热工基础前三章的重点知识点总结
《热工基础及应用》第3版知识点汇总

《热工基础及应用》第3版知识点第一章 热能转换的基本概念本章要求:1.掌握研究热能转换所涉及的基本概念和术语;2.掌握状态参数及可逆过程的体积变化功和热量的计算;3.掌握循环的分类与不同循环的热力学指标。
知识点:1.热力系统:根据研究问题的需要和某种研究目的,人为划定的一定范围内的研究对象称为热力系统,简称热力系或系统。
热力系可以按热力系与外界的物质和能量交换情况进行分类。
2.工质:用来实现能量相互转换的媒介物质称为工质。
3.热力状态:热力系在某瞬时所呈现的宏观物理状态称为热力状态。
对于热力学而言,有意义的是平衡状态。
其实现条件是:0,0,0p T μ∆=∆=∆=。
4. 状态参数和基本状态参数:描述系统状态的宏观物理量称为热力状态参数,简称状态参数。
状态参数可按与系统所含工质多少有关与否分为广延量(尺度量)参数和强度量状态参数;按是否可直接测量可分为基本和非基本状态参数。
5. 准平衡(准静态)过程和可逆过程:准平衡过程是基于对热力过程的描述而提出的。
实现准平衡过程的条件是推动过程进行的不平衡势差要无限小,即0p ∆→,0T ∆→(0μ∆→)。
6、热力循环:为了实现连续的能量转换,就必须实施热力循环,即封闭的热力过程。
热力循环按照不同的方法可以分为:可逆循环和不可逆循环;动力循环(正循环)和制冷(热)循环(逆循环)等。
动力循环的能量利用率的热力指标是热效率:0=t H W Q η;制冷循环能量利用率的热力学指标是制冷系数:L 0=Q W ε。
第二章 热力学第一定律本章要求:1. 深入理解热力学第一定律的实质;2. 熟练掌握热力学第一定律的闭口系统和稳定流动系统的能量方程。
知识点:1. 热力学第一定律:是能量转换与守恒定律在涉及热现象的能量转换过程中的应用。
热力学第一定律揭示了能量在传递和转换过程中数量守恒这一实质。
2. 闭口系统的热力学第一定律表达式,即热力学第一定律基本表达式:Q U W =∆+。
热工基础的期末总结

热工基础的期末总结一、热力学部分1. 热力学基础知识的学习热力学是研究热能与其他形式能量之间相互转化和传递的一门学科。
在学习过程中,我通过课堂的学习、书籍和网上资料的查阅,对热力学的基本概念、热力学系统和热力学性质等方面有了初步的了解。
2. 热力学基本定律热力学基本定律是热力学的核心内容,也是热工基础的重点。
本课程主要学习了热力学的三大基本定律:热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
通过对这些定律的学习和应用,我能够分析和计算热力学系统的能量转移和能量转化过程。
3. 热力学过程和热力学循环热力学过程是指系统在一定条件下发生的能量传递和物理性质发生变化的过程。
热力学循环是指系统在一定路径下变化,最终回到初始状态的过程。
通过学习这些内容,我能够对热力学过程和热力学循环进行分析和计算,从而了解能量转移和物理性质变化的规律。
4. 热力学性质的计算热力学性质是指描述系统热力学状态和性质的量,如温度、压力、体积等。
在学习过程中,我学习了热力学性质的计算方法,如状态方程、热容、焓、熵等。
通过对热力学性质的计算,我能够确定系统的热力学状态和性质。
二、传热学部分1. 传热学的基本概念和模型传热学是研究热量如何从高温区向低温区传递的学科。
在学习过程中,我学习了传热学的基本概念和模型,如传热方式、传热模型和传热原理等。
2. 传热方式和传热模型传热方式是指热量传递的途径,主要包括传导、对流和辐射。
传热模型是指用来描述传热过程的数学模型,如传热定律和传热方程等。
在学习过程中,我对这些内容进行了深入的学习和了解。
3. 传热计算方法在传热学中,计算方法是非常重要的,主要包括传热计算和传热换热器的计算。
传热计算是指通过传热方程和传热模型对传热过程进行计算和分析。
传热换热器的计算是指对传热器的传热性能和换热器的几何参数进行计算和设计。
通过学习和掌握这些计算方法,我能够对传热系统进行分析和设计。
三、实践操作在本学期的热工基础课程中,我还进行了一些实践操作和实验课程。
热工基础知识

热⼯基础知识热⼯基础知识1、⽔和⽔蒸汽有哪些基本性质?答:⽔和⽔蒸汽的基本物理性质有:⽐重、⽐容、汽化潜热、⽐热、粘度、温度、压⼒、焓、熵等。
⽔的⽐重约等于1(t/m3、kg/dm3、g/cm3)蒸汽⽐容是⽐重的倒数,由压⼒与温度所决定。
⽔的汽化潜热是指在⼀定压⼒或温度的饱和状态下,⽔转变成蒸汽所吸收的热量,或者蒸汽转化成⽔所放出的热量,单位是:KJ/Kg。
⽔的⽐热是指单位质量的⽔每升⾼1℃所吸收的热量,单位是KJ/ Kg· ℃,通常取4.18KJ。
⽔蒸汽的⽐热概念与⽔相同,但不是常数,与温度、压⼒有关。
2、热⽔锅炉的出⼒如何表达?答:热⽔锅炉的出⼒有三种表达⽅式,即⼤卡/⼩时(Kcal/h)、吨/⼩时(t/h)、兆⽡(MW)(1)⼤卡/⼩时是公制单位中的表达⽅式,它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量。
(2)"吨"或"蒸吨"是借⽤蒸汽锅炉的通俗说法,它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量相当于把⼀定质量(通常以吨表⽰)的⽔从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。
(3)兆⽡(MW)是国际单位制中功率的单位,基本单位为W (1MW=106W)。
正式⽂件中应采⽤这种表达⽅式。
三种表达⽅式换算关系如下:60万⼤卡/⼩时(60×104Kcal/h)≈1蒸吨/⼩时〔1t/h〕≈0.7MW3、什么是热耗指标?如何规定?答:⼀般称单位建筑⾯积的耗热量为热耗指标,简称热指标,单位w/m2,⼀般⽤qn表⽰,上表数据只是近似值,对不同建筑结构,材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同,纬度越⾼的地区,热耗指标越⾼。
4、如何确定循环⽔量?如何定蒸汽量、热量和⾯积的关系?答:对于热⽔供热系统,循环⽔流量由下式计算:G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中:G - 计算⽔流量,kg/hQ - 热⽤户设计热负荷,Wc - ⽔的⽐热,c=4187J/ kgo℃tg﹑th-设计供回⽔温度,℃⼀般情况下,按每平⽅⽶建筑⾯积2~2.5 kg/h估算。
热工基础知识

一、传热基本方式
① 导热的特点 A 必须有温差 B 物体直接接触 C 依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动 而传递热量 D 不发生宏观的相对位移
一、传热基本方式
②导热机理 气体: 气体:导热是气体分子不规则热运动时相 互碰撞的结果,温度升高,动能增大, 互碰撞的结果,温度升高,动能增大,不 分子相互碰撞, 同能量水平的 分子相互碰撞,使热能从高 温传到低温处。 温传到低温处。
一、传热基本方式
对流换热特点 对流换热与热对流不同,既有热对流,也 有导热; 导热与热对流同时存在的复杂热传递过程 必须有直接接触(流体与壁面)和宏观运 动;也必须有温差
一、传热基本方式
4) 对流换热的基本规律 < 牛顿冷却公式 > ) 流体被加热时: 流体被加热时: 流体被冷却时: 流体被冷却时
Φ = t
1
δ
A
−
t
2
=
λ
∆ R
t
λ
一、传热基本方式
单位热流密度
q =
t1 − t 2
δ λ
∆ t = rλ
δ Rλ = Aλ
导热热阻
δ rλ = λ
单位导热热阻
Φ=
λ ∆tA δ
一、传热基本方式
λ— 比例系数,称为导热系数或热导率,其 意义是指单位厚度的物体具有单位温度差 时,在它的单位面积上每单位时间的导热 量,它的国际单位是 W/( m·K)。它表示材 料导热能力的大小。导热系数一般由实验 测定,例如,普通混凝土 W/(m·K), 纯铜 的将近400 W/(m·K) 。
作业题
2、一大平板,高3m,宽2m,厚0.2m, 导 热系数为45 W/(m·K), 两侧表面温度分别为 =150 ℃ 及=285 ℃, 试求该板的热阻、单位 面积热阻、热流密度及热流量
热工基础课程总结

热工基础学习总结摘要:本文就热工基础这门课程的学习进行了以下三方面的总结。
第一:说明这门课程的研究目的和研究方法;第二:简单总结各章节的主要内容和知识框架体系;第三:从个人角度论述一下学习这门课程的心得体会及意见。
关键词:热力学传热学循环正文:自然界蕴藏着丰富的能源,大部分能源是以热能的形式或者转换为热能的形式予以利用。
因此,人们从自然界获得的的能源主要是热能。
为了更好地直接利用热能,必须研究热量的传递规律。
1 热工基础的研究目的和研究方法1.1 研究目的热的利用方式主要有直接利用和间接利用两种。
前者如利用热能加热、蒸煮、冶炼、供暖等直接用热量为人们服务。
后者如通过个证热机把热能转化为机械能或者其他形式的能量供生产和生活使用。
能量的转换和传递是能量利用中的核心问题,而热工基础正是基于实际应用而用来研究能量传递和转换的科学。
传热学就是研究热量传递过程规律的学科,为了更好地间接利用热能,必须研究热能和其他能量形式间相互转换的规律。
工程热力学就是研究热能与机械能间相互转换的规律及方法的学科。
由工程热力学和传热学共同构成的热工学理论基础就是主要研究热能在工程上有效利用的规律和方法的学科。
作为一门基于实际应用而产生的学科,其最终还是要回归到实际的应用中,这样一来,就要加强对典型的热工设备的学习和掌握。
1.2研究方法热力学的研究方法有两种:宏观研究方法和微观研究方法。
宏观研究方法是以热力学第一定律和热力学第二定律等基本定律为基础,针对具体问题采用抽象、概括、理想化简化处理的方法,抽出共性,突出本质。
建立合适的物理模型通过推理得出可靠和普遍适用的公式,解决热力过程中的实际问题。
微观研究方法是从物质的微观基础上,应用统计学方法,将宏观物理量解释为微观量的统计平均值,从而解释热现象的本质。
传热学的研究方法主要有理论分析,数值模拟和实验研究。
理论分析是依据基本定律对热传递现象进行分析,建立合适的物理模型和数学模型,用数学分析方法求解;对于难以用理论分析法求解的问题,可采用数值计算和计算机求解;对于复杂的传热学问题无法用上述两种方法求解时,必须采用实验研究方法,实验研究法是传热学最基本的研究方法。
工程热力学基本知识点汇总

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。
热工基础复习资料

热工基础复习资料对于学习热力学的学生来说,热工基础是非常重要的一门课程。
热工基础是热力学、传热学和流体力学等学科的基本理论和实践基础。
这门课程的学习要求我们掌握热学基本概念、热学方程、热力学循环以及热力学系统等基本知识。
因此,我们需要认真复习这门课程,为后面的学习打下坚实的基础。
首先,我们需要复习热学基本概念。
热学基本概念包括热力学量、状态方程、热力学性质等,这些是热力学分析的基础。
通过学习这些概念,我们可以了解热力学中所涉及的物理量和表达式,掌握这些基本概念可以帮助我们理解热力学的其他知识点,如热平衡、热传导和热传递等。
其次,我们需要复习热学方程。
热学方程包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律等。
其中热力学第一定律是能量守恒定律,它表明热能可以被转化为其他形式的能量,而不会减少。
热力学第二定律是热力学循环的基础,它描述了能量在热机中的转化和传输。
热力学第三定律与热力学系统的熵有关,它帮助我们理解系统能量趋向熵增的规律。
复习这些方程可以加深我们对热力学理论的认识和理解。
此外,我们还需要复习热力学循环。
热力学循环是热力学在实际应用中的体现,如汽轮机、内燃机、制冷机等等。
掌握热力学循环可以帮助我们更好地理解热力学中的第二定律,并将理论知识应用到实际工程中去。
最后,我们还需要复习热力学系统。
热力学系统是指在一定条件下,内部组分和能量的交换受到控制的物质系统。
对热力学系统的了解,可以帮助我们对物质在不同状态之间的转化、物质内能等概念进行更深入的理解,同时也可以帮助我们更好地理解实际问题的本质,为我们在工程中的设计提供帮助。
小结起来,复习热工基础需要我们掌握热学基本概念、热学方程、热力学循环以及热力学系统等基础知识。
这些基础知识是后续热力学、传热学、流体力学等学科的基础,因此我们必须认真对待复习。
希望能在复习中发现自己的不足之处,及时补上,为后面的学习打下坚实的基础。
热工基础前三章的重点知识点总结

第一章1、平衡状态关于平衡状态的定义、实现条件、以及平衡与均匀、平衡与稳定的概念区别已在相应章节中进行了详细表达。
平衡状态具有确定的状态参数,这是平衡状态的特点。
平衡状态概念的提出,使整个系统可用一组统一的、并具有确定数值的状态参数来描述其状态,使热力分析大为简化,这也是工程热力学只研究系统平衡状态的原因所在。
2、状态参数及其性质状态参数是定量描述工质状态的状态量。
其性质是状态参数的变化量只取决于给定的初、终状态,与变化过程的路径无关。
如果系统经历一系列状态变化又返回初态,其所有状态参数的变化量为零。
在学过第二章之后,可与过程量—功量和热量进行比照,进一步加深对状态量的理解。
3、准平衡过程准平衡过程将“平衡”与“过程”这一对矛盾统一了起来。
定义:由一系列连续的准平衡态组成的过程称为准平衡过程,又称准静态过程。
实现条件:〔1〕推动过程进行的势差〔压差、温差〕无限小;〔2〕驰豫时间短,即系统从不平衡到平衡的驰豫时间远小于过程进行所用的时间。
这样系统在任意时刻都无限接近于平衡态。
特点:系统内外势差足够小,过程进行得足够慢,而热力系恢复平衡的速度很快,所以工程上的大多数过程都可以作为准平衡过程进行分析。
建立准平衡过程概念的好处:(1) 可以用确定的状态参数描述过程;〔2〕可以在参数坐标图上用一条连续曲线表示过程。
4、可逆过程准平衡过程概念的提出只是为了描述系统的热力过程,但为了计算系统与外界交换的功量和热量,就必须引出可逆过程的概念。
定义:过程能沿原路径逆向进行,并且系统与外界同时返回原态而不留下任何变化。
实现条件:在满足准平衡过程条件下,还要求过程中无任何耗散效应〔通过摩擦、电阻、磁阻等使功变为热的效应〕建立可逆过程概念的好处:(1) 由于可逆过程系统内外的势差无限小,可以认为系统内部的压力、温度与外界近似相等,因此可以用系统内的参数代替复杂、未知的外界参数,从而简化问题,使实际过程的计算成为可能,即先把实际过程当作可逆过程进行分析计算,然后再用由实验得出的经验系数加以修正;〔2〕由于可逆过程是没有任何能量损失的理想过程,因此,它给出了热力设备和装臵能量转换的理想极限,为实际过程的改善指明了方向。
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热工基础前三章的重点知识点总结1、平衡状态关于平衡状态的定义、实现条件、以及平衡与匀称、平衡与稳定的概念区分已在相应章节中进行了具体表达。
平衡状态具有确定的状态参数,这是平衡状态的特点。
平衡状态概念的提出,使整个系统可用一组统一的、并具有确定数值的状态参数来描述其状态,使热力分析大为简化,这也是工程热力学只讨论系统平衡状态的缘由所在。
2、状态参数及其性质状态参数是定量描述工质状态的状态量。
其性质是状态参数的改变量只取决于给定的初、终状态,与改变过程的路径无关。
假如系统经受一系列状态改变又返回初态,其全部状态参数的改变量为零。
在学过第二章之后,可与过程量—功量和热量进行对比,进一步加深对状态量的理解。
3、准平衡过程准平衡过程将“平衡”与“过程”这一对冲突统一了起来。
定义:由一系列连续的准平衡态组成的过程称为准平衡过程,又称准静态过程。
实现条件:〔1〕推动过程进行的势差〔压差、温差〕无限小;〔2〕驰豫时间短,即系统从不平衡到平衡的驰豫时间远小于过程进行所用的时间。
这样系统在任意时刻都无限接近于平衡态。
特点:系统内外势差足够小,过程进行得足够慢,而热力系复原平衡的速度很快,所以工程上的大多数过程都可以作为准平衡过程进行分析。
建立准平衡过程概念的好处:(1) 可以用确定的状态参数描述过程;〔2〕可以在参数坐标图上用一条连续曲线表示过程。
4、可逆过程准平衡过程概念的提出只是为了描述系统的热力过程,但为了计算系统与外界交换的功量和热量,就需要引出可逆过程的概念。
定义:过程能沿原路径逆向进行,并且系统与外界同时返回原态而不留下任何改变。
实现条件:在满意准平衡过程条件下,还要求过程中无任何耗散效应〔通过摩擦、电阻、磁阻等使功变为热的效应〕建立可逆过程概念的好处:(1) 由于可逆过程系统内外的势差无限小,可以认为系统内部的压力、温度与外界近似相等,因此可以用系统内的参数代替繁复、未知的外界参数,从而简化问题,使实际过程的计算成为可能,即先把实际过程当作可逆过程进行分析计算,然后再用由试验得出的阅历系数加以修正;〔2〕由于可逆过程是没有任何能量损失的抱负过程,因此,它给出了热力设备和装臵能量转换的抱负极限,为实际过程的改善指明白方向。
上述概念的引出表达了热力学讨论问题和处理问题的方法,是热力学中重要的概念,盼望深刻理解这些概念,为后面章节的学习打好基础,同时从中学习对实际问题进行分析简化的方法。
第二章小结1、热力学第肯定律的实质热力学第肯定律的实质就是能量守恒。
说明当热能与其他形式的能量相互转换时,能的总量保持不变。
2、储存能系统储存的能量称为储存能,包括内部储存能和外部储存能。
〔1〕内部储存能——热力学能它与系统内工质粒子的微观运动和粒子的空间结构有关。
应牢牢记住热力学能是状态参数。
在简约可压缩系中,不涉及化学反应、核反应和电磁场作用,可认为工质的热力学能仅包括分子的内动能和内位能。
分子的内动能与工质的温度有关,温度越高,分子的内动能越大;分子的内位能与工质的比容有关,比容越大,分子的内位能越小。
抱负气体远离液态点,分子间距〔比容〕较大,分子的内位能忽视不计,其热力学能仅包括分子的内动能,因此,抱负气体的热力学能是温度的单值函数。
〔2〕外部储存能外部储存能是系统整体相对于外界参考坐标系的宏观能量,包括系统整体作宏观运动时的宏观动能和相对于外界参考基准点的重力位能。
〔3〕系统的总储存能〔简称总能〕系统的总储存能为热力学能、宏观动能和重力位能的总和。
3、转移能——功量和热量功量和热量是系统与外界交换的能量,其大小与系统的状态无关,而是与传递能量时所经受的详细过程有关。
所以功量和热量不是状态参数,而是与过程特征有关的过程量,称为转移能或迁移能。
4、闭口系能量方程热力学第肯定律应用于〔静止的〕闭口系时的能量关系式即为闭口系能量方程。
其表达式有以下几种形式,它们的运用条件不同:〔1〕quw或 QUW 〔适用条件:任意工质、任意过程〕〔2〕qupdv或QUpdV 〔适用条件:任意工质、可逆过程〕〔3〕qcVTpdv或QmcVTpdV 〔适用条件:抱负气体、可逆过程〕5、稳流系能量方程热力学第肯定律应用于稳流系时的能量关系式即为稳流系能量方程。
其表达式也有以下几种形式,它们的运用条件也不同:〔1〕qhwt或 QHWt 〔适用条件:任意工质、任意过程〕〔2〕qhvdp或QHVdp 〔适用条件:任意工质、可逆过程〕〔3〕qcpTvdp或QmcpTVdp 〔适用条件:抱负气体、可逆过程〕6、稳定流淌过程中几种功量的关系在稳流系中,隐含的膨胀功等于流淌功和技术功之和,即1w(pv)c2gzwswfwt 2其中,技术功为出口与进口处的动能差、位能差和轴功之和,即wt12cgzws 27、焓的定义及其物理意义焓是在讨论流淌能量方程时,为工程应用方便而引出的一个状态参数。
由于在流淌过程中,工质必定携带的能量除热力学能U外,还有推动功〔推动功〕pV,所以为工程应用方便起见,把二者组合为焓H,所以说焓是流淌工质携带的基本能量,或者说是流淌工质所携带的总能量中与热力状态有关的那部分能量。
焓的定义式为HUpV或hupv 焓作为一个宏观存在的状态参数,在开口系和闭口系中都存在,但在分析开口系时的作用更大。
在分析闭口系统时,通常运用热力学能参数,只是在分析闭口系的定压过程时,焓可以表示闭口系在定压过程中与外界交换的热量,此时焓具有非常作用。
不必太深究焓的物理意义,只要能娴熟掌控焓的计算即可。
关于焓的计算将在第三章学习。
焓的物理意义可简约总结如下:〔1〕对非流淌工质,焓仅是状态参数。
〔2〕对流淌工质,焓既是状态参数,也是工质流淌时携带的取决于热力状态的那部分能量〔或基本能量〕。
抱负气体的焓和热力学能一样,也仅是温度的单值函数。
第三章1、抱负气体的热力性质〔1〕抱负气体的状态方程状态方程不是难点,但却是本章的重点。
应用抱负气体状态方程时,应留意以下几点:状态方程〔3.1〕反映的是同一平衡状态下基本状态参数之间的关系,只能用于同一平公式中的压力为绝对压力,温度为绝对温度状态方程〔3.1a〕——〔3.1d〕是针对不同物量单位的表达形式,运用时留意各物理量衡状态,不能用于过程计算。
留意不要把状态方程和过程方程混淆。
的单位与气体常数Rg或通用气体常数R协调全都。
〔2〕比热容学习比热容时应留意以下几点:容积比热容c的单位为:J/(Nm3〃K),其物量单位需要是标准立方米〔Nm3〕,即气体在标准状态时的体〔容〕积,这是由于气体在不同状态时的体积不同,1kmol抱负气体也只是在标准状态时才具有22.4 m3的容积。
计算时需要留意非标准状态时的容积与标准状态下容积的换算,如例3.1。
在查取平均比热容表时,首先应留意是哪种比热容,如教材附表2是平均定压质量比平均比热容表的自变量是摄氏温标,千万不要将t 化为T。
假如所查取的温度值没有列热容,其他比热容可利用它们之间的换算公式计算,如例3.2。
出,如要查150C 时的平均定压质量比热容,可在附表2中利用100C和200C的比热容用线性内插法求得。
〔3〕抱负气体热力学能、焓和熵的计算首先要牢记抱负气体的热力学能和焓仅是温度的函数,而熵那么与2个独立的基本状态参数有关。
利用定值比热容计算抱负气体的热力学能、焓和熵是本章的重点之一,需娴熟掌控。
应当留意:尽管计算公式是利用可逆过程的公式推导得到,但由于热力学能、焓和熵都是状态参数,其计算公式适用于抱负气体的任意过程。
2、抱负气体的热力过程在本章的学习中,同学们很简单产生公式太多,难以记忆的感觉,为了便于公式的查取,各种过程的计算公式已列于表3.2。
但是,如何记忆和运用这些公式仍是一个难点,为此进行以下分析,以援助大家理解性地记忆和敏捷运用这些公式。
〔1〕4种基本热力过程及多变过程的特点和过程方程首先要理解过程方程描述的`是过程的特点,即整个过程遵循相应的过程方程的规律改变。
4种基本热力过程的特点是定容、定压、定温顺定熵,也就是说这4种过程中总有一个状态参数保持不变;对于多变过程,那么过程中全部的状态参数都在变。
关于过程方程,应记住基本方程pvnconst,可认为抱负气体在可逆过程中都遵循该关系式。
多变指数n的取值范围为从0之间的任一实数,所以该过程方程适用于全部的可逆过程。
而4种基本热力过程那么是全部可逆多变过程中的几个特例,依据过程特点分别为定容过程:n=±∞,定压过程:n=0,定温过程:n=1,定熵过程:n=,所以4种基本热力过程的过程方程不需要死记硬背就可以推出。
〔2〕过程中任意两状态间p、v、T参数之间的关系由克拉贝龙方程p1v1p2v2p3v3Rg T1T2T3可以很简单地推得定容、定压和定温过程中任意两状态间p、v、T参数之间的关系式。
而对于多变过程和定熵过程,可以利用其状态方程和过程方程联立求出,也无需死记硬背。
而且多变过程与定熵过程状态参数之间的关系式结构相同,只是多变指数不同,所以推出一个就可得出另一个。
〔3〕过程中系统与外界交换的功量和热量功量○对于定容和定压过程,选用以下可逆过程的基本积分式计算功量很方便,即容积功:w21pdv技术功:wtvdp显着,定容过程:w0,wtv(p1p2)vp定压过程:wp(v2v1)pv, wt0定容过程容积功为零,定压过程技术功为零,可作为一种概念牢记,根本不必计算。
对于定温过程,仍可以用可逆过程的基本积分式计算功量,只需利用抱负气体状态方程将p化为v的函数形式计算w,或将v化为p 的函数形式计算wt。
如下所示:wpdv 1 2 2RgTv 1dvRgTlnv2pRgTln1 v1p2wtvdp1 1 2 2RgTpdpRgTlnp1vRgTln2 p2v1比较以上两式,有w=wt,即定温过程的容积功等于技术功。
定温过程计算功量的另一种方法是利用能量方程式,结合闭口系和稳流系的能量方程式,可进一步得出w=wt=q。
因此,对可逆等温过程,利用下式计算功量更方便。
2v2p1qTdsTsTRlnTRw=wt= gg 1v1p2定温过程的容积功、技术功、以及换热量均相等,只需求出一个即可。
对于绝热过程,利用能量方程式计算功量较方便,即:wucV(T1T2)wthcp(T1T2)Rg1(T1T2) Rg(TT)w 112留意:以上两式对可逆绝热〔定熵〕和不可逆绝热过程都适用,这是由于在q=0的条件下,容积功等于状态参数热力学能的改变量,技术功等于状态参数焓的改变量,而状态参数与过程是否可逆无关。
当然,假如可逆绝热和不可逆绝热过程的初始状态相同,那么它们的终了状态肯定不同,实际计算出的w和wt也不同。
所以只是w和wt的计算表达式相同。
对于多变过程,其功量计算公式同定熵过程结构相同,只需将公式中的换成n即可,即与公式〔3.51〕和〔3.52〕相同,因此,利用绝热过程求出功量计算公式后再用n代替的方法得到多变过程功量计算公式,是一种捷径。