工程熱力學(xué) 期末試題 答案及工程熱力學(xué)大總結(jié)大全

PAGEPAGE27全國考研專業(yè)課高分資料中北大學(xué)《工程熱力學(xué)》期末題筆記：目標院校目標專業(yè)本科生筆記或者輔導(dǎo)班筆記講義：目標院校目標專業(yè)本科教學(xué)課件期末題：目標院校目標專業(yè)本科期末測試題2-3套模擬題：目標院校目標專業(yè)考研專業(yè)課模擬測試題2套復(fù)習(xí)題：目標院校目標專業(yè)考研專業(yè)課導(dǎo)師復(fù)習(xí)題真題：目標院校目標專業(yè)歷年考試真題，本項為贈送項，未公布的不送！

中北大學(xué)工程熱力學(xué)試題（A）卷（閉卷）2013--2014學(xué)年第一學(xué)期學(xué)號：姓名：一、單項選擇題（本大題共15小題，每題只有一個正確答案，答對一題得1分，共15分）1、壓力為10bar的氣體通過漸縮噴管流入1bar的環(huán)境中，現(xiàn)將噴管尾部截去一段，其流速、流量變化為?！尽緼.流速減小，流量不變B.流速不變，流量增加C.流速不變，流量不變D.流速減小，流量增大2、某制冷機在熱源T1=300K，及冷源T2=250K之間工作，其制冷量為1000KJ，消耗功為250KJ，此制冷機是【】A.可逆的B.不可逆的C.不可能的D.可逆或不可逆的3、系統(tǒng)的總儲存能為【】A.B.C.D.4、熵變計算式只適用于【】A.一切工質(zhì)的可逆過程B.一切工質(zhì)的不可逆過程C.理想氣體的可逆過程D.理想氣體的一切過程5、系統(tǒng)進行一個不可逆絕熱膨脹過程后，欲使系統(tǒng)回復(fù)到初態(tài)，系統(tǒng)需要進行一個【】過程?！尽緼.可逆絕熱壓縮B.不可逆絕熱壓縮 C.邊壓縮邊吸熱D.邊壓縮邊放熱6、混合氣體的通用氣體常數(shù)，【】?！尽緼.與混合氣體的成份有關(guān)B.與混合氣體的質(zhì)量有關(guān)C.與混合氣體所處狀態(tài)有關(guān)D.與混合氣體的成份、質(zhì)量及狀態(tài)均無關(guān)系7、貯有空氣的絕熱剛性密閉容器中裝有電熱絲，通電后如取空氣為系統(tǒng)，則【】A.Q＞0，△U＞0，W＞0B.Q=0，△U＞0，W＞0C.Q＞0，△U＞0，W=0D.Q=0，△U=0，W=08、未飽和空氣具有下列關(guān)系【】A.t＞tw＞tdB.t＞td＞tw.C.t=td=twD.t=tw＞td9、絕熱節(jié)流過程是【】過程。【】A.定壓B.定溫C.定熵D.節(jié)流前后焓相等10、抽汽式熱電循環(huán)的結(jié)果是【】A.提高循環(huán)熱效率，提高熱能利用率B.提高循環(huán)熱效率，降低熱能利用率C.降低循環(huán)熱效率，提高熱能利用率D.降低循環(huán)熱效率，降低熱能利用率11、一個橡皮氣球在太陽下被照曬，氣球在吸熱過程中膨脹，氣球內(nèi)的壓力正比于氣球的容積，則氣球內(nèi)的氣球進行的是【】A.定壓過程B.多變過程C.定溫過程D.定容過程12、氣體的容積比熱是指【】A.容積保持不變的比熱。B.物量單位為一立方米時氣體的比熱。C.物量單位為一摩爾容積氣體的比熱。D.物量單位為一標準立方米時氣體的比熱。13、抽氣回?zé)嵫h(huán)改善了朗肯循環(huán)，其根本原因在于【】A.每公斤水蒸汽的作功量增加了B.排氣的熱能得到了充分利用C.水蒸汽的平均吸熱溫度提高了D.水蒸汽的放熱溫度降低了14、孤立系統(tǒng)是指系統(tǒng)與外界【】A.沒有物質(zhì)交換B.沒有熱量交換C.沒有任何能量交換D.沒有任何能量傳遞與質(zhì)交換15、熱機從熱源取熱1000KJ，對外作功1000KJ，其結(jié)果是【】A.違反第一定律B.違反第二定律C.違反第一及第二定律D.不違反第一及第二定律第二部分非選擇題（共85分）二、判斷題(本大題共10小題，每題1分,共10分,答A表示說法正確.答B(yǎng)表示說法不正確,本題只需指出正確與錯誤,不需要修改)16、孤立系統(tǒng)的熵與能量都是守恒的。（）17、實際氣體在壓力趨于零的極限狀態(tài)就成為理想氣體。（）18、容器中氣體的壓力不變則壓力表的讀數(shù)也絕對不會改變。（）19、在T—S圖上，任意二條可逆絕熱過程線不能相交。（）20、再熱循環(huán)的主要目的是提高汽輪機尾部排汽干度。（）21、任一熱力循環(huán)的熱效率都可用η=1－q2/q1=1－T2/T1計之。（）22、孤立系統(tǒng)達到平衡時總熵達極大值。（）23、一桶具有環(huán)境溫度的河水與一杯沸水，前者的可用能大于后者。（）24、凡符合熱力學(xué)第一定律的過程就一定能實現(xiàn)。（）25、卡諾循環(huán)的熱效率僅取決于其熱和冷源的溫度，而與工質(zhì)的性質(zhì)無關(guān)。（）三、填空題(本大題共5小題，每空1分,共12分。)26、混合氣體由N2和CO2組成，已知N2的質(zhì)量成分為0.72，則混合氣體的平均氣體常數(shù)Rg,eq=，平均摩爾質(zhì)量Meeq=。(N2的摩爾質(zhì)量為0.028kg/mol，CO2為0.044kg/mol)27、冬季取暖，若不采取任何其他措施，室內(nèi)溫度，室內(nèi)相對濕度。（填增大，減少或不變）。28、濕蒸汽的干度定義為。已知濕蒸汽的干度為0.2，其中干飽和蒸汽的質(zhì)量為6kg，則飽和液體的質(zhì)量為＿＿＿＿kg。29、氧氣的平均比定壓熱容，，則，。30、范德瓦爾方程式的表達式為：，其中常數(shù)a是對的修正。常數(shù)b是對的修正。四、名詞解釋(本大題共4小題，每題4分,共16分。)31、干飽和蒸汽、濕飽和蒸汽和過熱蒸汽—32、熱容的定義和單位—33、濕空氣的露點—34、控制質(zhì)量—五、簡答題(本大題共3小題，每題4分,共12分。)35、定壓、定溫、絕熱和定容四種典型的熱力過程，其多變指數(shù)的值分別是多少？36、簡述蒸汽參數(shù)對朗肯循環(huán)效率的影響。37、準平衡過程與可逆過程有何共同處?有何區(qū)別?有何聯(lián)系?六、計算題（本大題共4小題，共35分。)38、某蒸汽動力廠按一級抽汽回?zé)幔ɑ旌鲜剑├硐胙h(huán)工作，如圖所示，已知新蒸汽參數(shù)p1=4.0MPa，t1=4200C，汽輪機排汽壓力p2=0.007MPa，抽汽壓力pA=0.4MPa，忽略泵功。試求：（1）定性畫出循環(huán)的T-s圖；（2）抽汽系數(shù)α；（3）循環(huán)吸熱量q1，放熱量q2及輸出凈功ωnet；（4）循環(huán)熱效率；（15分）p(MPa)t(0C)h(kJ/kg)skJ/(kg.K)Ps(MPa)h′(kJ/kg)h″(kJ/kg)s′kJ/(kg.K)s″kJ/(kg.K)44203261.46.83990.4604.72737.61.77646.89430.42716.36.83990.007163.42572.60.55978.276739、一閉口系從狀態(tài)1沿1-2-3途徑到狀態(tài)3，傳遞給外界的熱量為47.5kJ，而系統(tǒng)對外作功為30kJ，如圖所示。（1）若沿1-4-3途徑變化時，系統(tǒng)對外作功15kJ，求過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。（2）若系統(tǒng)從狀態(tài)3沿圖示曲線途徑到達狀態(tài)1，外界對系統(tǒng)作功6kJ，求該過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。（3）若U2=175kJ,U3=87.5kJ，求過程2-3傳遞的熱量及狀態(tài)1的熱力學(xué)能。（7分）40、m=2.26kg理想氣體的氣體常數(shù)Rg=430J/(kg.k)，比熱比κ=1.35。初溫T1=477K，經(jīng)可逆定容過程后終溫T2=591K。求Q、ΔU、W、ΔS。（7分）41、空氣可逆絕熱流過一噴管，入口壓力p1=0.7MPa，溫度t1=800℃，出口壓力p2=0.15MPa，此噴管是什么外型的噴管?入口空氣流速忽略不計，比熱容和比熱比取定值，分別為cp=1.004kJ/(kg·K)，κ=1.4，Rg=287J/(kg.k)。求噴管出口空氣的溫度、流速、馬赫數(shù)。（7分）參考答案第一部分選擇題（共15分）一、單項選擇題（每題只有一個正確答案，答對一題得1分，共15分）1、C2、B3、C4、C5、C6、D7、C8、A9、D10、A11、B12、D13、C14、D15、B第二部分非選擇題（共85分）二、判斷題(本大題共10小題，每題1分,共10分,答A表示說法正確.答B(yǎng)表示說法不正確,本題只需指出正確與錯誤,不需要修改)16、B17、A18、B19、A20、A21、B22、A23、B24、B25、A三、填空題(本大題共5小題，每空1分,共11分。)26、0.267kJ/(kg.K)31.1×10-3kg/mol27、增大減少28、飽和蒸汽的質(zhì)量占整個濕蒸汽質(zhì)量的比值2429、0.946kJ/(kg.K)0.686kJ/(kg.K)30、對氣體分子間的引力對氣體分子體積四、名詞解釋(本大題共4小題，每題4分,共16分。)31、干度為1的濕蒸汽為干飽和蒸汽；（1分）蒸汽和水的混合物稱為濕飽和蒸汽；（1分）溫度高于蒸汽壓力下所對應(yīng)的飽和溫度的蒸汽，稱為過熱蒸汽。（2分）32、物體溫度升高1K（或1oC）所需熱量稱為熱容，以C表示。（2分）單位有J/(kg.K)、J/(mol.K)和J/(m3.K)。（2分）33、在保持濕空氣中水蒸氣分壓力pv不變的條件下，降低濕空氣溫度而使其達到飽和狀態(tài)時所對應(yīng)的溫度，稱為露點。（4分）34、一個熱力系統(tǒng)如果和外界只有能量交換而無物質(zhì)交換，則該系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)。閉口系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量保持恒定不變，閉口系統(tǒng)又叫做控制質(zhì)量。（4分）五、簡答題(本大題共3小題，每題4分,共12分。)35、定壓n=0，定容n=∞，定溫n=1，定熵n=κ（4分）36、（1）提高初溫，可提高熱力循環(huán)效率和增大膨脹終點的干度，但受金屬材料耐熱性能的限制。（2分）（2）在相同的初溫和背壓下，提高初壓也可使熱效率增大。會使乏汽干度降低，設(shè)備強度的問題。（1分）（3）降低背壓可以顯著提高循環(huán)熱效率。受環(huán)境溫度的限制。（1分）37、它們共同處都是在無限小勢差作用下，非常緩慢地進行，由無限接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)組成的過程。（2分）它們的區(qū)別在于準平衡過程不排斥摩擦能量損耗現(xiàn)象的存在，可逆過程不會產(chǎn)生任何能量的損耗。（1分）一個可逆過程一定是一個準平衡過程，沒有摩擦的準平衡過程就是可逆過程。（1分）六、計算題（本大題共4小題，共36分。)38、（1）圖略。（可參照教材p329圖10-14）（2分）（2）抽汽系數(shù)（2分）（3）（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）（4）（2分）39、對途徑1-2-3，由閉口系能量方程得（1分）（1）對途徑1-4-3，由閉口系能量方程得（系統(tǒng)對外放熱）（2分）（2）對途徑3-1，可得到（1分）（3）對途徑2-3，有（1分）則（1分）（1分）40、（1分）（1分）（2分）（1分）（2分）41、為縮放型噴管。（1分）（2分）（2分）（2分）中北大學(xué)工程熱力學(xué)試題（A）卷（閉卷）2012--2013學(xué)年第一學(xué)期學(xué)號：姓名：

一、簡答題(每小題5分，共40分)1.什么是熱力過程？可逆過程的主要特征是什么？答：熱力系統(tǒng)從一個平衡態(tài)到另一個平衡態(tài)，稱為熱力過程?？赡孢^程的主要特征是驅(qū)動過程進行的勢差無限小，即準靜過程，且無耗散。2.溫度為500°C的熱源向熱機工質(zhì)放出500kJ的熱量，設(shè)環(huán)境溫度為30°C，試問這部分熱量的火用（yong）值（最大可用能）為多少？答：303.95kJ3.兩個不同溫度（T1,T2）的恒溫?zé)嵩撮g工作的可逆熱機，從高溫?zé)嵩碩1吸收熱量Q1向低溫?zé)嵩碩2放出熱量Q2，證明：由高溫?zé)嵩?、低溫?zé)嵩?、熱機和功源四個子系統(tǒng)構(gòu)成的孤立系統(tǒng)熵增。假設(shè)功源的熵變△SW=0。證明：四個子系統(tǒng)構(gòu)成的孤立系統(tǒng)熵增為（1分）對熱機循環(huán)子系統(tǒng)：1分 1分根據(jù)卡諾定理及推論：1分則：。1分BB隔板A自由膨脹4.剛性絕熱容器中間用隔板分為兩部分，A中存有高壓空氣，B中保持真空，如右圖所示。若將隔板抽去，試分析容器中空氣的狀態(tài)參數(shù)（T、P、u、s、v）如何變化，并簡述為什么。答：u、T不變，P減小，v增大，s增大。5.試由開口系能量方程一般表達式出發(fā)，證明絕熱節(jié)流過程中，節(jié)流前后工質(zhì)的焓值不變。（絕熱節(jié)流過程可看作穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，宏觀動能和重力位能的變化可忽略不計）答：開口系一般能量方程表達式為絕熱節(jié)流過程是穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，因此有如下簡化條件，則上式可以簡化為：根據(jù)質(zhì)量守恒，有代入能量方程，有6.什么是理想混合氣體中某組元的分壓力？試按分壓力給出第i組元的狀態(tài)方程。答：在混合氣體的溫度之下，當i組元單獨占有整個混合氣體的容積（中容積）時對容器壁面所形成的壓力，稱為該組元的分壓力；若表為Pi，則該組元的狀態(tài)方程可寫成：PiV=miRiT。7.高、低溫?zé)嵩吹臏夭钣?，卡諾制冷機的制冷系數(shù)是否就愈大，愈有利？試證明你的結(jié)論。答：否，溫差愈大，卡諾制冷機的制冷系數(shù)愈小，耗功越大。（2分）證明：，當不變，時，、。即在同樣下(說明得到的收益相同)，溫差愈大，需耗費更多的外界有用功量，制冷系數(shù)下降。（3分）8.一個控制質(zhì)量由初始狀態(tài)A分別經(jīng)可逆與不可逆等溫吸熱過程到達狀態(tài)B，若兩過程中熱源溫度均為。試證明系統(tǒng)在可逆過程中吸收的熱量多，對外做出的膨脹功也大。答：經(jīng)歷可逆或不可逆定溫過程后，按題給兩種情況下過程的初、終狀態(tài)相同，因而系統(tǒng)的熵變相同。由系統(tǒng)的熵方程，對于可逆過程其熵產(chǎn)為零，故熱熵流將大于不可逆過程。可見，可逆過程的熱量將大于不可逆過程；（3分）由熱力學(xué)第一定律，，因過程的初、終狀態(tài)相同，熱力學(xué)能變化u相同，故可逆與不可逆兩種情況相比，可逆過程的過程功亦較大。（2分）二、作圖題：（每小題5分，共10分）試在所給參數(shù)坐標圖上定性地畫出理想氣體過點1的下述過程，分別指出該過程的過程指數(shù)n應(yīng)當在什么數(shù)值范圍內(nèi)(圖中請標明四個基本過程線)：1）壓縮、升溫、吸熱的過程2）膨脹、降溫、吸熱的過程。答：(1)；(2)評分：四條基本線（2分）兩條曲線（2分）n取值（1分）2.如圖所示T－s圖上理想氣體任意可逆過程1－2的熱量如何表示？熱力學(xué)能變化量、焓變化量如何表示？若過程1－2是不可逆的，上述各量是否相同？(請寫出簡明的作圖方法。)答：對可逆過程，熱量為面積1-m-k-2-1，熱力學(xué)能變化量為面積1-m-n-2v-1，焓變化量為1-m-g-2p-1。對不可逆過程，熱量無法表示，熱力學(xué)能和焓變化量相同三、計算題：（共50分）1.壓氣機在95kPa、25℃的狀態(tài)下穩(wěn)定地以340m3/min的容積流率吸入空氣，進口處的空氣流速可以忽略不計；壓氣機排口處的截面積為0.025m2，排出的壓縮空氣的參數(shù)為200kPa、120℃。壓氣機的散熱量為60kJ/min。已知空氣的氣體常數(shù)Rg=0.287kJ/(kg.K)，比定熱容cV=0.717kJ/(kg.K)，求壓氣機所消耗的功率。（16分）解：以壓氣機中空氣為研究對象，其穩(wěn)定工況的能量方程為即（a）其中：將以上數(shù)據(jù)代入式（a），可得壓氣機所消耗的功率為：N28kg0.1MPa17℃N22kg0.07MPa67℃2.在高溫環(huán)境中有一容器，A側(cè)裝有2kg氮氣，壓力為0.07MPa，溫度為67℃；B側(cè)裝有8kg氮氣，壓力為0.1MPa，溫度為17℃，。A和B的壁面均為透熱壁面，它們之間用管道和閥門相連，見附圖。現(xiàn)打開閥門，氮氣由B流向A。氮氣可視為理想氣體，已知氣體常數(shù)Rg,N2=297J/(kg·K)，過程中的平均定容比熱容cv=0.742kJ/(kg·K)，若壓力平衡時容器中氣體溫度為t2=40℃，試求：⑴平衡時終壓力PN28kg0.1MPa17℃N22kg0.07MPa67℃解：⑴容器A和B的容積分別為（4分）取A+B中的氣體為系統(tǒng)（CM），m=mA+mB=2+8=10kgV=VA+VB=2.8851+6.8904=9.7755m3（2分）終態(tài)時的氣體壓力（2分）⑵按題給，系統(tǒng)不對外作功，有（5分）⑶原在A中的氮氣熵變（2分）原在B中的氮氣熵變（2分）全部氮氣的熵變（1分）3.將100kg溫度為30℃的水與200kg溫度為80℃的水在絕熱容器中混合，假定容器內(nèi)壁與水之間也是絕熱的，且水的比熱容為定值，取，環(huán)境溫度為17℃。求混合過程導(dǎo)致的可用能損失？（16分）解：以絕熱熔器內(nèi)水為研究對象，由其能量方程可得可得水的混合過程的熵變?yōu)橛捎诮^熱混合過程的做功能力的損失為第一章基本概念1.基本概念熱力系統(tǒng)：用界面將所要研究的對象與周圍環(huán)境分隔開來，這種人為分隔的研究對象，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：由兩個相以上組成的系統(tǒng)稱為復(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)不隨時間而變化，系統(tǒng)內(nèi)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（υ）或密度（ρ）、內(nèi)能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、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)熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量，其物理實質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大量微觀分子熱運動的強弱程度的宏觀反映。熱力學(xué)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。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(zhì)的壓力即為相對壓力。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。強度性參數(shù)：系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值與整個系統(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(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。準靜態(tài)過程：過程進行得非常緩慢，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，并稱之為準靜態(tài)過程?？赡孢^程：當系統(tǒng)進行正、反兩個過程后，系統(tǒng)與外界均能完全回復(fù)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)生變化（增大或縮?。┒ㄟ^界面向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(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)。2.常用公式狀態(tài)參數(shù): 狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的函數(shù)，對應(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，由初狀態(tài)經(jīng)過不同路徑，最后到達終點，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)。溫 度 ：1．式中 —分子平移運動的動能，其中m是一個分子的質(zhì)量，是分子平移運動的均方根速度； B—比例常數(shù)； T—氣體的熱力學(xué)溫度。2．壓 力 ：1．式中 P—單位面積上的絕對壓力；n—分子濃度，即單位容積內(nèi)含有氣體的分子數(shù)，其中N為容積V包含的氣體分子總數(shù)。2． 式中 F—整個容器壁受到的力，單位為牛（N）； f—容器壁的總面積（m2）。3． （P>B） （P<B）式中 B—當?shù)卮髿鈮毫? Pg—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． m3/kg式中 V—工質(zhì)的容積 m—工質(zhì)的質(zhì)量2．式中 —工質(zhì)的密度 kg/m3 —工質(zhì)的比容 m3/kg熱力循環(huán): 或，循環(huán)熱效率: 式中 q1—工質(zhì)從熱源吸熱； q2—工質(zhì)向冷源放熱； w0—循環(huán)所作的凈功。制冷系數(shù)： 式中 q1—工質(zhì)向熱源放出熱量； q2—工質(zhì)從冷源吸取熱量； w0—循環(huán)所作的凈功。供熱系數(shù)： 式中 q1—工質(zhì)向熱源放出熱量 q2—工質(zhì)從冷源吸取熱量 w0—循環(huán)所作的凈功3.重要圖表圖1-1熱力系統(tǒng)圖1-2邊界可變形系統(tǒng)圖1-3開口系統(tǒng)圖1-4孤立系統(tǒng)圖1-5U形壓力計測壓圖1-6各壓力間的關(guān)系圖1-14任意循環(huán)在圖上的表示(a)正循環(huán)；(b)逆循環(huán)第二章氣體的熱力性質(zhì)1.基本概念理想氣體：氣體分子是由一些彈性的、忽略分子之間相互作用力（引力和斥力）、不占有體積的質(zhì)點所構(gòu)成。比熱：單位物量的物體，溫度升高或降低1K（1℃）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的比熱。定容比熱：在定容情況下，單位物量的物體，溫度變化1K（1℃）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的定容比熱。定壓比熱：在定壓情況下，單位物量的物體，溫度變化1K（1℃）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的定壓比熱。定壓質(zhì)量比熱：在定壓過程中，單位質(zhì)量的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓質(zhì)量比熱。定壓容積比熱：在定壓過程中，單位容積的物體，當其溫度變化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，當其溫度變化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(zhì)量比熱：在定容過程中，單位質(zhì)量的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容質(zhì)量比熱。定容容積比熱：在定容過程中，單位容積的物體，當其溫度變化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，當其溫度變化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?；旌蠚怏w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P等于各組成氣體分壓力Pi之和?；旌蠚怏w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?cè)莘eV等于各組成氣體分容積Vi之和?；旌蠚怏w的質(zhì)量成分：混合氣體中某組元氣體的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為混合氣體的質(zhì)量成分?；旌蠚怏w的容積成分：混合氣體中某組元氣體的容積與混合氣體總?cè)莘e的比值稱為混合氣體的容積成分?；旌蠚怏w的摩爾成分：混合氣體中某組元氣體的摩爾數(shù)與混合氣體總摩爾數(shù)的比值稱為混合氣體的摩爾成分。對比參數(shù)：各狀態(tài)參數(shù)與臨界狀態(tài)的同名參數(shù)的比值。對比態(tài)定律：對于滿足同一對比態(tài)方程式的各種氣體，對比參數(shù)、和中若有兩個相等，則第三個對比參數(shù)就一定相等，物質(zhì)也就處于對應(yīng)狀態(tài)中。2.常用公式理想氣體狀態(tài)方程：1．式中 p—絕對壓力 Pa —比容 m3/kg T—熱力學(xué)溫度 K適用于1千克理想氣體。2．式中 V—質(zhì)量為mkg氣體所占的容積適用于m千克理想氣體。3．T式中 VM=Mv—氣體的摩爾容積，m3/kmol； R0=MR—通用氣體常數(shù)， J/kmol·K適用于1千摩爾理想氣體。4．式中 V—nKmol氣體所占有的容積，m3； n—氣體的摩爾數(shù)，，kmol 適用于n千摩爾理想氣體。5．通用氣體常數(shù)：R0 J/Kmol·KR0與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無關(guān)。6．氣體常數(shù)：R J/kg·KR與狀態(tài)無關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。7．比熱：1．比熱定義式：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：式中 c—質(zhì)量比熱，kJ/Kg·k —容積比熱，kJ/m3·k Mc—摩爾比熱，kJ/Kmol·k3．定容比熱：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。4．定壓比熱：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： 6．比熱比：道爾頓分壓定律：阿密蓋特分容積定律：質(zhì)量成分： 容積成分：摩爾成分： 容積成分與摩爾成分關(guān)系： 質(zhì)量成分與容積成分： 折合分子量：折合氣體常數(shù)：分壓力的確定混合氣體的比熱容：混合氣體的容積比熱容：混合氣體的摩爾比熱容：混合氣體的熱力學(xué)能、焓和熵或或或范德瓦爾(VanderWaals)方程對于1kmol實際氣體壓縮因子：對比參數(shù)：，，3.重要圖表 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 氣體分子式溫度范圍（K）最大誤差%空氣氫H28.10628.101.9665-1.91594.8023-4.0038-1.9661-0.8704273~1800273~18000.721.01氧O225.17715.2022-5.06181.3117273~18001.19氮N228.907-1.57138.0805-28.7256273~18000.59一氧化碳CO28.2601.67515.3717-2.2219273~18000.89二氧化碳CO222.25759.8084-35.01007.4693273~18000.647水蒸氣H2O32.2381.923410.5549-3.5952273~18000.53乙烯C2H24.1261155.0213-81.545516.9755298~15000.30丙烯C3H43.7457234.0107-115.127821.7353298~15000.44甲烷CH419.88750.241612.6860-11.0113273~15001.33乙烷C2H65.413178.0872-69.37498.7147298~15000.70丙烷C3H8-4.233306.264-158.631632.1455298~15000.28幾種氣體在理想氣體狀態(tài)下的平均定壓質(zhì)量比熱容t(℃)O2N2H2CO空氣CO2H2O00.9151.03914.1951.0401.0040.8151.8591000.9231.04014.3531.0421.0060.8661.8732000.9351.04314.4211.0461.0120.9101.8943000.9501.04914.4461.0541.0190.9491.9194000.9651.05714.4771.0631.0280.9831.9485000.9791.06614.5091.0751.0391.0131.9786000.9931.07614.5421.0861.0501.0402.0097001.0051.08714.5871.0981.0611.0642.0428001.0161.09714.6411.1091.0711.0852.0759001.0261.10814.7061.1201.0811.1042.11010001.0351.11814.7761.1301.0911.1222.14411001.0431.12714.8531.1401.1001.1382.17712001.0511.13614.9341.1491.1081.1532.21113001.0581.14515.0231.1581.1171.1662.24314001.0651.15315.1131.1661.1241.1782.27415001.0711.16015.2021.1731.1311.1892.30516001.0771.16715.2941.1801.1381.2002.33517001.0831.17415.3831.1871.1441.2092.36318001.0891.18015.4721.1921.1501.2182.39119001.0941.18615.5611.1981.1561.2262.41720001.0991.19115.6491.2031.1611.2332.44221001.1041.19715.7361.2081.1661.2412.46622001.1091.20115.8191.2131.1711.2472.48923001.1141.20615.9021.2181.1761.2532.51224001.1181.21015.9831.2221.1801.2592.53325001.1231.21416.0641.2261.1821.2642.554密度ρ（kg/m3)1.42861.25050.089991.25051.29321.96480.8042幾種氣體的臨界參數(shù)和范德瓦爾常數(shù)物質(zhì)名稱（K）（MPa）(MPa.m6/kmol2）（m3/kmol）HeH2N2O2CO2NH3H2OCH4CO5.333.3126.2154.8304.2405.5647.3190.7133.00.229011.297023.394565.076637.3869611.2983022.129704.640913.495893.576724.9304136.8115137.6429365.2920424.3812552.1069228.5001147.547924.0526.6838.6331.6842.7837.3030.3942.6939.53幾種氣體的臨界壓縮因子物質(zhì)HeH2N2O2CO2NH3H2OCOCH40.3000.3040.2970.2920.2740.2380.2300.2940.290圖2-5通用壓縮因子圖第三章熱力學(xué)第一定律1.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，或從一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)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。第一類永動機：不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機，稱為第一類永動機。熱力學(xué)能：熱力系處于宏觀靜止狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)所有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(zhì)與外力場的相互作用（如重力位能）及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)通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。流動功（或推動功）：當工質(zhì)在流進和流出控制體界面時，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須作推動功。因此，流動功是為維持流體通過控制體界面而傳遞的機械功，它是維持流體正常流動所必須傳遞的能量。焓：流動工質(zhì)向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分能量。對于流動工質(zhì)，焓=內(nèi)能+流動功，即焓具有能量意義；對于不流動工質(zhì)，焓只是一個復(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)不斷地進出系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運動參數(shù)都保持一定，不隨時間變化，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。動力機：動力機是利用工質(zhì)在機器中膨脹獲得機械功的設(shè)備。壓氣機：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設(shè)備稱為壓氣機。節(jié)流：流體在管道內(nèi)流動，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．或 2．3．或（沒有宏觀運動，并且高度為零）熱力學(xué)能變化：1．，適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程2．適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用定值比熱計算）3．適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用平均比熱計算）4．把的經(jīng)驗公式代入積分。適用于理想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．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。 6． 適用于任何工質(zhì)，可逆過程。 7． 適用于任何工質(zhì)，可逆定容過程 8． 適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過程。 9． 適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)絕熱、對外不作功的熱力過程等熱力學(xué)能或理想氣體定溫過程。 10．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。11.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12.適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程13． 熱力學(xué)能的變化等于焓的變化與流動功的差值。焓的變化：1．適用于m千克工質(zhì) 2． 適用于1千克工質(zhì) 3．適用于理想氣體4．，適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程5．適用于理想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6．適用于理想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．把的經(jīng)驗公式代入積分。適用于理想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．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 適用于任何工質(zhì)，任何熱力過程。 10．適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程 11． 適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。12．適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。13．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)動能和位能的變化。14．適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定壓過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。15．適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過程。熵的變化： 1．適用于任何氣體，可逆過程。2．為熵流，其值可正、可負或為零；為熵產(chǎn)，其值恒大于或等于零。3．（理想氣體、可逆定容過程） 4．（理想氣體、可逆定壓過程） 5．（理想氣體、可逆定溫過程） 6．（定熵過程） 適用于理想氣體、任何過程功量：膨脹功（容積功）：1． 或適用于任何工質(zhì)、可逆過程2．適用于任何工質(zhì)、可逆定容過程3．適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程4．適用于理想氣體、可逆定溫過程5．適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過程。6．適用于理想氣體定溫過程。7．適用于任何氣體絕熱過程。8．適用于理想氣體、絕熱過程9．適用于理想氣體、可逆絕熱過程10．適用于理想氣體、可逆多變過程流動功:推動1kg工質(zhì)進、出控制體所必須的功。技術(shù)功:1．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。2．適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程3．技術(shù)功等于膨脹功與流動功的代數(shù)和。4．適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程5．適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程熱量：1． 適用于任何工質(zhì)、微元可逆過程。2． 適用于任何工質(zhì)、可逆過程3．適用于mkg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程4．適用于1kg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程5．適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程。6．適用于任何工質(zhì)可逆過程。7適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過程。8． 適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程9．適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程10．適用于任何工質(zhì)定容過程11．適用于理想氣體定容過程。12．適用于任何工質(zhì)定壓過程13．適用于理想氣體、定壓過程14． 適用于任何工質(zhì)、絕熱過程15． 適用于理想氣體、多變過程3.重要圖表圖3－1軸功圖3－2流動功圖3－3閉口系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換圖3－7技術(shù)功圖3－5開口系統(tǒng)第四章理想氣體的熱力過程及氣體壓縮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T—s圖上,使過程直觀，便于分析討論。4.計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行的狀態(tài)變化過程，即或稱為絕熱過程。定熵過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。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(zhì)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(zhì)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(zhì)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，活塞每往返一次，完成以上三個過程?；钊綁簹鈾C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?；钊綁簹鈾C的余隙：為了安置進、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：在相同的初態(tài)及增壓比條件下，可逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功與實際不可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(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)n∞01кn過程方程v=常數(shù)p=常數(shù)pv=常數(shù)pvк=常數(shù)pvn=常數(shù)P、v、T關(guān)系膨脹功w=0熱量比熱容0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：3.重要圖表圖4－1絕熱過程p-v圖圖4－2絕熱過程T-s圖圖4－3多變過程p-v圖圖4－3多變過程T-s圖圖4－6單級活塞式壓氣機圖4－7理論壓氣過程示功圖圖4－8三種壓縮過程p-v圖和T-s圖圖4-11為兩級壓氣機工作過程圖第五章熱力學(xué)第二定律1.基本概念熱力學(xué)第二定律：開爾文說法：只冷卻一個熱源而連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機是造不成功的。克勞修斯說法：熱不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。第二類永動機：從單一熱源取得熱量，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機，稱為第二類永動機。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)。孤立系統(tǒng)熵增原理：任何實際過程都是不可逆過程，只能沿著使孤立系統(tǒng)熵增加的方向進行。定熵過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。熱機循環(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械能，則此循環(huán)稱為熱機循環(huán)。制冷：對物體進行冷卻，使其溫度低于周圍環(huán)境溫度，并維持這個低溫稱為制冷。制冷機：從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機械稱為制冷機。熱泵：將從低溫?zé)嵩次〉臒崃總魉椭粮邷嘏宜玫臋C械裝置稱為熱泵。理想熱機：熱機內(nèi)發(fā)生的一切熱力過程都是可逆過程，則該熱機稱為理想熱機?？ㄖZ循環(huán)：在兩個恒溫?zé)嵩撮g，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．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： J/kgK工質(zhì)熵變計算：，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。因為熵是狀態(tài)參數(shù)，兩狀態(tài)間的熵差對于任何過程，可逆還是不可逆都相等。1． 理想氣體、已知初、終態(tài)T、v值求ΔS。2． 理想氣體已知初、終態(tài)T、P值求ΔS。3． 理想氣體、已知初、終態(tài)P、v值求ΔS。4．固體及液體的熵變計算： 5．熱源熵變： 克勞修斯不等式： 任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠小于零，可逆過程時等于零。閉口系統(tǒng)熵方程： 式中：ΔSsys——系統(tǒng)熵變； ΔSsur——環(huán)境熵變； ΔSI——某子系統(tǒng)熵變。開口系統(tǒng)熵方程： 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：式中：T0——環(huán)境溫度； ΔSISO——孤立系統(tǒng)熵增。3.重要圖表圖5-4卡諾循環(huán)的p-v圖和T-s圖圖5-4逆卡諾循環(huán)的p-v圖和T-s圖圖5-7任意可逆循環(huán)圖5-7熵變、熵流與熵產(chǎn)第六章熱力學(xué)微分關(guān)系式1．基本概念自由能：F=U－TS，F(xiàn)稱為自由能，或稱亥姆霍茲（Helmholtz）函數(shù)。自由焓：令G=H－TS，G稱為自由焓，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：焓的基本關(guān)系式：自由能基本關(guān)系式：自由焓的基本關(guān)系式：麥克斯韋關(guān)系式：熱系數(shù)：式中 ——壓力溫度系數(shù)；——物質(zhì)在定容下壓力隨溫度的變化率；——容積膨脹系數(shù)，或稱熱膨脹系數(shù)；——物質(zhì)在定壓下比體積隨溫度的變化率； ——定溫壓縮系數(shù)，或簡稱壓縮系數(shù)；——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。這個偏導(dǎo)數(shù)為負值，加負號后，仍為正值。熵方程：焓方程：熱力學(xué)能的微分方程式：熱量的微分方程式：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：比定壓熱容與比定容熱容的關(guān)系:克拉貝龍方程:克勞修斯－克拉貝龍方程: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:當水溫達到壓力P所對應(yīng)的飽和溫度時，水將開始沸騰，這時的水稱為飽和水。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)生而逐漸加大，直至水全部變?yōu)檎羝@時的蒸汽稱為干飽和蒸汽（即不含飽和水的飽和蒸汽）。2．常用公式干度：濕蒸汽的參數(shù)：（當p不太大，x不太小時）過熱蒸汽的焓：其中是過熱熱量，t為過熱蒸汽的溫度，cpm為過熱蒸汽由t到ts的平均比定壓熱容。過熱蒸汽的熱力學(xué)能：過熱蒸汽的熵：水蒸氣定壓過程：或水蒸氣定容過程：水蒸氣定溫過程：水蒸氣絕熱過程：3．重要圖表7-1凝固時體積膨脹的物質(zhì)的p-t圖圖7-2凝固時體積縮小的物質(zhì)的p-t圖圖7-4水蒸氣定壓發(fā)生過程示意圖圖7-5水蒸氣的p-v圖圖7-6水蒸氣的T-s圖圖7-7水蒸氣的T-s圖圖7-8水蒸氣的h-s圖圖7-9水蒸氣的定壓過程圖7-10水蒸氣的定容過程圖7-11水蒸氣的定溫過程圖7-12水蒸氣的定熵過程圖7-13水蒸氣的不可逆絕熱過程圖7-14例7-3第八章濕空氣1.基本概念濕空氣：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。絕對濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量。飽和絕對濕度：在一定溫度下飽和空氣的絕對濕度達到最大值，稱為飽和絕對濕度相對濕度：濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度的比值含濕量(比濕度)：在含有1kg干空氣的濕空氣中，所混有的水蒸氣質(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的比值濕空氣的比體積：在一定溫度T和總壓力p下，1kg干空氣和0.001d水蒸氣所占有的體積濕空氣的焓：1kg干空氣的焓和0.001dkg水蒸氣的焓的總和2.常用公式濕空氣的總壓力：濕空氣的平均分子量：濕空氣的氣體常數(shù)：絕對濕度：飽和絕對濕度：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，表示空氣干燥，具有較大的吸濕能力;值大，表示空氣潮濕，吸濕能力小。當時為干空氣，時則為飽和空氣。未飽和空氣的相對濕度在0到1之間()。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，相對濕度又可表示為含濕量(或稱比濕度)d：飽和度D：飽和度D略小于相對濕度，即D≤，如，則。濕空氣比體積：濕空氣的焓：(kJ/kg(a))3.重要圖表干空氣的組成表成分分子量容積成分（摩爾成分）組成氣體的部分分子量32.0000.20956.70428.0160.780921.87839.9440.00930.37144.01圖8－3干、濕球溫度計圖8－4濕空氣的h-d圖圖8－5圖四個區(qū)域的特征圖8－6露點在圖上的表示圖8－9濕空氣的加熱圖8－10濕空氣的冷卻圖8－12定溫加濕過程圖8－11濕空氣的絕熱加濕過程圖8－13濕空氣的混合過程圖8－14冷卻塔示意圖第九章氣體和蒸汽的流動1．基本概念穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流：穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流是指開口系統(tǒng)內(nèi)每一點的熱力學(xué)和力學(xué)參數(shù)都不隨時間而變化的流動，但在系統(tǒng)內(nèi)不同點上，參數(shù)值可以不同。為了簡化起見，可認為管道內(nèi)垂直于軸向的任一截面上的各種參數(shù)都均勻一致，流體參數(shù)只沿管道軸向或流動方向發(fā)生變化。定熵滯止參數(shù)：將具有一定速度的流體在定熵條件下擴壓，使其流速降低為零，這時氣體的參數(shù)稱為定熵滯止參數(shù)。減縮噴管：當進入噴管的氣體是M<1的亞音速氣流時，這種沿著氣體流動方向噴管截面積逐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逐漸擴大的噴管稱為漸擴噴管。縮放噴管：如需要將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(yīng)由df<0逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閐f>0，即噴管截面積應(yīng)由逐漸縮小轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u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(jīng)閥門、孔板或多孔堵塞物等設(shè)備時，由于局部阻力，使流體壓力降低的一種特殊流動過程。這些閥門、孔板或多孔堵塞物稱為節(jié)流元件。若節(jié)流過程中流體與外界沒有熱量交換，稱為絕熱節(jié)流，常常簡稱為節(jié)流。在熱力設(shè)備中，壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)或測量流量以及獲得低溫流體等領(lǐng)域經(jīng)常利用節(jié)流過程，而且由于流體與節(jié)流元件換熱極少，可以認為是絕熱節(jié)流。冷效應(yīng)區(qū)：在轉(zhuǎn)回曲線與溫度縱軸圍成的區(qū)域內(nèi)所有等焓線上的點恒有j>0，發(fā)生在這個區(qū)域內(nèi)的絕熱節(jié)流過程總是使流體溫度降低，稱為冷效應(yīng)區(qū)。熱效應(yīng)區(qū)：在轉(zhuǎn)回曲線之外所有等焓線上的點，其j<0，發(fā)生在這個區(qū)域的微分絕熱節(jié)流總是使流體溫度升高，即壓力降低dp，溫度增高dT，稱為熱效應(yīng)區(qū)。噴管效率：是指實際過程氣體出口動能與定熵過程氣體出口動能的比值。2．常用公式連續(xù)性方程：式中，，——各截面處的質(zhì)量流量（kg/s）；f1，f2，f——各截面處的截面積（m2）；c1，c2，c——各截面處的氣流速度（m/s）；v1，v2，v——各截面處氣體的比容的（m3/kg）。對微元穩(wěn)定流動過程，連續(xù)性方程可表示為絕熱穩(wěn)定流動能量方程式：對于微元絕熱穩(wěn)定流動過程，可寫成定熵過程方程式：對于微元定熵過程有只適用于理想氣體的比熱容比κ為常數(shù)（定比熱容）的可逆絕熱過程。對于變比熱容的定熵過程，κ應(yīng)取過程范圍內(nèi)的平均值?？蓧嚎s性流體音速的計算式：理想氣體的音速計算馬赫數(shù)c是給定狀態(tài)的氣體流速，a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M＜1，稱為亞音速，當M＝1，稱為音速，當M＞1，稱為超音速。氣體流速變化與狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系：在管道內(nèi)作定熵流動時，dc與dp的符號相反；即氣流速度增加，必導(dǎo)致氣體的壓力下降，這就是噴管中的氣體流動特性；而氣體速度下降，將導(dǎo)致氣體的壓力升高，這是擴壓管中的氣體流動特性。管道截面變化的規(guī)律：理想氣體的當?shù)匾羲伲?．重要圖表圖9-1噴管中個參數(shù)沿軸向變化的示意圖圖9-2定熵滯止過程圖9-3質(zhì)量流量隨壓力比的變化圖9-4水蒸氣h-s圖上的定熵過程圖9-6漸縮噴管中的變工況流動圖9-7漸縮漸擴噴管中的變工況流動圖9-8定熵過程與實際的絕熱過程圖9-9蒸氣引射器示意圖圖9-10絕熱節(jié)流前后參數(shù)變化圖9-11氣體絕熱節(jié)流過程圖9-12水蒸氣絕熱節(jié)流過程圖9-13焦耳－湯姆遜絕熱節(jié)流試驗裝置圖9-14絕熱節(jié)流的T-p圖噴管和擴壓管流速變化與截面變化的關(guān)系 表9-1第十章動力循環(huán)1．基本概念熱機：將熱