工程热力学基础
工程热力学三大定律
工程热力学三大定律
工程热力学是研究能量转化和传递的学科，其中三大定律是工程热力学的三个基本定律。
这三大定律分别是：
第一定律：能量守恒定律。
它指出，能量不能被创造或销毁，只能从一种形式转换为另一种形式。
在一个封闭系统中，能量的增加等于它的减少。
这一定律是热力学的基础，也是工程热力学的基础。
第二定律：熵增定律。
它指出，任何封闭系统中的熵都不会减少，只会增加或保持不变。
熵是一个系统混乱程度的度量，因此这个定律意味着所有自然过程都会使系统变得更加混乱。
这一定律在工程热力学中被广泛应用，特别是在热力学循环和能量转换中。
第三定律：绝对零度定律。
它指出，当一个物体的温度降到绝对零度时，它的熵将达到最小值。
这一定律是热力学的最终定律，也是工程热力学的一个基本定律。
它被用来确定理想气体的热力学性质，以及热力学循环的效率。
这三大定律是工程热力学的基础，它们在能源转换和利用中具有重要的应用价值。
了解这些定律可以帮助工程师设计更高效的能源系统，提高能源利用效率。
- 1 -。
工程热力学热力学基础知识
热 源
Q1
热 机
Q2
W0
冷 源
5
二、热力系
1.热力系定义：
热力系：人为划分的热力学研究对象。
（简称系统）
外界：系统外与之相关的一切其他物质。
边界：系统与外界的分界面。
6
2.热力系分类：
根据系统与外界之间的质量和能量交换情况分
按系统与外界的物质交换情况分：
1）闭口系：与外界无质量交换（控制质量） 2）开口系：与外界有质量交换（控制容积）
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2.热量的符号与单位 热量：用Q表示，国际单位制中，热量 的单位是焦（耳），用J表示。工程上常 用千焦（kJ）表示， 1kJ=1000J 比热量：1kg气体与外界交换的热量，用 q表示，单位为J/kg。（q=Q/m）
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3. 热量的计算 既然可逆过程中体积的变化是作功的标志， 那么在可逆传热过程中也应该存在某一状态 参数可用来作为热量传递的标志。我们就定 义这个新的状态参数为“熵”,以符号S表示， 而且这个参数具有下列性质： 熵的定义式：微元可逆过程中，dS=Q/T，单 位：kJ/k或J/k 比熵：s=S/m, 则ds=q/T，单位：kJ/（kg.k） 或J/（kg.k）
对于简单可压缩系统（指由气态工质组成，与外界 只有热和功交换的热力系），只需两个独立的状态 参数，便可确定它的平衡状态（由状态定理）。 例如：在工质的基本状态参数 p、v、T中，只要其 中任意两个确定，另一个也随之确定，如p=f(v,T)， 表示成隐函数形式为：f(p,v,T)=0。
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3、参数坐标图
火电厂为什么采用水蒸气作为工质？
3
3.高温热源：不断向工质提供热能的物体（热
源）。如电厂锅炉中的高温烟气。
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。
热工基础(正式)全
正向运动（膨胀）时，吸 收热源的热量，所作膨胀功除 去用于排斥大气外，全部储存 在飞轮的动能中。
若无摩擦等耗散效应
反向运动（压缩）时，利用飞 轮的动能来推动活塞逆行，压缩工 质所消耗的功恰与膨胀功相等。
同时压缩过程中质向热源所 排热量也恰与膨胀时所吸收的热 量相等。
如果系统经历了一个过程后，系统可沿原过程的路线反 向进行，回复到原状态，不在外界留下任何影响，则该过 程称为可逆过程。
热力学第零定律
如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系 统处于热平衡(温度相同)，则它们彼此也必定处于热平衡。 这一结论称做《热力学第零定律》。
热力学第零定律表明，一切互为热平衡的系统具有一 个数值上相等的共同的宏观性质──温度。温度计测定物体 温度正是依据这个原理。
热力学第零定律的重要性在于它给出了温度的定义和 温度的测量方法。它为建立温度概念提供了实验基础。
理想气体实际并不存在， 在现实物质中，即使是绝热可 逆过程，系统的熵也在增加， 不过增加的少。
热力学第三定律发现者 德国物理化学家能斯特
三、理想气体的状态方程
kg K
pV mRgT
Pa m3
pv RgT pV nRT p0V0 RT0
1kg n mol 1mol标准状态
气体常数：J/(kg.K) R=mRg=8.3145J/(mol.K)
(2) 特别是在下列技术领域存在传热问题
a 航空航天：高温叶片冷却；空间飞行器重返大气 层冷却；超高音速飞行器（Ma=10）冷却；
b 微电子： 电子芯片冷却 c 生物医学：肿瘤高温热疗；生物芯片；组织与器
官的冷冻保存 d 军 事：飞机、坦克；激光武器；弹药贮存 e 新 能 源：太阳能；燃料电池
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。
工程热力学基础
主要内容
1. 2.
3.
4. 5.
基本概念及定义 热力学第一定律 气体的热力过程 热力学第二定律 发动机理论循环（教材1.1）
第一节
一、热力学系统
基本概念及定义
热力学系统（热力系统、热力系、系统）——人为选定的某些 确定的物质或某个确定空间中的物质 。
工质—— 用以实现热功转换的工作物质。 外界—系统之外与系统能量转换过程有关的一切其他物质。 边界—分割系统与外界的界面。
δq du δw
q1 2 (u2 u1 ) w1 2
正、负号规定：系统吸热为正，放热为负；系统对外作 功为正，外界对系统作功为负。 上式既适用于准静态过程，也适用于非准静态过程。
q1 2 (u2 u1 ) w1 2
闭口系统能量方程式说明：闭口系统在热力过程 中从外界接受的热量，一部分用于增加系统的热 力学能，另一部分用于对外界作功。 闭口系统能量方程式的应用：定容过程的加热量 或放热量的计算；发动机压缩、燃烧、膨胀过程 能量计算等。
⑵热力过程性质
热量是过程量。比热容与热力过程有关。 定容过程的比热容称为比定容热容cv , 定压过程的比热容称为比定压热容cp .
设比热比 k= cp / cv . k又称绝热指数。
⑶加热时工质的状态
比热容是随着温度的升高而增大的。 c a0 a1T a2T 2 a3T 3 1）真实比热容 考虑温度对比热容的影响 q1 2 t2 2）平均比热容 cm t 1 t2 t1 考虑温度对比热容的影响 3）定值比热容 不考虑温度对比热容的影响，把比热容作为常量。
六、工质的比热容
1、定义： 1kg物质温度升高1K(或1℃)所需的热量。 2、影响比热容的因素 ⑴物量单位
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工程热力学基础
全文共四篇示例，供读者参考
第一篇示例：
工程热力学是工程学科中的重要分支，研究热力学原理在工程实
践中的应用。
热力学是物理学的一个分支，研究能量的转换和传递过程，是自然界中一切物质变化的基础原理。
工程热力学则是将热力学
的原理应用于工程领域，用来解决能量转化和传递相关问题。
工程热力学的基础概念包括：能量、热、功等。
能量是物体所具
有的做功的能力，热是物体内部原子之间由于不断运动而产生的能量，功是对外界做出的能量。
在热力学中，能量的转化是一个重要的概念，热能可以被转化为功，功也可以被转化为热能。
熵是热力学的另一个重要概念，定义为一个系统的无序程度。
熵
增加代表系统有序度变低，熵减少表示系统有序度变高。
热力学第二
定律指出，孤立系统的熵永远不会减少，只会增加或者保持不变。
在工程实践中，熟悉热力学的基本原理对工程师解决问题至关重要。
在汽车发动机中，热力学原理用来优化燃烧过程，提高发动机效率，减少排放。
在制冷设备中，热力学原理被用来设计制冷循环，实
现热量的转移和降温。
除了基本概念外，工程热力学还涉及很多复杂的领域，如蒸汽动力、流体力学、传热传质等。
熟练掌握这些知识，能让工程师更好地
解决实际问题。
工程热力学是工程学科中不可或缺的一部分，它提供了解决能量
转化和传递问题的基本原理和方法。
熟练掌握热力学知识，能够帮助
工程师更好地设计和优化工程系统，提高效率，减少能源消耗。
希望
通过学习工程热力学基础知识，可以让大家对工程实践有更深入的理
解和认识，为未来的工程发展做出更大的贡献。
第二篇示例：
在工程热力学基础课程中，我们首先要了解的是热力学的基本概
念和基本原理。
热力学是研究热、功和能量转化之间相互关系的科学。
在热力学中，热是指能量的一种形式，是物体温度高低、热量的传递
和热量的转化。
功是能量的一种表现形式，是物体在力的作用下发生
的位移。
能量转化是指能量在不同形式之间的相互转化过程。
在工程热力学基础课程中，我们需要了解的还有热力学的基本定律。
热力学的基本定律包括热力学第一定律和热力学第二定律。
热力
学第一定律是能量守恒定律的热力学表达形式，它表明了热量和功之
间的转化关系。
热力学第二定律则是描述了能量转化过程中不可逆性
的规律，表明了自然过程的方向性。
在工程热力学基础课程中，我们还需要了解能量的传递和转化的
基本原理。
能量的传递和转化是热力学研究的重要内容，它涉及到热
力学循环、热力学效率等方面。
热力学循环是指能量在系统内部从一
种形式转化为另一种形式的循环过程，它包括了各种热力学循环如卡
诺循环、布雷顿循环等。
热力学效率是指热力学循环中有用能量与输
入能量的比值，是评价能源利用效率的重要指标。
在工程热力学基础课程中，我们还需要了解热力学对工程实践的
重要意义。
热力学理论不仅是一门基础学科，也是解决工程问题的重
要工具。
热力学在船舶、发动机、空调等各种工程领域都有广泛的应用，为工程设计、优化和节能提供了理论基础。
工程热力学基础是工程学习中不可或缺的一门课程，它涉及的理
论内容丰富，应用范围广泛。
通过学习工程热力学基础，我们可以深
入理解热力学的基本概念和原理，为将来的工程实践奠定坚实的理论
基础。
热力学的应用也为工程设计、优化和节能提供了重要的技术支持。
希望通过本文的介绍，读者能对工程热力学基础有更深入的了解，从而更好地应用于工程实践中。
第三篇示例：
工程热力学基础是工程学科中的一门重要课程，它是研究能量转
换和传递规律的一门学科。
热力学基础的理论和方法对于工程实践具
有重要的指导意义，它可以帮助工程师更好地理解和应用能量转化的
原理，提高工程设计和运行的效率。
热力学是一门研究能量转化和转移规律的学科，它主要研究热和
功的转化关系。
热力学基础包括热力学定律、热力学过程和热力学系
统等内容，这些内容是工程师在研究和设计能量系统时必须要了解的
基础知识。
热力学的基本定律主要包括能量守恒定律、热传递方程和功的转
化关系等。
能量守恒定律是热力学的基础定律之一，它表明在一个封
闭系统中，能量的总量是不变的，能量只能从一个形式转化为另一个
形式，而不能被消耗或产生。
热传递方程则描述了热量在物质中的传
递规律，它是研究热传导、传热和换热等过程的重要基础。
功的转化
关系则是描述了能量从一种形式转化为另一种形式的规律，它是研究
机械能、电能和化学能等转化的理论基础。
热力学过程是热力学研究的基本对象，它描述了物质受热、膨胀、冷却、压缩等过程的发展规律。
常见的热力学过程包括等温过程、绝
热过程、等压过程和等容过程等，这些过程在工程实践中经常用于描
述热力学系统的状态变化和能量转化。
热力学系统是指一定范围内的物质和能量的集合体，它是研究热
力学过程和系统性质的基本单位。
热力学系统通常包括封闭系统、开
放系统和绝热系统等，它们分别对应于不同的能量交换方式和环境条件。
工程师在研究和设计能量系统时，需要考虑系统的热力学特性和
性能，以确保系统的高效运行和能量利用。
第四篇示例：
工程热力学作为工程学的基础学科之一，是研究热现象在工程中
的应用和相关物理定律的学科。
它是一门涉及热传导、热对流、热辐
射等热力学过程的学科，是工程设计和实践中必不可少的重要内容。
热力学在工程中的应用非常广泛，涉及到能源转换、制冷空调、发电、化工过程、制造工艺等方面。
下面我们就来探讨一下工程热力学的基
础知识。
在工程热力学中，最基础的概念就是热力学第一定律，也叫能量
守恒定律。
能量守恒定律是指在封闭系统内，系统的内能变化等于系
统所吸收的热量和对外所做的功的代数和。
数学表达式可以写成
ΔU=Q-W。
其中ΔU为系统内能的变化量，Q为系统吸收的热量，W 为系统对外做的功。
这个定律可以帮助我们理解热力学系统中的能量
转换过程，对于工程设计和优化过程非常重要。
在工程热力学中，热力学第二定律也是一个非常重要的概念。
热
力学第二定律告诉我们自然界中存在一种基本规律，即熵增大原理。
熵是描述系统无序程度的物理量，热力学第二定律告诉我们，自然界
中的物质总是朝着更加无序的状态发展，系统的熵永远不会减少。
在
工程中，我们经常需要利用这个定律来进行能量转化的分析和优化，
比如在设计制冷系统时，我们需要根据熵增大原理来确定制冷效果和
效率。
在工程热力学中，热力学第三定律也是一个非常重要的概念。
热
力学第三定律告诉我们当系统的温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋
近于零。
这个定律对于理解热力学系统的极限状态非常重要，也为我
们提供了实现绝对零度的可能性。
在工程设计中，我们也会利用这一
定律来优化系统的效率和性能。
除了热力学三大定律外，工程热力学还涉及到很多其他重要的概念和理论，比如热力学循环、热力学势函数、热力学性能分析等等。
这些概念和理论都是工程热力学研究的重要内容，对于理解和应用热力学系统非常重要。
工程热力学作为工程学的基础学科，是研究热现象在工程中的应用和相关物理定律的学科。
它涉及到热传导、热对流、热辐射等热力学过程，是工程设计和实践中不可或缺的重要内容。
在工程热力学的学习和应用过程中，我们需要掌握和理解热力学三大定律，以及其他相关的概念和理论，这样才能更好地应用热力学知识解决工程实际问题，提高系统效率和性能，推动工程技术的发展和创新。
希望大家在学习工程热力学的过程中能够认真学习，深入理解热力学的基本概念和原理，发扬工程师精神，为技术创新和工程实践贡献自己的力量。
【文章结束】。