣環(huán)境所測得的壓力。如工程上常用測壓儀表

測定系統(tǒng)中工質的壓力即為相對壓力。

比容：單位質量工質所具有的容積，稱為工質的比容。

密度：單位容積的工質所具有的質量，稱為工質的密度。

強度性參數(shù)：系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值及整個系統(tǒng)的參數(shù)值一樣?及

質量多少無關-沒有可加性-如溫度、壓力等。在熱力過程中，強度

性參數(shù)起著推動力作用，稱為廣義力或勢。

廣延性參數(shù)：整個系統(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、內能、脂、嫡等。在熱力過程中?

廣延性參數(shù)的變更起著類似力學中位移的作用?稱為廣義位移。

準靜態(tài)過程：過程進展得特別緩慢，使過程中系統(tǒng)內部被破壞了的

平衡有足夠的時間復原到新的平衡態(tài)，從而使過程的每一瞬間系統(tǒng)內

部的狀態(tài)都特別接近平衡狀態(tài)，整個過程可看作是由一系列特別接近

平衡態(tài)的狀態(tài)所組成，并稱之為準靜態(tài)過程。

可逆過程：當系統(tǒng)進展正、反兩個過程后，系統(tǒng)及外界均能完全回

復到初始狀態(tài)，這樣的過程稱為可逆過程。

膨脹功：由于系統(tǒng)容積發(fā)生變更（增大或縮?。┒ㄟ^界面對外界

傳遞的機械功稱為膨脹功，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)：工質從某一初態(tài)開場，經驗一系列狀態(tài)變更?最終又回

復到初始狀態(tài)的全部過程稱為熱力循環(huán)?簡稱循環(huán)。

2.常用公式

2

狀態(tài)參數(shù):7公=x2-X|jdx=O

i

狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的函數(shù)，對應肯定的狀態(tài)，狀態(tài)參數(shù)都有唯一確

定的數(shù)值，工質在熱力過程中發(fā)生狀態(tài)變更時■由初狀態(tài)經過不同途

徑，最終到達終點，其參數(shù)的變更值?僅及初'終狀態(tài)有關-而及狀

態(tài)變更的途徑無關。

溫度：

1-^-=BT

2

式中止―分子平移運動的動能，其中）是一個分子的質量，而是

2

分子平移運動的均方根速度；

—比例常數(shù)；

一氣體的熱力學溫度。

2?T=273+r

壓力：

式中吟單位面積上的肯定壓力；

L分子濃度?即單位容積內含有氣體的分子數(shù).亞■其中/V為容

V

積1/包含的氣體分子總數(shù)。

2-P=j—整個容器壁受到的力，單位為牛（N）;

U容器壁的總面積（m2）。

3-p=B+pg（P>B）

p=B-H[P<B）

式中—當?shù)卮髿鈮毫?/p>

心一高于當?shù)卮髿鈮毫r的相對壓力?稱表壓力;

H—低于當?shù)卮髿鈮毫r的相對壓力，稱為真空值。

比容：

1-v=—m3/kg

m

式中—工質的容積

m—工質的質量

2?pv=\

式中°一工質的密度kg/m3

v—工質的比容m3/kg

熱力循環(huán)：

或ZA〃=O'jdu=O

循環(huán)熱效率：7=出=如二逛=1

0/%

式中qi—工質從熱源吸熱；

夕2—工質向冷源放熱；

例一循環(huán)所作的凈功。

制冷系數(shù)：句=生=’^

W()0-矽

式中qi—工質向熱源放出熱量；

q2—工質從冷源汲取熱量；

例—循環(huán)所作的凈功。

供熱系數(shù)：￡廣五=^-

%d-g

式中s—工質向熱源放出熱量

s—工質從冷源汲取熱量

I4f)—循環(huán)所作的凈功

第二章氣體的熱力性質

1.根本概念

志向氣體：氣體分子是由一些彈性的、忽視分子之間互相作用力(引

力和斥力)、不占有體積的質點所構成。

比熱：單位物量的物體，溫度上升或降低1K(1℃)所汲取或放出

的熱量，稱為該物體的比熱。

定容比熱：在定容狀況下，單位物量的物體，溫度變更1K(1℃)

所汲取或放出的熱量，稱為該物體的定容比熱。

定壓比熱：在定壓狀況下，單位物量的物體，溫度變更1K(1℃)

所汲取或放出的熱量，稱為該物體的定壓比熱。

定壓質量比熱：在定壓過程中?單位質量的物體，當其溫度變更1K

(1℃)時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓質量比熱。

定壓容積比熱：在定壓過程中?單位容積的物體，當其溫度變更1K

(1℃)時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓容積比熱。

定壓摩爾比熱：在定壓過程中?單位摩爾的物體，當其溫度變更1K

(1℃)時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓摩爾比熱。

定容質量比熱：在定容過程中，單位質量的物體，當其溫度變更1K

(1℃)時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容質量比熱。

定容容積比熱：在定容過程中?單位容積的物體，當其溫度變更1K

(1℃)時?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：在定容過程中?單位摩爾的物體，當其溫度變更1K

(1℃)時，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?各組成氣

體所具有的壓力。

道爾頓分壓定律：混合氣體的總壓力尸等于各組成氣體分壓力片之

和。

混合氣體的分容積：維持混合氣體的溫度和壓力不變時?各組成氣

體所具有的容積。

阿密蓋特分容積定律：混合氣體的總容積V等于各組成氣體分容積

Vi之和。

混合氣體的質量成分：混合氣體中某組元氣體的質量及混合氣體總

質量的比值稱為混合氣體的質量成分。

混合氣體的容積成分：混合氣體中某組元氣體的容積及混合氣體總

容積的比值稱為混合氣體的容積成分。

混合氣體的摩爾成分：混合氣體中某組元氣體的摩爾數(shù)及混合氣體

總摩爾數(shù)的比值稱為混合氣體的摩爾成分。

比照參數(shù)：各狀態(tài)參數(shù)及臨界狀態(tài)的同名參數(shù)的比值。

比照態(tài)定律：對于滿意同一比照態(tài)方程式的各種氣體，比照參數(shù)P,、

7；和巳中若有兩個相等，則第三個比照參數(shù)就肯定相等'物質也就處

于對應狀態(tài)中。

2.常用公式

志向氣體狀態(tài)方程：

1,pv=RT

式中p—肯定壓力Pa

v—比容m3/kg

T—熱力學溫度K

適用于1千克志向氣體。

2,pV=mRT

式中V—質量為/77kg氣體所占的容積

適用于m千克志向氣體。

3'=R0丁

3

式中VM-MV一氣體的摩爾容積-m/kmol;

Ro=MR—通用氣體常數(shù)-J/kmol-K

適用于1千摩爾志向氣體。

4-pV=nR0T

式中AnKmol氣體所占有的容積，m3;

n一氣體的摩爾數(shù)-n=—?kmol

M

適用于n千摩爾志向氣體。

5?通用氣體常數(shù)：/?0

Ro=8314J/Kmol-K

Ro及氣體性質、狀態(tài)均無今。

6?氣體常數(shù)：R

R=&=些J/kg-K

MMn

/?及狀態(tài)無父，僅確定于氣體性質。

7.PMP2V2

4T2

比熱：

1?比熱定義式：0=旦

dT

說明單位物量的物體上升或降低1K所汲取或放出的熱量。其值不

僅取決于物質性質?還及氣體熱力的過程和所處狀態(tài)有關。

2?質量比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關系：,，=/竺=0。

22.4

式中c一質量比熱-kJ/Kg-k

c,一容積比熱?kJ/m3-k

Me一摩爾比熱-kJ/Kmol-k

3.定容比熱：.生=也=（包）

"dTclTy8TJV

說明單位物量的氣體在定容狀況下上升或降低1K所汲取或放出的

熱量。

4?定壓比熱：金=久=也

pdTdT

說明單位物量的氣體在定壓狀況下上升或降低1K所汲取或放出的

熱量。

5?梅耶公式：

6?比熱比：

道爾頓分壓定律：P=P|+P2+P3+.......+P"=ZPi

-i=lJT.V

阿密蓋特分容積定律：丫=匕+匕+匕+……+匕=￡匕

」=l」r,p

質量成分：g產以

m

容積成分：彳=上

摩爾成分：七=2

n

容積成分及摩爾成分關系：

n

質量成分及容積成分：

折合分子量：M=-=^—=￡不根=￡樹,

g〃A?叫」-

折合氣體常數(shù)：人員="1=旦—=一上二之8火

Mmmm仁

分壓力確實定P,=孑〃=秋

混合氣體的比熱容：c=g[C]+g2c2++g,￡,=￡g￡

混合氣體的容積比熱容：。，=中']+用'2+,+3'”=如Ci

i=l

混合氣體的摩爾比熱容：Me=gici-xiMici

/=1i=l

混合氣體的熱力學能、焙和嫡U=±U,或U=±m(xù)iUi

/=1i=\

H=Z",或"二Z網丸

i=l/=!

S=￡S,或S=Zmisi

<=i1=i

范德瓦爾(VanderWaak)方程

對于lkmol實際氣體

壓縮因子：

比照參數(shù)：(=工，pl，vr=-

TcP.匕

第三章熱力學第肯定律

1.根本概念

熱力學第肯定律:能量既不能被創(chuàng)建'也不能被殲滅，它只能從一種

形式轉換成另一種形式，或從一個系統(tǒng)轉移到另一個系統(tǒng)，而其總量

保持恒定，這一自然界普遍規(guī)律稱為能量守恒及轉換定律。把這肯定

律應用于伴有熱現(xiàn)象的能量和轉移過程-即為熱力學第肯定律。

第一類永動機：不消耗任何能量而能連綿不斷作功的循環(huán)發(fā)動機，

稱為第一類永動機。

熱力學能：熱力系處于宏觀靜止狀態(tài)時系統(tǒng)內全部微觀粒子所具有

的能量之和。

外儲存能：也是系統(tǒng)儲存能的一部分，取決于系統(tǒng)工質及外力場的

互相作用（如重力位能）和以外界為參考坐標的系統(tǒng)宏觀運動所具有

的能量（宏觀動能）。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲存能。

軸功：系統(tǒng)通過機械軸及外界傳遞的機械功稱為軸功。

流淌功（或推動功）:當工質在流進和流出限制體界面時，后面的流

體推開前面的流體而前進，這樣后面的流體對前面的流體必需作推動

功。因此-流淌功是為維持流體通過限制體界面而傳遞的機械功?它

是維持流體正常流淌所必需傳遞的能量。

焙:流淌工質向流淌前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分

能量。對于流淌工質?焙=內能+流淌功，即焙具有能量意義；對于

不流淌工質，焙只是一個復合狀態(tài)參數(shù)。

穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況：工質以恒定的流量連綿不斷地進出系統(tǒng)?系統(tǒng)內部

和界面上各點工質的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運動參數(shù)都保持肯定，不隨時間

變更，稱穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況。

技術功：在熱力過程中可被干脆利用來作功的能量，稱為技術功。

動力機：動力機是利用工質在機器中膨脹獲得機械功的設備。

壓氣機：消耗軸功使氣體壓縮以上升其壓力的設備稱為壓氣機。

節(jié)流：流體在管道內流淌-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

外儲存能：

宏觀動能：

重力位能：

式中g—重力加速度。

系統(tǒng)總儲存能：

1-E=U+Ek+E?

或E=U+3me2+mgz

n12

Z,e=u+—c+gz

3,E=U或e=u（沒有宏觀運動，并且局度為零）

熱力學能變更：

2

1,Ju=cvdT,Aw=fcvdT

i

適用于志向氣體一切過程或者實際氣體定容過程

（

2-AU=CVT2-Tt）

適用于志向氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用定值比熱計算）

C’2/2八|,I

f

3,△“=Jcvdt=Jcvdt-fcvdt=cv?,S-2-J-h

o00'

適用于志向氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用平均比熱計算）

4?把⑺的閱歷公式代入A"=L”積分。

I

適用于志向氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用真實比熱公式

計算）

5-U=U+U+---+U?=XU=Xmu

12i=\ii=\ii

由志向氣體組成的混合氣體的熱力學能等于各組成氣體熱力學能之

和，各組成氣體熱力學能又可表示為單位質量熱力學能及其質量的乘

積。

UO,\u=q-\2pdv

?

適用于任何工質，可逆過程。

7?△〃=q

適用于任何工質，可逆定容過程

2

8,Aw=fpdv

i

適用于任何工質，可逆絕熱過程。

9-At/=O

適用于閉口系統(tǒng)任何工質絕熱、對外不作功的熱力過程等熱力學

能或志向氣體定溫過程。

10?\U=Q-W

適用于mkg質量工質，開口、閉口，任何工質，可逆、不行逆過程。

11.Au=q—w

適用于1kg質量工質，開口、閉口，任何工質，可逆、不行逆過程

12.du=Sq-pdv

適用于微元，任何工質可逆過程

13,Aw=A/?-A/?v

熱力學能的變更等于燧的變更及流淌功的差值。

焙的變更:

1-H=U+pV

適用于m千克工質

2?h=u+pv

適用于1千克工質

3?h=u+RT=/(T)

適用于志向氣體

,2

4,dh=cpdT'A/?=JcpdT

適用于志向氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程

5?岫―區(qū)-T\)

適用于志向氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程?用定

值比熱計算

2，24II

6-\h=fcpdt=\cpdt-\cpdt=cpmK?-Z2-cpmH；-r,

“0011

適用于志向氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程用平均比

熱計算

7?把金=/(7j的閱歷公式代入M=積分。

I

適用于志向氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程?用真

實比熱公式計算

8-H=+…+乩,=￡凡=/幾加

/=!/=1

由志向氣體組成的混合氣體的焙等于各組成氣體焙之和，各組成

氣體焙又可表示為單位質量焙及其質量的乘積。

9■熱力學第肯定律能量方程

適用于任何工質，任何熱力過程。

2

10,dh-8q-^de-gdz-8ws

適用于任何工質，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程

11,dh=3q-dws

適用于任何工質穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽視工質動能和位能的變

更。

12,\h=q-]vdp

I

適用于任何工質可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽視工質動能和位能的變

更。

13,A/?=-jvdp

i

適用于任何工質可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過程，忽視工質動能和位能

的變更。

14,A/?=q

適用于任何工質可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定壓過程?忽視工質動能和位能

的變更。

15■A/z=O

適用于任何工質等焙或志向氣體等溫過程。

炳的變更：

1?加嚕

適用于任何氣體，可逆過程。

2,Av=Asf+A5g

A”為嫡流?其值可正、可負或為零；As.為嫡產?其值恒大于或

等于零。

3-加=cjn區(qū)（志向氣體、可逆定容過程）

4-As=c3nZ（志向氣體、可逆定壓過程）

5?加=Rln&=Rln包（志向氣體、可逆定溫過程）

叫P2

6-As=O（定嫡過程）

適用于志向氣體、任何過程

功量：

膨脹功（容積功）：

1,3w=pdv或w=jpdv

1

適用于任何工質'可逆過程

2,w=o

適用于任何工質、可逆定容過程

3?w=p（v2-v,）

適用于任何工質、可逆定壓過程

4,w=/?/■In—

V|

適用于志向氣體'可逆定溫過程

5,w=q-Au

適用于任何系統(tǒng)，任何工質，任何過程。

6-w=q

適用于志向氣體定溫過程。

7,w=—AH

適用于任何氣體絕熱過程。

8?w=4cdT

?v

適用于志向氣體'絕熱過程

9?

適用于志向氣體、可逆絕熱過程

10?

適用于志向氣體、可逆多變過程

流淌功：

推動1kg工質進、出限制體所必需的功。

技術功：

1,叱=g+gM+嗎

熱力過程中可被干脆利用來作功的能量?統(tǒng)稱為技術功。

2

2,dwt=；de+gdz+dws

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流'微元熱力過程

3?wt=w+P|VI-p2v2

技術功等于膨脹功及流淌功的代數(shù)和。

4?Swt=-vdp

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程

2

5,w=-fvdp

ti

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程

熱量：

1-Sq=TdS

適用于任何工質'微元可逆過程。

r2

2,q=\Tds

i

適用于任何工質、可逆過程

3-Q=AU+W

適用于mkg質量任何工質，開口、閉口，可逆、不行逆過程

4,<7=AM+w

適用于1kg質量任何工質，開口、閉口，可逆、不行逆過程

5,3q=du+pdv

適用于微元，任何工質可逆過程。

6,q=△〃+jpdv

i

適用于任何工質可逆過程。

73Q=[h2+1Cj+gZ2J^n2-(4+gC：+gZJ，麻??+SWs+dE^

適用于任何工質，任何系統(tǒng)，任何過程。

2,

8,3q=dh+—de+gdz+8ws

適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程

9,q=\h+wt

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程

10,q—tsu

適用于任何工質定容過程

>

11-q=cr(T2-Tl)

適用于志向氣體定容過程。

12,(7=AA

適用于任何工質定壓過程

13?q=Cpd-T)

適用于志向氣體、定壓過程

14,q=0

適用于任何工質、絕熱過程

15?q=七/丫伉-N1)

n-\

適用于志向氣體、多變過程

第四章志向氣體的熱力過程和氣體壓縮

1.根本概念

分析熱力過程的一般步驟：L根據(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)的根本狀態(tài)參數(shù)；

3.將過程線表示在p-v圖和T—s圖上，使過程直觀，便于分析探討。

4.計算過程中傳遞的熱量和功量。

絕熱過程：系統(tǒng)及外界沒有熱量交換狀況下所進展的狀態(tài)變更過程，

即的=0或q=()稱為絕熱過程。

定炳過程：系統(tǒng)及外界沒有熱量交換狀況下所進展的可逆熱力過程，

稱為定嫡過程。

多變過程：凡過程方程為〃"=常數(shù)的過程，稱為多變過程。

定容過程：定量工質容積保持不變時的熱力過程稱為定容過程。

定壓過程：定量工質壓力保持不變時的熱力過程稱為定壓過程。

定溫過程：定量工質溫度保持不變時的熱力過程稱為定溫過程。

單級活塞式壓氣機工作原理：吸氣過程、壓縮過程、排氣過程，活

塞每來回一次，完成以上三個過程。

活塞式壓氣機的容積效率：活塞式壓氣機的有效容積和活塞排量之

比，稱為容積效率。

活塞式壓氣機的余隙：為了安置進、排氣閥以和避開活塞及汽缸端

蓋間的碰撞，在汽缸端蓋及活塞行程終點間留有肯定的余隙，稱為余

隙容積，簡稱余隙。

最佳增壓比：使多級壓縮中間冷卻壓氣機耗功最小時，各級的增壓

比稱為最佳增壓比。

壓氣機的效率：在一樣的初態(tài)和增壓比條件下，可逆壓縮過程中壓

氣機所消耗的功及實際不行逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功之比，稱

為壓氣機的效率。

熱機循環(huán)：若循環(huán)的結果是工質將外界的熱能在肯定條件下連綿不

斷地轉變?yōu)闄C械能，則此循環(huán)稱為熱機循環(huán)。

2.常用公式

氣體主要熱力過程的根本公式

定容過定壓過定溫過

過程定嫡過程多變過程

程程程

過程OO01Kn

指數(shù)n

過程pv=常pvn二常

々常數(shù)夕二常數(shù)夕l/二常數(shù)

方程數(shù)數(shù)

=p<

PF：2=p2片

P'V'

Y-]rt-l

T,v2

PlVl=P2V2殳、

ZPi二

廠關系

A.-1l-l

feF

=

AU=CV(T2-T1)

Aw=O

甌=，;(班)M-)

4A/z=O

A“=q.((-7])\u=CV(T2_()

Aw、Ah

A5=q/n三+RIn以

、A5KE)Aftf出一看)△S二Rin”

Z匕

計算式匕

AS=勺吟=cIn—-/?ln—

A5=c?lnJ=Rln且'4p.

PiAS=0

=cIn^-4-c?In—

HPx

膨脹

w=-A〃=占〃…(2)?V=——(PV|-PV)

n-1(22

11

Rxg-7；)

功w=p(y2-vx)w=RT\n—-八（7；-石）

viK-\一〃一]

i^=0=R(4-G；-r]-r]n-l-

2=RTln.R7\RTi

w=jpdvPi~~K^\n-\

熱量

2n-K

q一[

q=jcdTq=Awq=Ahq-TSsn-1

iq=0

/(f)XC(T-T)

2=G區(qū)-力=wV2}

=JT小5*1)

1

tb熱

n-K

%000Cn=.g

3n-\

容

備注表中比熱容為定值比熱容

多變指數(shù)n:

z級壓氣機，最佳級間升壓比：

第五章熱力學第二定律

1.根本概念

熱力學第二定律：

開爾文說法：只冷卻一個熱源而連綿不斷作功的循環(huán)發(fā)動機是造不

勝利的。

克勞修斯說法：熱不行能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳到高溫

物體。

第二類永動機：從單一熱源獲得熱量，并使之完全轉變?yōu)闄C械能而

不引起其他變更的循環(huán)發(fā)動機?稱為第二類永動機。

孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)及外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質交換?稱為

孤立系統(tǒng)。

孤立系統(tǒng)嫡增原理：任何實際過程都是不行逆過程，只能沿著使孤

立系統(tǒng)嫡增加的方向進展。

定炳過程：系統(tǒng)及外界沒有熱量交換狀況下所進展的可逆熱力過程，

稱為定嫡過程。

熱機循環(huán)：若循環(huán)的結果是工質將外界的熱能在肯定條件下連綿不

斷地轉變?yōu)闄C械能，則此循環(huán)稱為熱機循環(huán)。

制冷：對物體進展冷卻，使其溫度低于四周環(huán)境溫度?并維持這個

低溫稱為制冷。

制冷機：從低溫冷藏室汲取熱量排向大氣所用的機械稱為制冷機。

熱泵：將從低溫熱源汲取的熱量傳送至高暖和室所用的機械裝置稱

為熱泵。

志向熱機：熱機內發(fā)生的一切熱力過程都是可逆過程，則該熱機稱

為志向熱機。

卡諾循環(huán)：在兩個恒溫熱源間，由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕

熱過程組成的循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)。

卡諾定理：

1?全部工作于同溫熱源及同溫冷源之間的一切可逆循環(huán)，其熱效率

都相等?及采納哪種工質無關。

2?在同溫熱源及同溫冷源之間的一切不行逆循環(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

嫡的定義式：

"嚕J/kgK

工質嫡變計算：

工質嫡變是指工質從某一平衡狀態(tài)變更到另一平衡狀態(tài)嫡的差值。

因為嫡是狀態(tài)參數(shù)，兩狀態(tài)間的嫡差對于任何過程，可逆還是不行逆

都相等。

1,As-=cIn-+7?In—

v3v,

志向氣體、已知初、終態(tài)T'1/值求AS。

2?A5=c?In--7?In—

KA

志向氣體已知初、終態(tài)T、夕值求AS。

3,A.y=In—+cvIn—

v,P,

志向氣體、已知初'終態(tài)P、v值求AS。

4?固體和液體的嫡變計算：

5?熱源燧變：

克勞修斯不等式：亭40

任何循環(huán)的克勞修斯積分恒久小于零，可逆過程時等于零。

閉口系統(tǒng)熠方程：加麗=X+3"或甌。=2

;￡=1

式中：——系統(tǒng)嫡變；

△Nur——環(huán)境嫡變；

△$——某子系統(tǒng)嫡變。

開口系統(tǒng)嫡方程：

式中：m2s2----工質流出系統(tǒng)的嫡;

61sl-------工質流入系統(tǒng)的嫡。

不行逆作功實力損失：

式中：To——環(huán)境溫度；

ASiso----孤立系統(tǒng)嫡增。

第七章水蒸氣

1?根本概念

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：當水溫到達壓力戶所對應的飽和溫度4時，水將開場沸騰，

這時的水稱為飽和水。

濕飽和蒸汽：把預熱到右的飽和水接著加熱?飽和水開場沸騰，在

定溫下產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生而漸漸加大，直至

水全部變?yōu)檎羝?，這時的蒸汽稱為干飽和蒸汽（即不含飽和水的飽和

蒸汽）°

2?常用公式

千度：

濕蒸汽的參數(shù)：

匕“W"（當「不太大，￥不太小時）

過熱蒸汽的培：

其中Cpm（一。是過熱熱量?f為過熱蒸汽的溫度，Cpm為過熱蒸汽由t

到左的平均比定壓熱容。

過熱蒸汽的熱力學能：

過熱蒸汽的炳：

水蒸氣定壓過程：

w=g一△，，或卬=p（y2-v,）

水蒸氣定容過程：

水蒸氣定溫過程：

水蒸氣絕熱過程：

第八章濕空氣

1.根本概念

濕空氣：干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。

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。

肯定濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質量。

飽和肯定濕度：在肯定溫度下飽和空氣的肯定濕度到達最大值，稱

為飽和肯定濕度

相對濕度：濕空氣的肯定濕度已及同溫度下飽和空氣的飽和肯定濕

度P,的比值

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

質量

飽和度：濕空氣的含濕量d及同溫下飽和空氣的含濕量&的比值

濕空氣的比體積:在肯定溫度廠和總壓力夕下，lkg干空氣和0.0014

水蒸氣所占有的體積濕空氣的燧:1kg干空氣的燧和O.OOldcg水

蒸氣的焰的總和

2.常用公式

濕空氣的總壓力p:p=p"+PV

濕空氣的平均分子量：

濕空氣的氣體常數(shù)：

肯定濕度：

飽和肯定濕度2:

相對濕度°：

相對濕度。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，表示空氣枯燥，具有較大的吸濕實力；夕值大?表示空

氣潮濕，吸濕實力小。當夕=0時為干空氣，*=1時則為飽和空氣。未

飽和空氣的相對濕度在。到1之間(0<°<1)。應用志向氣體狀態(tài)方程，

相對濕度又可表示為

含濕量(或稱比濕度)d:”=%=2

maPa

622

飽和度D：

飽和度。略小于相對濕度夕,即D<(P'如p-Pv=p-Ps,則?！薄?/p>

濕空氣比體積：v=—=v?(m3/kg(a))

濕空氣的蠟:/?=4+o.ooi砥(kJ/kg(a))

第九章氣體和蒸汽的流淌

1-根本概念

穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流：穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流是指開口系統(tǒng)內每一點的熱力學和力學參數(shù)都

不隨時間而變更的流淌?但在系統(tǒng)內不同點上，參數(shù)值可以不同。為

了簡化起見，可認為管道內垂直于軸向的任一截面上的各種參數(shù)都勻

稱一樣，流體參數(shù)只沿管道軸向或流淌方向發(fā)生變更。

定炳滯止參數(shù)：將具有肯定速度的流體在定嫡條件下擴壓，使其流

速降低為零，這時氣體的參數(shù)稱為定嫡滯止參數(shù)。

減縮噴管：當進入噴管的氣體是M<1的亞音速氣流時?這種沿著

氣體流淌方向噴管截面積漸漸縮小的噴管稱為漸縮噴管。

漸擴噴管：當進入噴管的氣體是M>1的超音速氣流時?這種沿氣

流方向噴管截面積漸漸擴大的噴管稱為漸擴噴管。

縮放噴管：如須要將M<1的亞音速氣流增大到M>1的超音速氣

流-則噴管截面積應由d/<0漸漸轉變?yōu)閐f>0，即噴管截面積應

由漸漸縮小轉變?yōu)闈u漸擴大，這種噴管稱為漸縮漸擴噴管，或簡稱縮

放噴管，也稱拉伐爾（Laval）噴管。

節(jié)流：節(jié)流過程是指流體（液體、氣體）在管道中流經閥門、孔板

或多孔堵塞物等設備時，由于部分阻力，使流體壓力降低的一種特別

流淌過程。這些閥門、孔板或多孔堵塞物稱為節(jié)流元件。若節(jié)流過程

中流體及外界沒有熱量交換，稱為絕熱節(jié)流?常常簡稱為節(jié)流。在熱

力設備中，壓力調整'流量調整或測量流量以和獲得低溫流體等領域

常常利用節(jié)流過程，而且由于流體及節(jié)流元件換熱極少，可以認為是

絕熱節(jié)流。

冷效應區(qū)：在轉回曲線及溫度縱軸圍成的區(qū)域內全部等炮線上的點

恒有j>0，發(fā)生在這個區(qū)域內的絕熱節(jié)流過程總是使流體溫度降

低，稱為冷效應區(qū)。

熱效應區(qū)：在轉回曲線之外全部等燧線上的點，其j<0，發(fā)生在

這個區(qū)域的微分絕熱節(jié)流總是使流體溫度上升，即壓力降低dp-溫

度增高dr，稱為熱效應區(qū)。

噴管效率：是指實際過程氣體出口動能及定嫡過程氣體出口動能的

比值。

2?常用公式

連續(xù)性方程：

式中叫，加21加----各截面處的質量流量（kg/s）;

f\、fz,f——各截面處的截面積（m2）;

Q，Q，c----各截面處的氣流速度（m/s）;

%,功，v----各截面處氣體的比容的（rrP/kg）°

對微元穩(wěn)定流淌過程，連續(xù)性方程可表示為

絕熱穩(wěn)定流淌能量方程式：

對于微元絕熱穩(wěn)定流淌過程，可寫成

定炳過程方程式：

對于微元定嫡過程有

只適用于志向氣體的比熱容比點常數(shù)（定比熱容）的可逆絕熱過程。

對于變比熱容的定嫡過程，械取過程范圍內的平均值。

可壓縮性流體音速的計算式：

志向氣體的音速計算

馬赫數(shù)

c是給定狀態(tài)的氣體流速方是該狀態(tài)下的音速。根據(jù)馬赫數(shù)的大小，

可以把氣流速度分為三檔：當例＜1，稱為亞音速，當例=1，稱為

音速，當例>1，稱為超音速。

氣體流速變更及狀態(tài)參數(shù)間的關系：

在管道內作定嫡流淌時，dc及dp的符號相反；即氣流速度增加

(dc>0)，必導致氣體的壓力下降(d〃<0)，這就是噴管中的氣體流淌特

性；而氣體速度下降(dc<0)，將導致氣體的壓力上升(dp>0)，這是擴

壓管中的氣體流淌特性。

管道截面變更的規(guī)律：

志向氣體的當?shù)匾羲伲?/p>

第十章動力循環(huán)

1?根本概念

熱機：將熱能轉化為機械能的設備叫做熱力原動機■簡稱熱機。

動力循環(huán)：熱機的工作循環(huán)稱為動力循環(huán)。根據(jù)熱機所用工質的不

同，動力循環(huán)可分為蒸汽動力循環(huán)和燃氣動力循環(huán)兩大類。

奧托循環(huán)：定容加熱志向循環(huán)是汽油機實際工作循環(huán)的志向化，又

稱為奧托循環(huán)。

狄塞爾(Diesel)循環(huán)：定壓加熱志向循環(huán)是柴油機實際工作循環(huán)

的志向化。

燃氣輪機：燃氣輪機裝置是一種以空氣和燃氣為工質、旋轉式的熱

力發(fā)動機。燃氣輪機裝置主要由三部分組成?即燃氣輪機、壓氣機和

燃燒室。

2?常用公式

朗肯循環(huán)的熱效率：

常水泵消耗軸功及汽輪機作功量相比甚小，可忽視不計，因此

hy=hy'于是可簡化為

二級回熱循環(huán)熱效率：

式中hl、力2——汽輪機入口蒸氣及乏汽的焙；

力6、力8——第一'第二次抽汽的焙；

力、論——第一、第二次抽汽壓力下飽和水的燧；

品——乏汽壓力下凝聚水的焰。

再熱循環(huán)熱效率：

或?=(%6)+(4-%)

‘(%-%)+(%-精

定容加熱循環(huán)熱效率：

式中，￡="稱為壓縮比'是個大于1的數(shù)，表示工質在燃燒前被壓

彩

縮的程度。

定壓加熱循環(huán)熱效率：

混合加熱循環(huán)熱效率：

燃氣輪機的志向循環(huán)熱效率：

第十一章制冷循環(huán)

1?根本概念

制冷：對物體進展冷卻，使其溫度低于四周環(huán)境的溫度，并維持這

個低溫稱為。

空氣壓縮式制冷：將常溫下較高壓力的空氣進展絕熱膨脹，獲得低

溫低壓的空氣。

蒸汽噴射制冷循環(huán)：用引射器代替壓縮機來壓縮制冷劑?