工程热力学
工程热力学
第1章基本概念1．1 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。
1．2 本章难点1．热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。
2．引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。
3．系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。
选取不当将不便于分析。
选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。
4．稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。
平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。
二者既有所区别，又有联系。
平衡必稳定,稳定未必平衡。
5．注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。
名词解释闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环第2章理想气体的性质2.1 本章基本要求熟练掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并能熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。
并掌握理想气体平均比热的概念和计算方法。
理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念。
2.2 本章难点1．运用理想气体状态方程确定气体的数量和体积等，需特别注意有关物理量的含义及单位的选取。
2．考虑比热随温度变化后，产生了多种计算理想气体热力参数变化量的方法，要熟练地掌握和运用这些方法，必须多加练习才能达到目的。
3．在非定值比热情况下,理想气体内能、焓变化量的计算方法，理想混合气体的分量表示法，理想混合气体相对分子质量和气体常数的计算 2.5 自测题一、是非题1．当某一过程完成后,如系统能沿原路线反向进行回复到初态,则上述过程称为可逆过程。
( )2．只有可逆过程才能在p-v 图上描述过程进行轨迹。
( )3．可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。
工程热力学公式大全
工程热力学公式大全1.热力学第一定律：ΔU=Q-W其中，ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外所做的功。
2.热力学第二定律（卡诺循环）：η=1-Tc/Th其中，η表示热机的热效率，Tc表示冷源温度，Th表示热源温度。
3.单级涡轮放大循环功率：W=h_1-h_2其中，h_1表示压缩机入口焓，h_2表示涡轮出口焓。
4.热力学性质之一：比热容C=Q/(m*ΔT)其中，C表示比热容，Q表示系统吸收的热量，m表示系统的质量，ΔT表示温度变化。
5.热力学性质之二：比焓变ΔH=m*C*ΔT其中，ΔH表示焓变，m表示系统的质量，C表示比热容，ΔT表示温度变化。
6.理想气体状态方程：PV=nRT其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示气体常数，T表示气体的温度。
7.热机制冷效率：ε=(Qh-Qc)/Qh其中，ε表示热机的制冷效率，Qh表示热机吸收的热量，Qc表示热机传递给冷源的热量。
8.熵变表达式：ΔS=Q/T其中，ΔS表示熵变，Q表示系统吸收的热量，T表示温度。
9.热力学性质之三：比容变β=-(1/V)*(∂V/∂T)_P其中，β表示比容变，V表示体积，T表示温度，P表示压力。
10.工作物质循环效率η_cyc = W_net / Qin其中，η_cyc表示工作物质的循环效率，W_net表示净功，Qin表示输入热量。
这只是一小部分工程热力学公式的示例，实际上工程热力学涉及面较广，还有许多其他常用公式。
与热力学相关的公式使工程师能够更好地理解和解决与能量转换和热力学有关的问题，在工程设计和应用中起到重要的作用。
工程热力学基础
工程热力学基础工程热力学基础是研究热与能量转化以及热力学循环的学科。
它是工程学中重要的基础学科之一，涉及到能量的转化、储存和传递等方面的问题。
在这里，我将以人类的视角，以生动的语言描述工程热力学基础的相关内容。
让我们来了解一下什么是热力学。
热力学是研究热与能量转化过程的一门学科，它描述了物质和能量之间的关系。
在工程中，我们经常需要考虑能量的转化问题，比如热能转化为机械能、电能或化学能等。
在工程热力学中，我们经常使用一些基本概念来描述能量转化的过程。
其中最重要的概念之一就是热力学循环。
热力学循环是一个能量转化的过程，它包括一系列的状态变化，最终回到起始状态。
比如蒸汽机、内燃机等都是基于热力学循环原理工作的。
在热力学循环中，热能的转化是一个重要的过程。
热能可以通过传导、传热、辐射等方式传递。
在工程中，我们经常需要考虑热能的传递问题，比如热交换器的设计、燃烧过程中的热能转化等。
热力学还包括熵的概念。
熵是描述系统无序程度的物理量，它与能量转化的效率有关。
在工程中，我们经常需要考虑如何提高能量转化的效率，减少能量的损失。
在工程热力学中，还有一些其他的重要概念，比如焓、熵增、热力学势等。
这些概念在描述和分析能量转化的过程中起到了重要的作用。
工程热力学基础是研究能量转化和热力学循环的学科。
它涉及到能量的转化、传递和储存等方面的问题。
通过研究工程热力学基础，我们可以更好地理解能量转化的原理，并应用于工程实践中。
希望本文能够以人类的视角，以生动的语言描述工程热力学基础的相关内容，使读者能够更好地理解和应用这门学科。
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点总结一、热力学基本概念1.1 系统和环境1.2 状态量和过程量1.3 定态和非定态过程1.4 热平衡和热力学温度二、热力学第一定律2.1 能量守恒原理2.2 内能和焓2.3 热机效率和制冷系数三、热力学第二定律3.1 熵的概念与意义3.2 熵增原理与熵减原理3.3 卡诺循环及其效率四、物质的状态方程及其应用4.1 物态方程的概念与分类4.2 伯努利方程及其应用4.3 范德华方程及其应用五、相变热力学基础知识5.1 相变的基本概念5.2 相变过程中的物态方程5.3 相变焓和相变熵六、理想气体状态方程及其应用6.1 理想气体状态方程6.2 绝热过程中理想气体的温度压强关系6.3 恒容过程中理想气体内能变化七、混合气体热力学基础知识7.1 混合气体的概念7.2 混合气体的状态方程7.3 理想混合气体的热力学性质八、化学反应热力学基础知识8.1 化学反应的基本概念8.2 化学反应焓变和熵变8.3 反应平衡条件及其判定九、传热基础知识9.1 传热方式及其特点9.2 热传导方程及其解法9.3 对流传热及其换热系数十、工程热力学分析方法10.1 理想循环分析方法10.2 实际循环分析方法10.3 燃料空气循环分析方法十一、工程热力学实际应用11.1 能量转换装置的工作原理与性能分析11.2 能量转换装置的优化设计与运行控制11.3 工业过程中能量利用与节能技术总结：本文介绍了工程热力学知识点，包括了基本概念、第一定律和第二定律、物质状态方程及其应用、相变热力学基础知识、理想气体状态方程及其应用、混合气体热力学基础知识、化学反应热力学基础知识、传热基础知识、工程热力学分析方法和工程热力学实际应用。
这些知识点是工程热力学的核心内容，对于掌握能源转换与利用技术以及节能减排具有重要意义。
工程热力学ppt课件
1906--1912年，
德国物理化学家
能斯特根据低温
下化学反应中大
量的实验事实，
归纳出热力学第
三定律即绝对零
度不能达到，
使热力学理论更
趋完善。
15
1942年，美国的凯
南在热力学的基础
上提出了有效能的
概念，使人们对能
源利用和节能认识
又上了一个台阶。
J. H. Keenan1900—1977
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2. 微观方法————统计热力学
从物质的微观结构出发，应用统计方法研究大量
分子乱运动的统计平均性质，导出热力学定理，
可从微观机理解释热现象的本质。 但模型假设
有近似性，且分析计算繁复。
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21
工程上要求简单、可靠，故以宏观方
法为主。
工程热力学常采用抽象、概括、理想
化的方法，这种略去次要因素，抓住
3.何雅玲《工程热力学精要分析及典型题精解》西安
交通大学出版社2000
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23
煤、 天然气等)的化学能 。
地下燃料资源日益减少，不能满足飞
速发展的生产力对动力的需求。 世界
各国对原子能、太阳能、地热能， 乃
至海洋能、生物能等各种新能源正大
力开展多方面的研究工作，以期找到
新的能源出路。
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6
热
能
的
动
力
利
用
举
例
：
内
燃
机
的
工
作
过
程
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7
B、蒸汽动力装置工作过程
工程热力学
Engineering Thermodynamics
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。
工程热力学知识点电子版
工程热力学知识点电子版
1.热力学基本概念：包括热力学系统、态函数、过程、平衡等基本概念。
2.热力学定律：包括热平衡第一定律（能量守恒），热平衡第二定律（熵增原理）以及热平衡第三定律（绝对零度定律）。
3.理想气体的热力学性质：包括状态方程、卡诺循环、理想气体的内能、焓、熵等性质，以及理想气体的不可逆过程等。
4.热功学：包括热力学势、热力学基本方程、热力学关系、开放系统
的热力学分析等。
5.蒸汽循环与汽轮机：包括蒸汽循环的基本原理、热力学效率、汽轮
机的工作原理和热力学分析等。
6.冷热交换过程：包括传热方式、传热定律、传热设备的热力学设计等。
7.蒸发和冷凝：包括蒸发和冷凝的热力学原理、热传导、传质机制等。
8.混合物与溶液的热力学性质：包括理想混合物的热力学分析、溶解度、等温吸收和等温蒸馏等。
9.平衡态的热力学：包括平衡态判定、化学反应的平衡和平衡常数等。
10.非平衡态的热力学：包括非平衡态的基本概念、非平衡态热力学
平衡准则等。
11.热力学循环与工作系统：包括往复式热机循环（如柴油循环、克
氏循环等）、蒸汽循环的分析、制冷循环等。
以上仅列举了一些工程热力学的基本知识点，具体内容还包括一些相关的热力学计算方法和应用，如热力学分析软件的应用、能源转化系统的分析等。
工程热力学
实现平衡的充要条件： 系统内部及系统与外界之间的一切不平衡 势差（力差、温差、化学势差）消失是系统实 现热力平衡状态的充要条件。
热力平衡状态满足： 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。
自然界的物质实际上都处于非平衡状态， 平衡只是一种极限的理想状态。 工程热力学通常只研究平衡状态。
1 2 Ek mc 2
E p mgz
系统的总储存能（简称总能）
热力学能 宏观动能
U
系统的储存能
Ek
即
宏观位能 系统的储存能
EP
E
E U Ek EP
1 2 e u c gz 2
1kg工质的总能为比总能：
二. 闭口系统的热力学第一定律表达式
能量平衡关系式： 输入系统的能量-输出系统的能量=系统总储存能
二、容积功
气缸
可逆过程的容积功在p—v图中的表示
飞轮 续41
热 源
左止点 右止点
p
1
2
w pdv
1
2
v
p 1
ｐ
21. p v 图上曲线下面的面积代表容积功 2. dv 0 有 w 0 w 称为膨胀功
dv 0 有 w 0 w 称为压缩功
q2 wnet
q1 热泵循环的经济性－热泵系数： wnet
热源
Q1
热机
W Q1 Q2
Q2
冷源
第二章 热力学第一定律
2.1 循环过程、热力学第一定律 2.2 闭口系的热力学第一定律表达式
2.3 开口系统的热力学第一定律表达式
2.1
循环过程、热力学第一定律
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4
一、是非（共12道题，每题1分，共12分）（对者√，错者×）
1．对于渐缩喷管，若气流的初参数一定，那么随着背压的降低，流量将增大，但最多增大到临界流量。
（）2．卡诺循环的热效率仅取决于其热和冷源的温度，而与工质的性质无关。
（）
3．如图所示，q 1～2—3＞q 1～4—3。
（）
v
4．不管过程可逆与否，开口绝热系统的技术功总是等于初、终态的焓差。
（）
5．在蒸汽压缩式制冷循环中，所选用的致冷剂液体比热越小，那么节流过程引起的损失就越小。
（）
6．任何不可逆过程工质的熵总是增加的，而任何可逆过程工质的熵总是不变的。
（）
7．在相同热源和在相同冷源之间的一切热机，无论采用什么工质，他们的热效率均相等。
（）
8．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。
（）
9．孤立系统熵增原理表明：过程进行的结果是孤立系统内各部分的熵都是增加的。
（）
10．凡符合热力学第一定律的过程就一定能实现。
（）
11 ．δq = d u + δw及δq = C V d T + P d v二式均可适用于任何工质，任何过程。
（）
12．蒸发是发生于液体表面的汽化现象；沸腾是发生于液体内部的汽化现象
（）
二、选择（共13题，每题1分，共13分）
13．闭口系统功的计算式W = U1－U2（）。
（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）只适用于理想气体的绝热过程。
（D）只适用于可逆绝热过程。
14．逆卡诺循环的制冷系数，只与（）有关。
（A）热源与冷源的温差。
（B）热源与冷源的温度。
（C）吸热过程中的制冷量Q2。
（D）每循环中所耗功W。
15．一个橡皮气球在太阳下被照晒，气球在吸热过程中膨胀，气球内的压力正比于气球的容积，则气球内的气球进行的是（）。
（A）定压过程。
（B）多变过程。
（C）定温过程。
（D）定容过程。
16．气体的容积比热是指（）。
（A）容积保持不变的比热。
（B）物量单位为一立方米时气体的比热。
（C）物量单位为一摩尔容积气体的比热。
（D）物量单位为一标准立方米时气体的比热。
17．湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化（）。
（A）△U = 0 （B）△U ＞0
（C）△U＜0 （D）△U＜0或△U ＞0
18．某理想气体，经可逆定压过程对外作功，则其内能的变化量与外界的交换热量分别为（）。
（A）无确定值。
（B）△U = W / K；q = W。
（C ）△U = W / （K －1）；q =K W / （K －1）。
（D ）△U = W ；q =K W 。
19．q = △h －vdp 12
⎰
只适用于（ ）。
（A ） 理想气体可逆过程。
（B ）任何工质可逆过程。
（C ）理想气体一切热力过程 （D ）任何工质一切热力过程
（E ）q －△u
20．压气机压缩气体所耗理论轴功为（ ）。
（A ） pdv 12⎰ （B ）d pv ()1
2
⎰
（C ）pdu 12
⎰
＋p 1v 1－p 2v 2
21．气流在充分膨胀的渐缩渐扩喷管的渐扩段（df ＞0）中，流速（ ）。
（A ） 等于喉部临界流速 （B ）等于当地音速
（C ）小于当地音速 （D ）大于当地音速
22． 抽气回热循环改善了朗肯循环，其根本原因在于（ ）。
（A ） 每公斤水蒸汽的作功量增加了
（B ） 排气的热能得到了充分利用
（C ） 水蒸汽的平均吸热温度提高了
（D ） 水蒸汽的放热温度降低了
23． 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
24． 工质熵的减小，意味着（ ）。
（A ） 作功能力增加 （B ）过程必为不可逆
（C ）必为放热过程 （D ）过程不可能发生
25． 已知湿空气的状态t 、φ，则（ ）湿空气的状态。
（A ） 可以确定 （B ）尚需压力P 才能确定
（C ）尚需含湿量d 才能确定 （D ）尚需湿球温度t W 才能确定
三、 填空（ 共5道题，每题2分，共10分）
26．公式δq = δw 适用于理想气体的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿过程，公式δq = d h 适用于理想气体的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿过程,公式δw s = － d h 适用于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿过程。
27．蒸汽压缩致冷循环是由＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿等设备构成的。
空气压缩致冷循环中没有＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿设备，而是以＿＿＿＿＿＿＿、＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿所代替。
28．用真空表测量某系统的压力时，系统的绝对压力应等于＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
当环境压力减小时，真空表的读数将＿＿＿＿＿＿＿＿，系统的绝对压力＿＿＿＿＿＿＿＿。
29．熵变的计算公式△s = C v L N （T 2 / T 1）+ R L N （v 2 / v 1）适用于＿＿＿＿＿＿＿＿气体的＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
30．任何热力系统所具有的储存能（总能含）是由＿＿＿＿＿＿＿＿，＿＿＿＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿组成。
四、名词解释（共5道题，每题3分，共15分）
31．闭口系统
32．平衡常数
33．卡诺定理
34．渐缩喷管与渐缩渐扩喷管
35．实际气体的临界状态
五、计算题I（共一道题，共15分）
36．1 Kg空气从初态P1 = 5 bar,T1 = 340 K,在闭口系统中绝热膨胀，其容积变为原来的2倍（V2 = 2V1）。
求（1）如绝热膨胀过程是可逆的，求终态压力及终态温度、膨胀功、熵、内能、焓的变化。
（2）如进行的是绝热自由膨胀过程，求终态压力及终态温度、膨胀功、熵、内能、焓的变化。
（3）将上述两过程表示在T—S图上。
六、计算题II（共一道题，共15分）
37．一卡诺循环，已知两热源的温度t1= 527℃、T2= 27℃,循环吸热量Q1=2500KJ，试求：（A）循环的作功量。
（B）排放给冷源的热量及冷源熵的增加。
（C）如果由于不可逆，孤立系统熵增加0．1KJ / K，则排给冷源的热量增加多少？循环少作功多少？
七、计算题III（共一道题，共10分）
38．喷管进口处的空气状态参数P1 = 1．5bar, t1 = 27℃,流速C1 =150 m / s，喷管出口背压为P2 = 1bar,喷管流量为m = 0．2 Kg / s。
设空气在喷管内进行可逆绝热膨胀，试求：（1）喷管设计为什么形状（渐缩型、渐放型、缩放型）（2）喷管出口截面处的流速、截面积。
八、计算题IV（共一道题，共10分）
39．空气压缩致冷装置的致冷系数为2．5，致冷量为84600 KJ / h，压缩机吸入空气的压力为0．98 bar，温度为－10℃，空气进入膨胀机的温度为20℃。
试求：（A）压缩机出口压力。
（B）致冷剂的质量流量。
（C）压缩机的功率。
（D）循环的净功率。