工程热力学重点

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《工程热力学》考试大纲

总要求

考生应按本大纲的要求,理解热力学的基本规律,并能正确运用这些规律,理论联系实际,进行热力过程、热力循环的分析和计算,同时具有正确的逻辑思维能力,为学习后继有关专业课程提供必要的工程热力学基础理论知识和热力计算基本方法。

内容

第一章基本概念

1、热力系统

2、热力状态

3、热力过程与循环

要求:理解工质、系统、状态、过程、循环等热力学基本概念;掌握基本状态参数;正确区分准静态过程、可逆过程与不可逆过程。

系统、边界、外界、闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、热力状态、相对压力、绝对压力、真空值、热力学平衡状态、准静态过程、可逆过程、实现可逆过程的条件、热力循环。

第二章理想气体的性质

1、理想气体状态方程式

2、理想气体比热

3、混合气体的性质

要求:理解理想气体性质及理想气体状态方程;掌握理想气体比热和混合气体性质计算方法。

质量比热、容积比热、摩尔比热换算关系、定压比热、定容比热、梅耶公式。

第三章热力学第一定律

1、系统能量

2、热力学第一定律及闭口系统能量方程

3、开口系统能量方程、开口系统稳态稳流能量方程及应用

要求:理解热力学第一定律和能量方程,掌握稳态稳流能量方程在热力工程中的应用。

热力学能、外储存能构成、热量、功量、轴功、流动功、推进功、焓、技术功、

第四章理想气体的热力过程及气体压缩

1、理想气体定压、定温、定容、绝热、多变过程的分析计算

要求:掌握理想气体典型热力过程功量、热量、内能、焓等计算方法。

第五章热力学第二定律

1、热力学第二定律

2、卡诺循环、卡诺定理

3、熵

要求:理解热力学第二定律和熵热力学特性;掌握卡诺定理和孤立系统熵增原理。

不可逆过程、热力学第二定律、卡诺循环、逆卡诺循环、卡诺定理、熵、熵增原理及其意义。

第七章水蒸气

1、水蒸气的定压发生过程

2、水蒸气图表

3、水蒸气的基本热力过程

要求:理解物质的相变特性和蒸汽定压产生过程;掌握蒸汽基本热力过程分析方法;能正确使用常用工质蒸汽图表。

水蒸气、三相点、饱和状态、湿蒸汽、汽化潜热、过热蒸汽、湿度、干度

第八章湿空气

1、湿空气性质

2、湿空气的焓湿图

3、湿空气的基本热力过程

要求:理解湿空气热力性质和湿空气状态变化特性;能用计算公式和湿空气焓湿图分析湿空气基本热力过程。

饱和空气、未饱和空气、绝对湿度、相对湿度、含湿量、湿空气的焓、干球温度、湿球温度、露点温度、热湿比、

第九章气体和蒸汽的流动

1、绝热流动与定熵流动

2、喷管中流速及流量计算

3、扩压管

4、绝热节流

要求:理解气体和蒸汽绝热稳定流动的基本规律和基本特性;理解临界压力比概念;掌握喷管绝热流动和绝热节流的热力学分析方法;了解扩压管流动特性。

音速、马赫数、喷管、渐缩喷管、渐缩渐扩喷管、扩压管、渐扩扩压管、渐缩渐扩扩压管、定熵滞止、背压、临界压力比计算、绝热节流、绝热节流系数、热效应、冷效应、零效应。

第十章动力循环

1、蒸汽动力基本循环

2、回热循环与再热循环

要求:了解蒸汽动力基本循环工作原理;了解回热循环、再热循环、热电循环、内燃机循环及燃气轮机循环工作原理。

第十一章制冷循环

1、空气压缩制冷循环

2、蒸汽压缩制冷循环

3、吸收式制冷循环

4、热泵循环

要求:掌握蒸汽压缩式制冷和吸收式制冷的工作原理;了解其它制冷循环和热泵循环的基本工作原理。

工程热力学的公式大全

工程热力学公式大全 1.梅耶公式: R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 2.比热比: v p v p v p Mc Mc c c c c ===''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能: 1. 宏观动能: 221mc E k = 2. 重力位能: mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能: 1.p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =221 2.gz c u e ++=22 1 3.U E = 或u e =(没有宏观运动,并且高度为零) 热力学能变化: 1.dT c du v =,?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2.)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用定值比热计算)

3.102000121221t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用平均比热计算) 4.把()T f c v =的经验公式代入?=?2 1dT c u v 积分。 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用真实比热公式计算) 5.∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1121 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之与,各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6.?-=?21pdv q u 适用于任何工质,可逆过程。 7.q u =? 适用于任何工质,可逆定容过程 8.?=?21pdv u 适用于任何工质,可逆绝热过程。 9.0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10.W Q U -=? 适用于mkg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程。 11、w q u -=? 适用于1kg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程 12、pdv q du -=δ 适用于微元,任何工质可逆过程 13.pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化: 1.pV U H += 适用于m 千克工质 2.pv u h += 适用于1千克工质 3.()T f RT u h =+=

南京师范大学《工程热力学》考试重点笔记.doc

南京师范大学《工程热力学》考试重点笔记专业课复习资料(最新版)封面 南京师范大学工程热力学第第 1 章基本概念本章基本要求:深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念,掌握温度、压力、比容的物理意义,掌握状态参数的特点。本章重点:取热力系统,对工质状态的描述,状态与状态参数的关系,状态参数,平衡状态,状态方程,可逆过程。1. 1 热力系统一、热力系统热力系统一、热力系统系统:用界面从周围的环境中分割出来的研究对象,或空间内物体的总和。外界:与系统相互作用的环境。界面:假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。依据:系统与外界的关系,系统与外界的作用:热交换、功交换、质交换。二、闭口系统和开口系统(按系统与外界有无物质交换)闭口系统:系统内外无物质交换,称控制质量。开口系统:系统内外有物质交换,称控制体积。三、绝热系统与孤立系统绝热系统:系统内外无热量交换 (系统传递的热量可忽略不计时,可认为绝热)孤立系统:系统与外界既无能量传递也无物质交换=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界 四、根据系统内部状况划分可压缩系统:由可压缩流体组成的系统。简单可压缩系统:与外界只有热量及准静态容积变化均匀系统:内部各部分化学成分和物理'性质都均匀一致的系统,是由单相组成的。非均匀系统:由两个或两个以上的相所组成的系统。单元系统:一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。多元系统:由两种或两种以上物质组成的系统。单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。注意:系统的选取方法仅影响解决问题的繁复程度,与研究问题的结果无关。思考题:孤立系统一定是闭口系统吗。反之怎样。孤立系统一定不是开口的吗。孤立系统是否一定绝热。1 .2 工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态:工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态:热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。状态参数:描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。如:温度(T)、压力(P)、比容()或密度()、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。状态参数的数学特性:1.1212x x dx 有关,而与状态变化的途径无关。2. dx =0 表明:状态参数的循环积分为零基本状态参数:可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数。如:温度、压力、比容或密度1 .温度:宏观上,是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。微观上,是大量分子热运动强烈程度的量度BTw m22式中22w m分子平移运动的动能,其中 m 是一...

【工程热力学讲义大全】

【工程热力学讲义大全】 绪论 问题:本课程是什么?干什么?有什么特点? 一、能源和动力工程 1、能源:人类赖以生存和发展的物质资源称为能源。人们的衣、 食、住、行,时时处处都离不开能源。从某个角度来讲,人类的发展史就是开发和利用能源的历史。而开发和利用能源的先进程度是社会进步的标志。 2、能源的利用:能源的利用方式可分为两种,一是直接利用,即将 自然界的能源不经过形态转换而利用。如晒太阳、风车、水车等。 自然界现有形态的能源称为一次能源。二是间接利用,将一次能源经过形态转换再利用。如火力发电、发动机等。这样的能源称为二次能源。在能源利用的发展史中,先是一次利用,后来发展二次利用,电能的优点是众所周知的。从节能和环保的观点出发,能源一次利用方式并非落后和将被淘汰,应当发展。 3、动力工程:由热能转换为机械能的装置称为热机,所有热机(蒸 汽机、内燃机、蒸汽动力装置等)称为动力工程。

二、工程热力学 1、主要内容:基本概念;基本理论;基本工质;热力过程;热力循 环。工程热力学是研究热功转换及其规律的科学。早期是随着热机而诞生的,如今应用已很广,包括热机、制冷、空调、化工等众多领域。 2、研究方法:宏观方法(宏观定义、宏观定律、宏观参数)与合理 抽象、简化手段相结合。 3、特点:用少量的宏观基本定律演绎出丰富的内容,具有应用的广 泛性和结论的准确性。 三、几个问题: 1、能量和能源一样吗? 2、能量守恒吗?什么是节能?如何节能?节能的标准是什么?

第一章 基本概念 工程热力学的概念较多,要注意理解。本章先介绍一些基本概念。 1— 1工质和热力系 一、 工质 1、 定义:实现热功转换的媒介物质。 2、 举例: *工质的物理特性:流体(气体和液体)、大热容、变比容。 *工质可分为两大类,气体和蒸汽。气体工质一般作为理想气体处理。 二、 热力系 1、定义:热力学分析和研究的对象或范围。例: 媒介 热 功 工质

工程热力学知识点总结

工程热力学大总结 '

… 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。 边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。 外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。 闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。 ) 开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。 绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。 孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。 单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。 单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 } 均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。 热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。 平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。 状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。 基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。

工程热力学(1)考试复习重点总结

第一章 基本概念及定义 一、填空题 1、热量与膨胀功都是 量,热量通过 差而传递热能,膨胀功通过 差传递机械能。 2、使系统实现可逆过程的条件是:(1) ,(2) 。 3、工质的基本状态参数有 、 、 。 4、热力过程中工质比热力学能的变化量只取决于过程的___________而与过程的路经无关。 5、热力过程中热力系与外界交换的热量,不但与过程的初终状态有关,而且与_______有关。 6、温度计测温的基本原理是 。 二、判断题 1、容器中气体的压力不变则压力表的读数也绝对不会改变。( ) 2、无论过程是否可逆,闭口绝热系统的膨胀功总是等于初、终态的内能差。( ) 3、膨胀功的计算式?= 2 1 pdv w ,只能适用于可逆过程。 ( ) 4、系统的平衡状态是指系统在无外界影响的条件下(不考虑外力场作用),宏观热力性质不随时间而变化的状态。( ) 5、循环功越大,热效率越高。( ) 6、可逆过程必是准静态过程,准静态过程不一定是可逆过程。( ) 7、系统内质量保持不变,则一定是闭口系统。( ) 8、系统的状态参数保持不变,则系统一定处于平衡状态。( ) 9、孤立系统的热力状态不能发生变化。( ) 10、经历一个不可逆过程后,系统和外界的整个系统都能恢复原来状态。( ) 三、选择题 1、闭口系统功的计算式21u u w -=( )。 (A )适用于可逆与不可逆的绝热过程 (B )只适用于绝热自由膨胀过程 (C )只适用于理想气体绝热过程 (D )只适用于可逆的绝热过程 2、孤立系统是指系统与外界( )。 (A )没有物质交换 (B )没有热量交换 (C )没有任何能量交换 (D )没有任何能量传递与质交换 3、绝热系统与外界没有( )。 (A )没有物质交换 (B )没有热量交换 (C )没有任何能量交换 (D )没有功量交换

《工程热力学》(第五版) 配套课件

第一章基本概念 1.基本概念 热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。 边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。 外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。 闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。 开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。 绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。 孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。 单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。 单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。 热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。 平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。 状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。 基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。 温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。 相对压力:相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压

工程热力学考研试题及答案

1.湿蒸汽的状态参数p,t,v,x 中,不相互独立的一对是(D )D .(p,t)2.在不可逆循环中(B )A . ??>?ds T q B . ??t w >t C .t DP =t w =t D .t w > t DP >t 6.如果孤系内发生的过程都是可逆过程,则系统的熵(C ) A .增大 B .减小 C .不变 D .可能增大,也可能减小21.理想气体的可逆过程方程式=n pv 常数,当n = ∞ 时,即为等体过程。 7.pdv dT c q v +=δ适用于(A )A .可逆过程,理想气体 B .不可逆过程,理想气体 C .可逆过程,实际气体 D .不可逆过程,实际气体 8.电厂蒸汽动力循环回热是为了(C )A .提高循环初参数 B .降低循环终参数C .提高平均吸热温度 D .提高汽轮机的相对内效率 9.活塞式压气机采取分级压缩( C )A .能省功 B .不能省功 C .不一定省功 D .增压比大时省功 10.理想情况下活塞式压气机余隙体积的增大,将使生产1kg 压缩空气的耗功量(C )A 增大 B .减小C .不变 D .的变化视具体压缩空气的耗功量 11.下列各项中,不影响燃烧过程热效应的是(C )A .反应物的种类 B .反应温度C .反应速度D .反应压力 12.欲使亚声速气流加速到超声速气流应采用(C )A .渐缩喷管B .渐扩喷管C .缩放喷管D .前后压差较大直管 13.水蒸汽h -s 图上定压线(C .在湿蒸汽区是直线,在过热蒸汽区是曲线 14.为提高空气压缩制冷循环的制冷系数,可以采取的措施是(D ) A .增大空气流量 B .提高增压比C .减小空气流量 D .降低增压比 15.在范德瓦尔方程中,常数b 为考虑气体 而引入的修 正项。(C )A 分子间内位能 B .分子运动动能C .分子本身体积D .分子间相互作用力 二、多项选择题16.理想气体可逆等温过程的体积变化功w 等于(AC )A .2 1 p p RT ln B .1 2p p RT ln C .1 2v v RT ln D .2 1v v RT ln E .(p 2v 2-p 1v 1) 17.vdp dh q -=δ适用于 AC A .可逆过程,理想气体 B .不可逆过程,理想气体 C .可逆过程,实际气体D .不可逆过程,实际气体 E .任意过程,任意气体 18.再热压力若选得合适,将使(BCDE ) A .汽耗率提高 B .热耗率提高 C .循环热效率提高 D .排汽干度提高 E .平均吸热温度提高 19.马赫数小于1的气流可逆绝热地流过缩放管时,如果把喷管的渐扩段尾部切去一段,在其他条件不变的情况下,其(BDE )A .流量变小B .流量不变 C .流量变大 D .出口压力变大E .出口速度变大 20.不可逆循环的热效率(BE ) A .低于可逆循环的热效率 B .在相同的高温热源和低温热源间低于可逆循环的热效率 C .高于可逆循环的热效率 D .在相同的高温热源和低温热源间高于可逆循环的热效率 E .可能高于,也可能低于可逆循环的热效率 三、填空题 22.在一定的压力下,当液体温度达到 饱和 时,继续加热,立即出现强烈的汽化现象。 23.湿空气的绝对温度是指lm 3湿空气中所含水蒸汽的 质 量 。 24.火电厂常用的加热器有表面式和 混合 式。 25.可逆绝热地压缩空气时,无论是活塞式压气机还是叶轮式压气机,气体在压气机内的 状态变化 规律是相同的。 26.理想气体的绝热节流效应是 零效应 。 27.利用平均比热表计算任意体积气体在定压过程中的吸热量时,应使用公式 Q =V 0 )t |c -t |(c 1t 0'p 2t 0'p 1 2?? 。 28.图示通用压缩子图上一状态点A ,其位置表明: 在该状态下气体分子之间的相互作用力 主要表现为 排斥 力。

工程热力学复习重点及简答题

工程热力学复习重点2012. 3 绪论 [1]理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法 [2]理解热能利用的两种主要方式及其特点 [3]了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1.什么是工程热力学 从工程技术观点出发,研究物质的热力学性质,热能转换为机械能的规律和方法,以及有效、合理地利用热能的途径。 2.能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题 3. 热能及其利用 [1]热能:能量的一种形式 [2]来源:一次能源:以自然形式存在,可利用的能源。 如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源:由一次能源转换而来的能源,如机械能、机械能等。 [3]利用形式: 直接利用:将热能利用来直接加热物体。如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大) 间接利用:各种热能动力装置,将热能转换成机械能或者再转换成电能, 4..热能动力转换装置的工作过程 5.热能利用的方向性及能量的两种属性 [1]过程的方向性:如:由高温传向低温 [2]能量属性:数量属性、,质量属性(即做功能力) [3]数量守衡、质量不守衡 [4]提高热能利用率:能源消耗量与国民生产总值成正比。 第1章基本概念及定义 1. 1 热力系统 一、热力系统 系统:用界面从周围的环境中分割出来的研究对象,或空间内物体的总和。 外界:与系统相互作用的环境。 界面:假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。 依据:系统与外界的关系 系统与外界的作用:热交换、功交换、质交换。 二、闭口系统和开口系统 闭口系统:系统内外无物质交换,称控制质量。 开口系统:系统内外有物质交换,称控制体积。 三、绝热系统与孤立系统 绝热系统:系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时,可认为绝热) 孤立系统:系统与外界既无能量传递也无物质交换

工程热力学的公式大全

5.梅耶公式: R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 6.比热比: v p v p v p Mc Mc c c c c ===''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能: 1. 宏观动能: 221mc E k = 2. 重力位能: mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能: 1.p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =221 2.gz c u e ++=221 3.U E = 或u e =(没有宏观运动,并且高度为零) 热力学能变化: 1.dT c du v =,?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2.)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用定值比热计算) 3.102000121221t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用平均比热计算)

4.把()T f c v =的经验公式代入?=?2 1dT c u v 积分。 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用真实比热公式计算) 5.∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1121Λ 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和,各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6.?-=?21pdv q u 适用于任何工质,可逆过程。 7.q u =? 适用于任何工质,可逆定容过程 8.?=?21pdv u 适用于任何工质,可逆绝热过程。 9.0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10.W Q U -=? 适用于mkg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程。 11.w q u -=? 适用于1kg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ 适用于微元,任何工质可逆过程 13.pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化: 1.pV U H += 适用于m 千克工质 2.pv u h += 适用于1千克工质 3.()T f RT u h =+= 适用于理想气体 4.dT c dh p =,dT c h p ?=?2 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程

工程热力学第二章整理知识点第三版

工程热力学第三版 沈维道蒋智敏童钧耕合编 第二章热力学第一定律 热力学第一定律(能量守恒与转换定律):自然界中的一切物质都具有能量, 能量不可能被创造, 也不可能被消灭;但能量可以从一种形态转变为另一种形态,且在能量的转化过程中能量的总量保持不变。它确定了热力 过程中热力系与外界进行能量交换时,各种形态能量数量上的守恒关系。 能量是物质运动的度量。分子运动学说阐明了热能是组成物质的分子、原子等微粒的杂乱运动———热运动的能量。 根据气体分子运动学说,热力学能是热力状态的单值函数。在一定的热 力状态下, 分子有一定的均方根速度和平均距离, 就有一定的热力学能, 而与达到这一热力状态的路径无关,因而热力学能是状态参数。由于气体的热力状态可由两个独立状态参数决定, 所以热力学能一定是两个独立状态参数的函数,如: u = f( T, v) 或 u = f( T, p) ; u = f( p, v)

能量传递方式:作功和传热。作功来传递能量总是和物体的宏观位移有关。 功的形式除了膨胀功或压缩功这类与系统的界面移动有关的功外, 还有因工质在开口系统中流动而传递的功, 这种功叫做推动功。对开口系统进行功的计算时需要考虑这种功。 开口系统和外界之间功的交换。 取燃气轮机为一开口系统,当1 kg工质从截面 1 - 1 流入该热力系时, 工质带入系统的 推动功为 p 1 v 1 , 工质在系统中进行膨胀, 由状态 1 膨胀到状态 2, 作膨胀功 w, 然后从截面 2 - 2 流出, 带出系统的推动功为 p 2 v 2 。推动功差 Δ( pv) = p 2 v 2 - p 1 v 1 是系统为维持工质流动所需的功,称为流动功(系统为维持工质流动所需的功)。在不考虑工质的动能及位能变化时,开口系与外界交换的功量是膨胀功与流动功之差w - ( p 2 v 2

工程热力学的公式大全

5.梅耶公式: R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 6.比热比: v p v p v p Mc Mc c c c c = = = ''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能: 1. 宏观动能: 2 2 1mc E k = 2. 重力位能: mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能: 1.p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++=2 21 2.gz c u e ++=22 1 3.U E = 或 u e =(没有宏观运动,并且高度为零) 热力学能变化: 1.dT c du v =,?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2.)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用定值比热计算) 3.10 20 121 2 2 1 t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用平均比热计算)

4.把 ()T f c v =的经验公式代入?=?2 1 dT c u v 积分。 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程(用真实比热公式计算) 5.∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1 1 21 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和,各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6.?-=?2 1pdv q u 适用于任何工质,可逆过程。 7.q u =? 适用于任何工质,可逆定容过程 8.?=?21 pdv u 适用于任何工质,可逆绝热过程。 9.0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10.W Q U -=? 适用于mkg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程。 11.w q u -=? 适用于1kg 质量工质,开口、闭口,任何工质,可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ 适用于微元,任何工质可逆过程 13.pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化: 1.pV U H += 适用于m 千克工质 2.pv u h += 适用于1千克工质 3.()T f RT u h =+= 适用于理想气体 4.dT c dh p =,dT c h p ?=?2 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程

工程热力学基本概念及重要公式

工程热力学基本概念及 重要公式 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

第一章基本概念1.基本概念 热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。 边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。 外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。 闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。 开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。 绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。 孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。 单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。 单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。 热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。 平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。

状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。 基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。 温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。 相对压力:相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。 比容:单位质量工质所具有的容积,称为工质的比容。 密度:单位容积的工质所具有的质量,称为工质的密度。 强度性参数:系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同,与质量多少无关,没有可加性,如温度、压力等。在热力过程中,强度性参数起着推动力作用,称为广义力或势。 广延性参数:整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和,如系统的容积、内能、焓、熵等。在热力过程中,广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用,称为广义位移。 准静态过程:过程进行得非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态,整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成,并称之为准静态过程。

工程热力学课后答案..

《工程热力学》 沈维道主编 第四版 课后思想题答案(1~5章) 第1章 基本概念 ⒈ 闭口系与外界无物质交换,系统内质量将保持恒定,那么,系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗? 答:否。当一个控制质量的质量入流率与质量出流率相等时(如稳态稳流系统),系统内的质量将保持恒定不变。 ⒉ 有人认为,开口系统中系统与外界有物质交换,而物质又与能量不可分割,所以开口系不可能是绝热系。这种观点对不对,为什么? 答:不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量,是过程量,过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 ⒊ 平衡状态与稳定状态有何区别和联系,平衡状态与均匀状态有何区别和联系? 答:“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化,这是它们的共同点;但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变;而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变,这是它们的区别所在。 ⒋ 倘使容器中气体的压力没有改变,试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗?在绝对压力计算公式 b e p p p =+ ()b p p >; b v p p p =- ()b p p < 中,当地大气压是否必定是环境大气压? 答:可能会的。因为压力表上的读数为表压力,是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力,譬如大气压力,是地面以上空气柱的重量所造成的,它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化,因此,即使工质的绝对压力不变,表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说,计算式中的Pb 应是“当地环境介质”的压力,而不是随便任何其它意义上的“大气压力”,或被视为不变的“环境大气压力”。 ⒌ 温度计测温的基本原理是什么? 答:温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”,这一性质就是“温度”的概念。 ⒍ 经验温标的缺点是什么?为什么? 答:由选定的任意一种测温物质的某种物理性质,采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质,当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时,除选定的基准点外,在其它温度上,不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值(尽管差值可能是微小的),因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 ⒎ 促使系统状态变化的原因是什么?举例说明。 答:分两种不同情况: ⑴ 若系统原本不处于平衡状态,系统内各部分间存在着不平衡势差,则在不平衡势差的作用下,各个部分发生相互作用,系统的状态将发生变化。例如,将一块烧热了的铁扔进一盆水中,对于水和该铁块构成的系统说来,由于水和铁块之间存在着温度差别,起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下,无需外界给予系统任何作用,系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化:铁块的温度逐渐降低,水的温度逐渐升高,最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态; ⑵ 若系统原处于平衡状态,则只有在外界的作用下(作功或传热)系统的状态才会发生变。 ⒏ 图1-16a 、b 所示容器为刚性容器:⑴将容器分成两部分。一部分装气体, 一部分抽成真空,中间是隔板。若突然抽去隔板,气体(系统)是否作功? ⑵设真空部分装有许多隔板,每抽去一块隔板让气体先恢复平衡再抽去一块, 问气体(系统)是否作功? ⑶上述两种情况从初态变化到终态,其过程是否都可在P-v 图上表示? 答:⑴;受刚性容器的约束,气体与外界间无任何力的作用,气体(系统)不对外界作功; ⑵ b 情况下系统也与外界无力的作用,因此系统不对外界作功;

华北电力大学工程热力学考研必做题5

表明比定容热容不随比体积变化,这与实际情况不符,说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。 第七章 水蒸气 例:用温度为500K 的恒温热源加热1atm 的饱和水,使之定压汽化为100oc 的饱和干蒸汽,求:1)该过程中工质的熵变如何计算?2)过程中熵流和熵产。

第八章 气体和蒸汽的流动 例:空气进入喷管时流速为300m/s ,压力为0.5MPa ,温度450K ,喷管背压pb=0.28MPa ,求:喷管的形状,最小截面积及出口流速。cp=1004J/kg·k ,Rg=287J/kg·k 解:由于cf1=300m/s ,所以应采用滞止参数 滞止过程绝热 所以采用缩放喷管 注:若不考虑cf1,则 pcr=νcr·p1=0.528?0.5=0.264MPa

工程热力学简答题电子版

工程热力学习题A 一、简要问答题 1.工程热力学的研究对象主要是什么? 答:工程热力学的研究对象主要是能量转换,特别是热能转化为机械能的规律和方法,以及提高转化效率的途径,以提高能源利用的经济性。 2.热能的利用有哪两种基本的利用形式,并举例说明? 答:一种是热能的直接利用,如冶金,化工,食品等工业和生活上的应用,另一种是热能的间接利用,如把热能转化成机械能或电能为人们提供动力。 3.何为工质?如何采用气体而不采用液体或固体作为热机的工质? 答:工质是指在热机中工作的借以实现将热能转化成机械能的媒介物质,因气体的膨胀性与压缩性远比液体、固体要好,所以热机中的工质是采用气体,而不采用液体,更不能采用固体。 4.功量与热量有何不同和相同之处? 答:相同之处:(1)都是过程量,而不是状态参数;(2)都是工质与外界交换的能量;(3)可逆过程都可图示。 不同之处:(1)功量是有序能(机械能)即功量是有规则的宏观运动能量的传递,在做功过程中往往伴随着能量形态的转化,而热量是无序能(热能)即热量是大量微粒子热运动的能量传递,传热过程中不出现能量形态的转化。(2)有功转换的动力是压差,而有热交换的动力是温差,(3)功量与热量的计算表达式不同。(4)功量可在p-vt图上图示,而热量是在T-s图上图示。 5.写出热力系统第一定律的文字表达? 答:热力学第一定律的文字表述:热可以变为功,功也可以变为热,一定量的热消失时,必产生相应量的功,消耗一定量的功时,必出现与之对应的一定量的热。 6.写出1Kg工质的焓的符号与定义式及其能量含义,并指出焓是过程量还是状态参数。答:焓的符号是h,其定义式是h=u+pv,其能量含义是系统中因引进1kg工质而获得的总能量是热力学能u与推动功pv之和,焓是状态参数,而不是过程量。 7.何为理想气体,并举例指出什么气体可视为理想气体?什么气体不能视为理想气体? 答:理想气体是指其分子是具有弹性的,而不具有体积的质点,分子间没有相互作用力的假想气体。工质中常用的氧气、氮气、氢气等及空气,燃气,烟气等在通常使用的温度,压力下都可作为理想气体。而水蒸气,制冷装置中的工质,如氟利昂汽等不能看做理想气体。 8.指出Rg,R的名称,单位,以及其值是否与气体种类及气体的状态有关? 答:Rg称为气体参数,其单位是J/Kg*K,其值取决于气体种类,而与气体所处状态无关,R称为摩尔气体常数,也成为通用气体常数,其单位是J/mol*K,其值即于气体种类也与气体所处状态无关。 9.为何说四个基本的热力过程是多变的过程的特例? 答:四个基本的热力过程,是指1定容过程,其过程表达式是V=c;2定压过程,其过程表达式是P=c;3定温过程,其过程表达式是T=c;4定熵过程,又称绝热过程,其过程表达式S=c。 因多变过程方程式是PV n=常数,当n=0时,pv0=常数→p=常数,这是定压过程方程式。 n=1时,pv1=常数→pv=常数,这是定温过程方程式。n=k时,pv k=常数,这是绝热过程方程式(即定熵过程方程式);n→±∞时,P1/n*v=常数→v=常数,这是定容过程方程式。所以说,四个基本的热力过程是多变过程的特例。 10.为何说可逆绝热过程一定是定熵过程?

上海交大《工程热力学》考研大纲

《工程热力学I》课程教学大纲 课程名称:工程热力学I 课程代码: 学分/学时:3学分/48学时 开课学期:春季学期 适用专业:机械工程及自动化、热能与动力工程、核工程、建筑环境与设备及相关专业先修课程:大学物理、高等数学 后续课程:工程热力学II 开课单位:机械与动力工程学院 一、课程性质和教学目标(需明确各教学环节对人才培养目标的贡献,专业人才培养目标中的知识、能力和素质见附表) 课程性质:工程热力学是机械工程、热能动力工程、工业工程、核科学与工程、航空航天工程等专业的一门重要技术基础课,是机械、能源动力类专业必修主干课。 教学目标:工程热力学是研究热能有效利用以及热能与其它能量转换规律的科学。本课程不仅为学生学习有关专业课程提供必要的基础理论知识,也为从事相关专业技术工作、科学研究工作及管理工作提供重要的理论基础。(A5.1, A5.2, B2, C2) 本课程由基本概念、热力学基本理论、纯物质热物理性质、基本热力过程及应用五部分组成。通过本课程教学,不仅使学生在能量转换和利用特别是热能与机械能的转换和合理利用方面树立正确的概念,同时培养学生科学抽象、逻辑思维能力,进一步强化实践是检验理论的唯一标准的认识观。具体来说: (1)掌握热能和机械能相互转换的基本规律,并能推广应用于其它能量的转换问题。(A5.1) (2)初步掌握热力过程和热力循环的分析方法,了解提高能量利用经济性的基本原则和主要途径。(A5.1) (3)能运用常用工质物性公式、图表(如水蒸气)和电子软件等进行一般热力过程计算。(A5.2) (4)初步具有从实际问题抽象为理论,并运用理论分析解决实际问题能力。(B2) (5)强化理论来源于实践,实践是检验理论的唯一标准的认识观。(A5.1, A5.2, C2)

工程热力学概念整理

工程热力学与传热学概念整理 工程热力学 第一章、基本概念 1.热力系:根据研究问题的需要,人为地选取一定范围内的物质作为研究对象,称为热力系(统),建成系统。 热力系以外的物质称为外界;热力系与外界的交界面称为边界。 2.闭口系:热力系与外界无物质交换的系统。 开口系:热力系与外界有物质交换的系统。 绝热系:热力系与外界无热量交换的系统。 孤立系:热力系与外界无任何物质和能量交换的系统 3.工质:用来实现能量像话转换的媒介称为工质。 4.状态:热力系在某一瞬间所呈现的物理状况成为系统的状态,状态可以分为平衡态和非平衡态两种。 5.平衡状态:在没有外界作用的情况下,系统的宏观性质不随时间变化的状态。 实现平衡态的充要条件:系统内部与外界之间的各种不平衡势差(力差、温差、化学势差)的消失。 6.强度参数:与系统所含工质的数量无关的状态参数。 广延参数:与系统所含工质的数量有关的状态参数。 比参数:单位质量的广延参数具有的强度参数的性质。 基本状态参数:可以用仪器直接测量的参数。 7.压力:单位面积上所承受的垂直作用力。对于气体,实际上是气体分子运动撞击壁面,在单位面积上所呈现的平均作用力。 8.温度T:温度T是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的参数。换言之,温度是热 力平衡的唯一判据。 9.热力学温标:是建立在热力学第二定律的基础上而不完全依赖测温物质性质的温标。它采用开尔文作为度量温度的单位,规定水的汽、液、固三相平衡共存的状态点(三相点)为基准点,并规定此点的温度为273.16K。 10状态参数坐标图:对于只有两个独立参数的坐标系,可以任选两个参数组成二维平面坐标图来描述被确定的平衡状态,这种坐标图称为状态参数坐标图。 11.热力过程:热力系从一个状态参数向另一个状态参数变化时所经历的全部状态的总和。 12.热力循环:工质由某一初态出发,经历一系列状态变化后,又回到原来初始的封闭热力循环过程称为热力循环,简称循环。 13.准平衡过程:由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程,也成准静态过程。 实现条件:推动过程进行的势差无限小。这样保证系统在任意时刻皆无限接近平衡状态。 14.可逆过程:如果一个系统完成一个热力过程后,再沿原路径逆向进行时,能使系统和外界都返回原来状态,而不留下任何变化的过程。 实现条件:过程为准静态过程且无任何耗散效应。 15.状态量:描述工质状态的参数。

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