热力学基础知识
热力学基础知识点
热力学基础知识点热力学是物理学中涉及能量转化和传递的分支学科，用于研究物质的宏观关系。
本文将介绍热力学的基本概念和相关知识点。
1. 系统和环境热力学中将要研究的物体或物质称为系统，而系统周围的一切都被称为环境。
系统和环境是通过能量和物质的交换相互联系在一起的。
2. 状态函数状态函数是描述系统状态的物理量，与路径无关。
其中，最常见的状态函数是内能（U）、体积（V）、压力（P）和温度（T）。
内能表示系统的总能量，体积表示系统占据的空间大小，压力表示系统内部的分子运动产生的压强，温度表示系统内部分子的平均动能。
3. 热力学第一定律热力学第一定律也称为能量守恒定律，它表明能量既不能被创造也不能被销毁，只能在不同形式之间转化或传递。
根据热力学第一定律，系统的能量变化等于从环境传递给系统的热量（Q）减去系统对环境做功（W）所得。
4. 热容热容是指单位质量物质在温度变化时吸收或释放的热量。
具体地说，热容可以分为定压热容（Cp）和定容热容（Cv）。
定压热容表示在恒定压力下物质的热容，而定容热容表示在不允许体积发生变化的情况下物质的热容。
5. 热力学第二定律热力学第二定律阐述了物理系统自发过程的方向性，即系统在孤立状态下会趋向自发变化，使得熵增加。
熵是衡量系统无序程度的物理量，热力学第二定律指明了熵在孤立系统中不会减少的方向。
6. 热力学循环热力学循环是一个系统完成一次完整的运动后，回到初始状态的过程。
常见的热力学循环包括卡诺循环、斯特林循环和朗肯循环等。
这些循环通过能量的转化和传递实现了各种实用机械和热力学系统的工作。
7. 相变相变是物质在一定条件下从一种相态转化为另一种相态的过程。
常见的相变包括固态到液态的熔化、液态到气态的汽化、液态到固态的凝固等。
相变与热力学中的热量交换密切相关。
8. 热力学平衡热力学平衡是指系统各部分之间没有任何不均匀性或者不稳定性，系统处于平衡状态下。
根据热力学平衡原理，系统通过热传递、物质传递或机械传递达到平衡状态。
工热知识点总结
工热知识点总结一、理论基础1. 热力学基础热力学是研究热现象和能量转化规律的科学，其研究对象包括热力学系统的状态、过程和相互作用等。
热力学定律包括热力学第一、二、三定律，它们分别描述了能量守恒、熵增加和温度不可降的规律。
2. 热传导热传导是指物质内部热能的传递，根据导热介质的不同，可分为导热、导电、导磁等传导方式。
热传导的计算公式为热传导方程，其中包括热传导系数、温度梯度和距离梯度等。
在实际工程中，热传导的计算可以通过有限元分析、数值模拟等方法得到。
3. 对流传热对流传热是指通过流体的流动使热能传递的过程，可以是强迫对流或自然对流。
对流传热的传热系数和换热器的设计是工热领域的重要内容。
4. 热辐射热辐射是指物体由于温度差而发出或吸收的电磁波，热辐射的计算需要考虑辐射率、温度、表面发射率等参数。
热辐射通常可以通过辐射传热方程来描述，实际工程中可以应用黑体辐射、灰体辐射等模型进行计算。
二、热力学系统1. 封闭系统封闭系统是指不与外界交换物质，但与外界进行能量交换的系统。
热力学系统通常可以根据其与外界的物质交换情况分为封闭系统、开放系统和孤立系统。
2. 开放系统开放系统是指既与外界进行能量交换，又与外界进行物质交换的系统。
例如，蒸汽锅炉和汽轮机系统就是开放系统。
3. 孤立系统孤立系统是指既不与外界交换物质，也不与外界进行能量交换的系统。
孤立系统是理论假设中的一个重要模型，可以用于研究理想化的热力学系统。
三、热力学循环1. 卡诺循环卡诺循环是理想化的热力学循环模型，其效率最高，可用于分析和比较各种热力学循环系统的性能。
卡诺循环包括等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程，可以用来分析热机和热泵的性能。
2. 布雷顿循环布雷顿循环是一种热力学循环，广泛应用于蒸汽轮机、汽轮机和制冷机等系统。
布雷顿循环包括等压加热、等压膨胀、等压冷却和等压压缩四个过程，可以用来分析蒸汽发电系统和空气压缩系统的性能。
3. 斯特林循环斯特林循环是一种理想化的热力学循环模型，包括等温定压加热、绝热膨胀、等温定压冷却和绝热压缩四个过程。
热力学基础知识
热力学基础知识热力学是一门研究能量转化与传递的学科，是自然科学的基础。
热力学的概念源于研究热与功之间的相互转化关系，以及能量在物质之间的传递过程。
本文将通过介绍热力学的基本概念、热力学定律和热力学过程，帮助读者了解热力学的基础知识。
1. 热力学的基本概念热力学研究的对象是宏观体系，即指由大量微观粒子组成的物质系统。
热力学通过对体系的宏观性质进行观察和测量，来揭示物质和能量之间的关系。
热力学的基本概念包括系统、热、功、状态函数等。
系统是热力学研究的对象，可以是孤立系统、封闭系统或开放系统。
孤立系统与外界不进行物质和能量交换，封闭系统与外界可以进行能量交换但不进行物质交换，开放系统则可以进行物质和能量的交换。
热是能量的一种传递方式，是由高温物体向低温物体传递的能量。
热的传递方式有导热、对流和辐射。
功是对系统做的物质微观粒子在宏观层面的效果，是由于力的作用而引起物体位移的过程中所做的功。
例如，当一个物体被推动时，根据物体受力和运动方向的关系，可以计算出所做的功。
状态函数是由系统的状态决定的宏观性质，不依赖于热力学过程的路径，只与初态和终态有关。
常见的状态函数有温度、压力、体积等。
2. 热力学定律热力学定律是热力学基础知识的核心内容，揭示了宏观物质之间相互作用的规律。
第一定律：能量守恒定律，能量既不能被创造，也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第一定律表达了能量的守恒关系，即系统的内能变化等于吸收的热量与做的功的差。
第二定律：热力学第二定律描述了自然界的能量传递过程中不可逆的方向。
它说明热量会自发地从高温物体传递到低温物体，而不会反向传递。
热力学第二定律还提出了热力学箭头的概念，即自然界中某些过程的方向是不可逆的。
第三定律：热力学第三定律说明在绝对零度（0K）下，熵（系统的无序程度）将趋于最低值。
此定律进一步阐述了热力学中的温标和熵的概念。
3. 热力学过程热力学过程描述了系统由一个状态转变为另一个状态的过程。
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无摩擦准静态过程，其特点是没有摩擦力，外界在准静态过 程中对系统做的功，可以用系统本身的状态参量来表示。 外界在准静态过程中对系统做的功等于系统对外界做的功的负值
设气缸内的气体进行膨胀过程，当活塞移动微小ห้องสมุดไป่ตู้移dl 时，气
体对外界所作的元功为（系统对外作功为正） V是系统体积
dA
pS
dl
pdV
系统体积由V1变为V2，系统对外界作总功
为：
V2
面积
A pdV 体积功 V1
p
pe
形状不规则的容器（例如充气袋）中的气体作功呢？
p1
a
b
功的数值不仅与初态和末态有关，而且还 依赖于所经历的中间状态，功与过程的路 2 径有关。
功是过程量
0
V1
V V2
求准静态过程的功，即 为求虚线部分的面积
无法用统一的状态参量来描述其状态.
一个过程，如果任意时刻的中间态都无限接近于一个
平衡态，则此过程为准静态过程。显然，这种过程只 有在进行的 “ 无限缓慢 ” 的条件下才可能实现。
对于实际过程则要求系统状态发生变化的时间 △t 远远大于弛豫时间τ才可近似看作准静态过程 。
举例1：外界对系统做功
非平衡态到平衡态的过渡时间，
RT
vi RT
(i 1,2, , n)
n
其中，M mi为n种理想气体的总质量
1
pi 为第i种理想气体单独存在时的压强
n个方程相加得：
( p1 p2 pn )V (v1 v2 vn )RT
n
n
令 p pi v vi
1
1
道尔顿分压定理
pV vRT
大学热学物理知识点总结
大学热学物理知识点总结1.热力学基本定律热力学基本定律是热学物理的基础，它包括三个基本定律，分别是热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律。
（1）热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的热学表述，它规定了热力学系统能量的守恒性质。
简单地说，热力学第一定律表明了热力学系统能量的增减只与系统对外界做功和与外界热交换有关。
热力学第一定律的数学表达式为ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的增量，Q表示系统吸热的大小，W表示系统对外界所作的功。
由此可以看出，系统的内能变化量等于吸收热量减去做的功。
（2）热力学第二定律热力学第二定律是热力学系统不可逆性的表述，它规定了热力学系统内部的熵增原理，即系统的熵不会减小，而只会增加或保持不变。
简单地说，热力学第二定律表明了热力学系统内部的任何一种热力学过程都是不可逆的。
这意味着热力学系统永远无法使热量全部转化为功，总会有一部分热量被转化为无效热。
热力学第二定律还表明了热力学过程的方向性，即热量只能从高温物体传递到低温物体，而不能反向传递。
（3）热力学第三定律热力学第三定律规定了当温度趋于绝对零度时，任何物质的熵都将趋于一个有限值，这个有限值通常被定义为零。
简单地说，热力学第三定律表明了在绝对零度时，任何系统的熵都将趋于零。
热力学第三定律的提出对于热学物理的研究具有非常重要的意义，它为我们理解热学系统的性质提供了重要的基础。
2.热力学过程热力学过程是指热力学系统内部发生的一系列变化，包括各种状态参数的变化和热力学系统对外界的能量交换。
常见的热力学过程有等温过程、绝热过程、等容过程和等压过程等。
这些过程在日常生活以及工业生产中都有着广泛的应用。
（1）等温过程等温过程是指在恒定温度下进行的热力学过程。
在等温过程中，系统对外界做的功和吸收的热量之比是一个常数。
这意味着等温过程的压强和体积成反比，在P-V图上表现为一条双曲线。
常见的等温过程有等温膨胀和等温压缩等。
（2）绝热过程绝热过程是指在无热交换的情况下进行的热力学过程。
热力学基础知识点总结
热力学基础知识点总结
热力学是研究能量转化与传递规律的科学，主要包括以下基础知识点：
1. 系统与环境：热力学研究的对象是一个被称为系统的物体、组织或区域，而系统与其周围的一切被称为环境。
2. 状态量与过程量：状态量是描述系统状态的量，如温度、压力、体积等，它们只依赖于系统的初始和最终状态；而过程量是描述系统变化过程中的性质，如热量、功等。
3. 热平衡与温度：当两个物体处于热平衡时，它们之间不存在热量的净传递，此时它们的温度相等。
4. 热传递与热传导：热传递是指热量从高温物体流向低温物体的过程，可以通过热传导、辐射和对流等方式实现。
热传导是通过物质分子间的碰撞传递热量的过程。
5. 热容与比热容：热容是指物体吸收或释放单位温度变化所需的热量，而比热容是单位质量物质所需的热量。
6. 理想气体状态方程：理想气体状态方程描述了理想气体的压力、体积和温度之间的关系，常用的方程有理想气体状态方程
（PV=nRT）和绝热过程公式（PV^γ=常数）。
7. 熵与熵增：熵是描述系统无序度的物理量，熵增原理表明在孤立系统中，熵总是增加的。
8. 热力学第一定律：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表现，它表明能量可以从一个形式转化为另一个形式，但总能量守恒。
9. 热力学第二定律：热力学第二定律是描述热量传递方向性的原理，它指出热量只能从高温物体传递到低温物体，不会自发地从低温物体传递到高温物体。
10. 吉布斯自由能：吉布斯自由能是描述系统在恒温、恒压条件下的可用能量，通过最小化吉布斯自由能可以预测系统的平衡态。
这些是热力学基础知识点的概述，它们在热力学的研究和应用中扮演着重要的角色。
热力学基础知识及常用计算
34320 5614 16800 38700 12900 9460
43840 5100 20880 33420 11220 9540
36960 4474 20220 31920 10500 9140
平均单耗 213.91
306036
327590
312020
302859
297136
291014
合计 108821 40920 73123 84630 138450 21940 90315 36900 33250 80524 93200 39444 204560 51917 222400 31821 148800 217200 74760 43680 1836655
23550
21300
3767
3750
3368
15510
15450
13920
6300
6300
5610
5980
5940
5300
15138
14915
12601
16640
16520
15120
3月-4月 18030 6600 17469 13620 23820 3580 14850 5880 4840 12499 15120
备的散热量，供热用户采暖设备的散热量等于供热系统的供热量。即
Q1 Q2 Q3
第二部分 供热水耗、电耗、热耗 计算及说明
指标计算是指标分析的基础，指标分析是指标管控的有效手段，指标的 科学管控直接影响公司效益。
一、生产指标计算
主要内容
1.生产指标计 算的基础公
式
2.热耗分析中 常见的概念、
术语
对于确定的散热器a、b、c为定值， 可见对流散热器散热量Q2影响因素有 散热器的平均传热温差Δt和热水的质 量流量qm。
热力学基础知识
第六章 热力学基础
2. 定压摩尔热容
(d Q) P CP M dT M mol
3. 理想气体的 CV 以及 CP 与 CV 的关系
对于理想气体，其内能为
E M i RT M mol 2
所以
(d Q)V dE i CV R M M dT dT 2 M mol M mol
第六章 热力学基础
一. 热容
很多情况下，系统与外界之间的热传递会引起系统本身温 度变化。温度的变化与所传递的热量的关系用热容量来表示。 热容量：在一定的过程中，系统温度升高一度所吸收的热量 称为该物体在给定过程中的热容量。
c dQ dT
比热：
当系统的质量为单位质量时，其热容量称为比热， 用小写 c 表示，单位 Jkg-1k-1。 摩尔热容：当系统的质量为 1 摩尔时，其热容量称为摩尔热容， 用大写 C 表示，单位 Jmol-1k-1。
吸热：
多方过程的摩尔热容：
Cn
Q E A
(d Q) n d E P dV P dV CV M M M dT dT dT M mol M mol M mol
多方过程方程两边求导，可得
nP dV V dP 0
P dV V dP M R dT M mol
气态方程两边求导，可得
等压过程 等温过程 绝热过程 等体过程
(P1/nV = 常数)
第六章 热力学基础
例. P216 例题 6-2
解：从状态 1 绝热膨胀到状态 2，根据绝热过程方程，有
T1 V1 1 T2 V2 1
可得
V1 1 T2 T1 ( ) V2
绝热过程 Q=0，由热一定律
M M 5 V1 1 A E CV (T1 T2 ) RT1 (1 1 ) 941 J M mol M mol 2 V2
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热力学知识
2017/11/18
冷凝、凝结热
冷凝：当蒸汽受压或受冷时放出热量，使
蒸汽冷却、凝结成液体的过程。
所以冷凝过程实际上是液化过程。
凝结热：一定的温度下，单位质量的蒸汽 完全变成同温度的液体所放出的
热量。
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热力学知识
2017/11/18
小结
物质三种形式的状态：气态、液态、固态 物质的状态只能在一定的温度和压力条件 下存在，当条件发生变化时，状态就会发
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热力学知识
2017/11/18
空 调
冷水 系统 冷却水 系 统
37℃
38℃
26℃
30℃
26℃
38℃
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热力学知识
2017/11/18
制 冷
指在某一特定环境内制造出比周围环境温
度低的“冷”环境。 所谓“冷”环境，是要求“特定环境”中
空气的温度低于“周围环境”的温度，比
如要求室内温度（26℃）低于室外温度
理解是空气调和。“和”是中华文化的顶点，
而空调顶点是“六度皆优”(依重要性排序）。
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热力学知识
空 调
2017/11/18
空调顶点的“六度皆优”(依重要性排序）： ① 温度：与自然气候抗衡，将室内温度调节到符 合人体要求；② 鲜度：将新鲜空气有效引入室内， 让人呼吸到足够的氧气；③ 净度：将空气中有害 物质和细菌捕集并排除；④ 静度：将设备噪音调 低到用户听不见；⑤ 湿度：将空气湿度调节到符 合皮肤需求；⑥ 速度：使吹到人身上的风慢到用 户感觉不到。 要实现“六度皆优”，必须做到“四优”：设计 优化、设备优质、施工优良、保养优秀。
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热力学知识
2017/11/18
热 力 学 第 二 定 律
热量能自动从高温物体向低温物体转
移，但热量不能自发地从低温物体向 高温物体转移。
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热力学知识
2017/11/18
显
热
物质被加热或冷却时引起物质温度上升 或下降所吸收或放出的热量。 这里物质的物态并未发生变化。
常用单位：卡(cal)或大卡(kcal)
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产品知识
2017/11/18
负 荷 选 择
如末端采用低位出风的室内机(风机盘管),
建议冷负荷如下：
住宅、宾馆、办公楼 40～70 W/m2
商场、餐厅、学校 80～130 W/m2
剧场、展厅、机场 130～210 W/m2
建议以建筑制冷负荷作为选型的主要依据， 如制热负荷不够，可选制热加大型。
力，其值为760mmHg。
地球上绝大多数空调使用地区的大气压力
均接近标准大气压，故分析空调系统（包 括主机）时，一般假设外部环境压力为标
准大气压。
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热力学知识
2017/11/18
表 压 力
在工程中用压力仪表检测出来的密闭容器内 的压力。压力表读数为密闭容器内压力与外 部大气压力的差值。 当内部压力小于外部大气压时，压力表的读 数为负值，此时称密闭容器内部处于负压状
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热力学知识
2017/11/18
相 对 湿 度
空气中实际的水蒸汽分压力和同温度下饱 和水蒸汽分压力之比。 相对湿度反映了湿空气中水蒸汽含量接近
饱和的程度。此值越小，表示空气离饱和
程度越远，空气越干燥，吸水能力越强。
反之，此值越大，表示空气更接近饱和程
度，空气越潮湿，吸收水蒸汽能力越弱。
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当制热负荷大于制冷负荷 1.3 倍时， 建议另配锅炉，满足超出部分的供热。
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产品知识
2017/11/18
燃 料 选 择
燃料品种不同，机组配备的燃烧机不同。 可用于直燃机的燃料有：天然气、煤气、 轻油。
液化石油气、沼气、工业废油、食用废油、 建议用户优先考虑天然气和废油。 可油气两用（特殊订货）。
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热力学知识
2017/11/18
热 量 与 冷 量
热量是指由于物质间温度差别而引起转移的
能量。
冷量的物理含义和热量相同，只是物体温度
高于周围介质温度的习惯上称为“热”，其
向周围介质放出的能量称为“热量”，而物
体温度低于周围介质温度的称为“冷”，其
向周围介质吸收的能量即为“冷量”。
常用单位有卡（cal）或大卡（kcal）。
2017/11/18
基 础 知 识
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一、热力学知识
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热力学知识
空 调
2017/11/18
一般理解即空气调节，指为满足人们的生活或 生产的需要而对特定的空间内的空气温度、相 对湿度、清洁度、噪音或空气流动速度等参数 的适当调节和控制。
对于满足人们生活需要的舒适性空调，远大的
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热力学知识
2017/11/18
比
所吸收或放出的热量。
热
单位质量的物质温度升高或降低 1℃时
25℃时水的比热为1kcal/kg ℃。
●
比热是计算显热的一个重要参数。
显热计算：Q = c·m·△T
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热力学知识
2017/11/18
制 冷 量
单位时间内，空调主机产生的冷量（即：单 位时间内，空调主机转移出的热量 ）。 制冷量 ＝ 冷水流量×冷水入出口温差÷10 104kcal m3/h ℃
尾气排放
符合 GB13271 所规定的一类地区（自然保护区、风 景名胜区和其他需要特殊保护的地区）标准 CO/CO2 含量≤0.02%，NOX浓度≤446ppm（O2＝5％）
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产品知识
2017/11/18
功 能 选 择
机组按功能不同分为标准型（制冷、 制热、卫生热水）、空调型（制冷、
制热）和单冷型（仅制冷）。
H1 — 制热加大型：每加大1号，制热加大20% Fa — 冷水、冷却水承压高于额定值(0.81～1.2MPa)
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产品知识
2017/11/18
环 保 特 性
20～50 ≤57 ≤57 ≤62 75～200 ≤58 ≤57 ≤64 ≥250 ≤60 ≤59 ≤66
运行噪声值 dB(A)
机型BYZ 直燃机 泵组 冷却塔
汽化潜热所剩下的部分。
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热力学知识
2017/11/18
COP
空调主机的制冷效率或制热效率。 机组制冷量或制热量与机组输入能 量的比值。
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热力学知识
2017/11/18
练习题：
1.一台制冷量100万大卡的机组，冷水 入口温度14℃，出口温度7℃，则冷水 流量 m3/h。 2.与Ⅸ型直燃机配备的冷却塔，在额定 工况下冷却水的散失量约为 ％。 不考虑冷却水与空气的温差，冷却水的
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热力学知识
2017/11/18
负
荷
也叫空调负荷。指在单位时间内，为满足
房间空调需求，需向房间供应的冷量或者
热量。
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热力学知识
2017/11/18
潜
放出的热量。
热
物质发生物态变化而温度不变时吸收或
制冷技术中的蒸发过程和冷凝过程，就 是吸收和放出潜热的过程。 常用单位：卡(cal)或大卡(kcal)
正压状态
表压力
真空状态
表压力
大气 压力
绝对 压力
绝对 压力
大气 压力 0 Pa
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热力学知识
2017/11/18
练习题1：
用气压表测得当地大气压力为100.3kPa 从U形管测得机组吸收器的压力比大气压
力低99.4kPa。
则吸收器的真空度为 绝对压力为 kPa。
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kPa
热力学知识
温 度
态或真空状态。当内部压力大于外部大气压
力时，压力表的读数为正值，此时称密闭容 器内部处于正压状态。
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热力学知识
2017/11/18
绝 对 压 力
密闭容器内部的真实压力。
它等于表压力与外部环境大气压力之和。
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热力学知识
2017/11/18
真
空
密闭容器内部的绝对压力小于外部
环境压力时的状态。
热力学知识
2017/11/18
饱 和 溶 液
指在一定温度下，固体溶质溶于溶剂中达 到最大值时的溶液。
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热力学知识
二 元 溶 液
2017/11/18
两种互相不起化学作用的物质组成的混合物。
这种均匀混合物其内部各种物理性质，如压力、 温度、浓度、密度等在整个混合物中各处都完 全一致。不能用机械的沉淀法或离心法将它们 分离为原组成物质。 例如：溴化锂溶液就是一种二元溶液，溴化锂 是溶质，水是溶剂。在标准大气压下，溴化锂 溶液中水的沸点是 100℃，而溴化锂的沸点为 1265℃，两者相差甚大，因此，溶液沸腾时产 生的蒸汽几乎不带溴化锂的成分。
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热力学知识
2017/11/18
不 凝 性 气 体
在机组内部温度和压力条件下，既不凝结 亦不能被溴化锂和冷剂水吸收的气体。 不凝性气体存在于机组内部，将影响机组 真空，减少机组出力。 如果其中含有氧气还将导致机组锈蚀，严 重缩短机组使用寿命。
13/52
热力学知识
2017/11/18
大气压力、绝对压力、表压力的关系
液体均具有蒸发能力，且在任何温度下进行。
蒸发过程的快慢与蒸发条件关系很大： a.蒸发面积越大，蒸发过程越快；
b.液体温度越高，蒸发过程越快；
c.液体表面空气流速越大，液体表面压力越
小,蒸发过程越快。