工程热力学课程总结
工程热力学期末总结
《工程热力学》期末总结一、闭口系能量方程的表达式有以下几种形式：1kg 工质经过有限过程：wuq（2-1）1kg 工质经过微元过程：wdu q （2-2）mkg 工质经过有限过程：WU Q （2-3）mkg工质经过微元过程：WdUQ （2-4）以上各式，对闭口系各种过程（可逆过程或不可逆过程）及各种工质都适用。
在应用以上各式时，如果是可逆过程的话，体积功可以表达为：pdvw（2-5）21pdvw（2-6）pdVW（2-7）21pdVW （2-8）闭口系经历一个循环时，由于U 是状态参数，0dU，所以W Q（2-9）式（2-9）是闭口系统经历循环时的能量方程，即任意一循环的净吸热量与净功量相等。
二、稳定流动能量方程tsw h w zg ch q221（2-10）（适用于稳定流动系的任何工质、任何过程）21vdphq （2-11）（适用于稳定流动系的任何工质、可逆过程）三、几种功及相互之间的关系（见表一）表一几种功及相互之间的关系名称含义说明体积功（或膨胀功）W系统体积发生变化所完成的功。
①当过程可逆时，21pdV W。
②膨胀功往往对应闭口系所求的功。
轴功sW 系统通过轴与外界交换的功。
①开口系，系统与外界交换的功为轴功s W 。
②当工质的进出口间的动位能差被忽略时，s tW W ，所以此时开口系所求的轴功也是技术功。
推动功pushW开口系因工质流动而传递的功。
①相当于一假想的活塞把前方的工质推进（或推出）系统所做的功，pV Wpush。
②推动功只有在工质流动时才有，当工质不流动时，虽然也有p 和V ，但其乘积并不代表推动功。
流动功fW工质流动时，总是从后面获得推动功，而对前面作出推动功，进出质量的推动功之差，称为流动功。
1122V p V p Wf技术功tW 技术上可资利用的功。
①stW z mg cm W 221②当过程可逆时，21VdpW t四、比热容1、比热容的种类（见表二）表二比热容的种类名称质量比热容c体积比热容'c 摩尔比热容cM三者之间的关系单位J/（kg ·K ）J/（m 3·K ）J/（kmol ·K ）。
工程热力学知识总结
S dEW m ++⎪⎭⎫δδ111．BT w m =22式中22wm —分子平移运动的动能，其中m 是一个分子的质量，w 是分子平移运动的均方根速度； B —比例常数；T —气体的热力学温度。
2．t T +=273压 力 ：1．nBT w m n p 322322==式中P —单位面积上的绝对压力；n —分子浓度，即单位容积内含有气体的分子数VNn =，其中N 为容积V 包含的气体分子总数。
2．fFp =F —整个容器壁受到的力，单位为牛（N ）；f —容器壁的总面积（m 2）。
3．g p B p +=（P >B ）H B p -=（P <B ）式中 B —当地大气压力P g —高于当地大气压力时的相对压力，称表压力；H —低于当地大气压力时的相对压力，称为真空值。
比容: 1．mV v = m 3/kg式中 V —工质的容积m —工质的质量2．1=v ρ 式中 ρ—工质的密度kg/m3v —工质的比容m 3/kg热力循环:⎰⎰=w q δδ多变过程：凡过程方程为=n pv 常数的过程，称为多变过程。
定容过程：定量工质容积保持不变时的热力过程称为定容过程。
定压过程：定量工质压力保持不变时的热力过程称为定压过程。
定温过程：定量工质温度保持不变时的热力过程称为定温过程。
单级活塞式压气机工作原理：吸气过程、压缩过程、排气过程，活塞每往返一次，完成以上三个过程。
活塞式压气机的容积效率：活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比，称为容积效率。
活塞式压气机的余隙：为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞，在汽缸端盖与活塞行程终点间留有一定的余隙，称为余隙容积，简称余隙。
最佳增压比：使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时，各级的增压比称为最佳增压比。
压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩过程中压气机所消耗的功与实际不可逆压缩过程中压气机所消耗的功之比，称为压气机的效率。
热机循环：若循环的结果是工质将外界的热能在一定条件下连续不断地转变为机械能，则此循环称为热机循环。
工程热力学总结
闭口系统能量方程
一般式
Q
W
Q = dU + W
Q = U + W
q = du + w q = u + w
单位工质
适用条件： 1）任何工质 2) 任何过程
4
准静态和可逆闭口系能量方程
简单可压缩系准静态过程
w = pdv
q = du + pdv
q = u + pdv
简单可压缩系可逆过程
q = Tds
cn
n n
-k 1
cv
(1) 当 n = 0 p v 0 co n st p C
v
1- k
cn
n 1 1
cv
n
cn kcv cp p
(2) 当 n = 1 p v1 co n st T C cn
T
(3) 当 n = k p v k co n st s C cn 0
s
1
(4) 当 n = p n v const18 v C
热二律的表述与实质
热功转换
传热
1851年 开尔文－普朗克表述
热功转换的角度
1850年 克劳修斯表述
热量传递的角度
23
卡诺循环— 理想可逆热机循环
1-2定温吸热过程， q1 = T1(s2-s1) 2-3绝热膨胀过程，对外作功 3-4定温放热过程， q2 = T2(s2-s1) 4-1绝热压缩过程，对内作功
Tds = du + pdv
热力学恒等式
Tds = u + pdv 5
稳定流动能量方程
q
h
1 2
c2
gz
ws
适用条件： 任何流动工质 任何稳定流动过程
热力学总结
1 2
δQ dU pdV 可逆：
开口系统：
Q H Wt
可逆： Q dh vdp
q h wt
Q H vdp
1 2
七、应用 （1）锅炉和换热器： q h
（2）汽轮机和燃气轮机 w t h h1 h 2 （3）泵、风机和压气机 w -w h h c t 2 1 （4）喷管等管道 1 2 1 2 h1 c f1 h 2 c f2 2 2
ux hx ps vx
2．水蒸气的热力性质表，h-s图 3．水蒸气的基本热力过程 定压过程
wt 0
q h2 h1
w p(v2 v1 )
绝热膨胀过程
q0
w u u1 u 2
w t h h1 h 2
定容过程
w0
q u u 2 u1
2 dv dp cp cV 1 v p
1
v2 p2 c p ln cV ln v1 p1
5．理想气体的基本热力过程
四个基本热力过程及可逆多变过程的初 终态参数、热量、过程功和熵变的计算
及其在p-v图和T-s图上的表示，
可逆多变过程的多变指数的求法。 表4-1 图4-7
二、水蒸气
2．比热容
定义： c
Q
dT
c与过程有关 c是温度的函数
1
Cm Mc 0.0224 c'
cp cV
cp cV Rg
cp
Rg
1 cV Rg 1
C pm CVm R
空气的绝热指数k=1.4 空气定压比热容Cp=1.004 KJ/(Kg.k)
工程热力学总结
第一部分 (第一章～第五章)一、概念（一）基本概念、基本术语1、工程热力学：工程热力学是从工程的观点出发，研究物质的热力性质、能量转换以及热能的直接利用等问题。
2、热力系统：通常根据所研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象。
这种空间内的物质的总和称为热力系统，简称系统。
3、闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。
系统内包含的物质质量为一不变的常量，所以有时又称为控制质量系统。
4、开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。
开口系统总是一种相对固定的空间，故又称开口系统为控制体积系统，简称控制体。
5、绝热系统：系统与外界之间没有热量传递的系统，称为绝热系统。
6、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的系统，称为孤立系统。
7、热力状态：我们把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。
8、状态参数：我们把描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
9、强度性状态参数：在给定的状态下，凡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，没有可加性的状态参数称为强度性参数。
10、广延性状态参数：在给定的状态下，凡与系统内所含物质的数量有关的状态参数称为广延性参数。
11、平衡状态：在不受外界影响（重力场除外）的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统所处的状态称为平衡状态。
12、热力过程：把工质从某一状态过渡到另一状态所经历的全部状态变化称为热力过程。
13、准静态过程：理论研究可以设想一种过程，这种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，于是整个过程就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。
14、可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，而不留下任何痕迹，这样的过程称为可逆过程。
工程热力学总结
工程热力学总结第一章,基本概念工质： 实现热能和机械能相互转化的媒介物质。
热源（高温热源） ：工质从中吸取热能的物系。
冷源（低温热源） ：接受工质排出热能的物系。
热力系统（热力系）：人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。
系统选择有任意性，可以是物质（气体，也可以是气缸(工具)）。
外界：热力系统以外的部分。
边界：系统与外界之间的分。
系统分类（按能量物质交换分类）闭口系统：系统与外界无物质交换，系统内质量（关键看质量，只要质量不变，即使气体空间位置发生变化，仍为闭口系，漏气问题常用）恒定不变，也称控制质量开口系统：系统与外界有物质交换，系统被划定在一定容积范围内，也称控制容积 绝热系统：系统与外界无热量交换孤立系统：系统与外界既无能量交换，也无物质交换简单可压缩系统：系统与外界只有热量与容积功交换（现如今均为简单可压缩）。
热力学状态：工质在热力变化过程中某一瞬间呈现出来的宏观物理状况，简称状态（了解即可）状态参数：描述工质所处状态的宏观物理量。
如温度、压力体积、焓（H ）、熵(S)、热力学能（u ）等。
状态参数其值只取决于初终态，与过程无关。
常用的状态参数有: 压力P 、温度T 、体积V 、热力学能U 、焓H 和熵S.其中压力P 、温度T 和体积V 可直接用仪器测量，称为基本状态参数。
其余状态参数可根据基本状态参数间接算得。
5）(了解即可)状态参数有强度量与广延量之分： 强度量：与系统质量无关，如P 、T 。
强度量不具有可加性。
广延量：与系统质量成正比，如V 、U 、H 、S 。
广延量具有可加性。
广延量的比参数（单位质量工质的体积、热力学能等）具有强度量的性质，不具有可加性。
基本状态函数温度（t ） t(℃)=T(K)-273.15压强：绝对压力p 、表压力P g 、真空度p v 及大气压力之间的关系 比体积：单位质量物质所占的体积 单位：m3/kgv 与ρ互成倒数，即：v ρ＝1平衡态：不受外界影响的情况下，系统宏观状态量量保持不变 实现平衡的充要条件：两个平衡热平衡：组成热力系统的各部分之间没有热量的传递 力平衡：组成热力系统的各部分之间没有相对位移状态参数坐标图：对于简单可压系统，由于独立参数只有两个，可用两个独立状态参数组成二维平面坐标系，坐标图中任意一点代表系统某一确定的平衡状态，任意一平衡状态也对应图上一个点，这种图称状态参数坐标图。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科，它关注系统的宏观性质和变化。
热力学的基本概念包括系统、界面、过程、平衡状态、状态方程等。
2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表述，它表示能量的增量等于传热和做功的总和。
数学表达式为ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示热的传递，W表示外界对系统做功。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了自然界中存在的一种过程的不可逆性，即熵增原理。
它指出孤立系统的熵总是增加或保持不变，不会减少。
熵增原理对热能转化和能量传递的方向提供了限制。
4. 热力学循环热力学循环是一系列热力学过程组成的闭合路径，通过这个路径，系统经历一系列状态变化，最终回到初始状态。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
5. 热力学性质热力学性质是用来描述物质宏观状态的物理量，常用的热力学性质包括温度、压力、内能、焓、熵等。
它们与热力学过程和相变有着密切的关系。
6. 热力学方程热力学方程是用来描述物质宏观状态的数学关系。
常见的热力学方程有状态方程（如理想气体状态方程）、焓的变化方程、熵的变化方程等。
这些方程对于分析和计算热力学过程非常重要。
7. 理想气体理想气体是热力学中一种理想的气体模型。
在理想气体状态方程中，气体的压力、体积和温度之间满足理想气体方程。
理想气体模型对于理解和研究气体性质和行为非常有用。
8. 发动机热力学循环发动机热力学循环是指内燃机和外燃机中进行热能转换的一系列过程。
常见的发动机热力学循环有奥托循环、迪塞尔循环等。
通过研究发动机热力学循环，可以优化发动机的效率和性能。
9. 相变热力学相变热力学研究物质由一种相态转变为另一种相态的过程。
相变热力学包括液体-气体相变、固体-液体相变、固体-气体相变等。
了解相变热力学对于理解物质的性质和行为具有重要意义。
总结：工程热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科，它关注系统的宏观性质和变化。
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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（u ）或密度（p ）、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。
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1).工质经历一热力循环，吸热过程吸热40kJ，膨胀过程对外作功80kJ，放热过程对外放热20kJ，压缩过程外界对工质作功50kJ；该循环不违背热力学基本定律,可以实现。
（）2).有一制冷循环,工质从温度为－20℃的恒温冷物体吸热180kJ,向温度为20℃的环境放热200kJ,该循环违背热力学基本定律,不能实现。
（）
3).对于开口系统，引起系统熵增的因素是系统吸热和过程的不可逆性二项。
（）
4).水蒸气的焓熵图上,湿蒸气区的等温线既为等压线，是一组斜率相同的倾斜直线。
（）
5).压缩比相同时，活塞式内燃机定容加热循环的热效率比定压加热循环的热效率高。
（）
6).mkg理想气体从压力P1(bar),容积V1(m3)，以可逆定温过程膨胀到V2(m3),过程的容积功
为：W=102mP1V1 n V
V
2
1
kJ。
（）
7).不可逆过程无法在T-s图上表示,也无法计算其熵的变化。
（）
8).定比热理想气体CO2(绝热指数K=1.29)进行n=1.35的膨胀过程时，吸热,熵增加。
（）
9)理想气体的定压比热C P和定容比热C V的差值和比值在任何温度下都是常数。
（）
10).因为实际滞止过程是不可逆绝热过程，实际滞止温度一定高于定熵滞止温度。
（）
11).某制冷机消耗功率为5kw，每分钟可从0℃的恒温冷库中取出3600kJ的热量排给30℃的恒温环境。
（）
12)空气进行一多变过程，当多变指数n=1.2时,空气的比热为负值。
（）
13).在给定的初终态之间有一热力过程，过程中工质与环境发生热交换。
已知一切过程均为可逆时耗功400kJ，若实际过程耗功380kJ，则依热力学知识可判明该实际过程可以实现。
（）
14).水蒸气h-s图(焓熵图)上湿蒸气区域的等压线为倾斜直线，压力越高，斜率越大。
（）
15)若物体吸热，则该物体熵一定增加；反之,一物体放热，则该物体熵一定减少。
（）
16).理想气体从同一初态绝热滞止，一为可逆，一为不可逆，则不可逆滞止温度要比可逆高些。
（）
17).对湿空气加热,湿空气的相对湿度和含湿量都减少。
（）
18).容积为V(m3)的容器内盛有某种工质，容器上压力表的读数为P(bar)，若工质的内能为U(kJ)，则容器内工质的焓，H=U+PV(kJ)。
（）
19).实际气体节流后温度可能升高。
（）
20).喷管的背压越低，流量越大。
（）
21).一热力系统经历一不可逆过程，其熵可能会减少。
（）
22).等容过程加热量计算式dq V=C V dT可适用于任何气体。
（）
23).若容器内气体的压力不变，则容器上压力表的读数就不会改变。
（）
24)在相同温限间工作的一切可逆热机，其热效率均相等。
（）
25).工质经历一可逆循环，其熵变为零；经历一不可逆循环，其熵变大于零。
（）
26)高于临界温度的气体,不可能通过压缩使其变为液体。
（）
27)如果从同一初态到同一终态有两条途径、一为可逆，一为不可逆，那么不可逆过程的熵变一定大于可逆过程的熵变。
（）
28)如果在活塞式压气机内可以实现等温压缩,则在任何情况下也不用采用分级压缩。
（）
29)蒸汽动力装置采用再热的根本目的是提高循环的热效率。
（）
30).理想气体绝热节流前后的h1=h2，t1=t2，P1=P2（）
31).制冷系数ε不可能大于1。
（）
32).不管是理想气体还是实际气体,当其对真空作绝热膨胀时,内能的变化∆U=0。
（）
33)燃气轮机定压加热实际循环内部效率ηi随增压比π的增加总是增大的。
（）
34).活塞式内燃机定容加热循环的热效率总是大于定压加热循环的热效率。
（）
35).气体工质吸热一定膨胀。
（）
36).气体工质的定温过程Q=W。
（）
37).使系统熵增大的过程一定是不可逆过程。
（）
38)系统的熵只能增大不能减少。
（）
39)绝热节流过程是定焓过程。
（ ）
40)工质吸热温度一定升高，放热温度一定降低。
（ ）
41)工质吸热熵一定增加，放热熵不一定减少。
（ ）
42).水蒸气的焓熵图上,湿蒸气区的等温线为该温度对应饱和压力的等压线。
（ ）
43）在制冷循环中采用回热措施，可以提高循环的制冷系数和减小循环增压比。
（ ）
44）蒸气动力循环装置中采用回热循环，一定能够提高循环的效率。
（ ）
1.两物体A 和B 的质量及比热容相同，即A B m m m ==，pA pB p c c c ==，
温度各为,A B T T ，且A B T T >。
设环境温度为0T 。
（1）按一系列微元卡诺
循环工作的可逆机以A 为热源、以B 为冷源，循环进行后A 物体的温度
逐渐降低，B 物体的温度逐渐升高，直至两物体温度相同，同为f T 为止，
求f T 及最大循环功。
（2）若A 和B 直接传热，求热平衡时温度m T 。
2.将一根即0.36m =kg 的金属投入9w m =kg 的水中，初始时金属棒的温度,1060m i T =K ，水的温度295w T =K ，比热容分别为()0.42kJ/kg K m c =⋅和()0.4187kJ/kg K w c =⋅，试求终温f T 和金属棒、水以及它们组成的孤立系的熵变。
设容器绝热。
3、欲设计一热机，使之能从温度为973K 的高温热源吸热2000kJ ，
并向温度为300K 的低温热源放热800kJ 。
（1）问此循环能否实现？（2）若把此热机当制冷机用，从冷源吸热800kJ ，是否可能向热源
放热2000kJ ？欲使之从冷源吸热800kJ ，至少需耗多少功？
4、某可逆热机在1500K 和300K 两热源之间工作，若热机循环吸热
量为4000kJ ，求循环净功；孤立系及其各子系统的熵变。
5、 有一热力循环，工质为空气，分别经历以下过程，由15℃，0.5MPa ，定压加热到200℃，
然后绝热膨胀，温度降低到100℃，接着定容冷却到15℃，最后等温压缩到初始状态。
所有过程都是可逆的，试求循环热效率，并将该循环画在v p -、s T -图上。
6、 画出单级活塞式压缩机将空气由相同初态，分别经定温压缩、定熵压缩和多变压缩过程
达到相同的终态压力的p v -，T s -图，并说明其耗功量的大小关系。
，x T T A ，x。