热工基础

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热工基础 测试题(附答案)

热工基础 测试题(附答案)

热工基础测试题(附答案)一、单选题(共55题,每题1分,共55分)1.卡诺循环是()循环A、双热源$B、$无热源C、$多热源$D、$单热源$正确答案:A2.朗肯循环中工质在凝汽器内发生的是(____)过程。

A、$等熵B、$绝热$C、$等焓$D、等压$正确答案:D3.压力相同温度越高的过热蒸汽,经绝热膨胀到相同压力时,其焓降越大,终态湿饱和蒸汽的干度()A、$不确定B、越小$C、$越大$D、$不变$正确答案:C4.空气在压缩过程中消耗外界的功90kJ,内能增加40kJ,空气向外界放热( )A、$40kJB、$90kJ$C、130kJ$D、$50kJ$正确答案:D5.热量的单位是()A、$kg/JB、J/kg$C、$kg$D、$J$正确答案:D6.朗肯循环是()循环A、$无热源B、双热源$C、$单热源$D、$多热源$正确答案:D7.绝热节流前后蒸汽的焓值()。

B、$减小$C、增大$D、$不变$正确答案:D8.对于背压式汽轮机,工业上使用的蒸汽压力一般为()Mpa。

A、$0.32-0.75B、$0.24-0.8$C、0.3-0.5$D、$0.54-0.7$正确答案:B9.T—S图上,可逆过程线下的面积表示()A、$能量B、热量$C、$膨胀功$D、$技术功$正确答案:B10.定干度线只在()内才有。

A、$过热区$B、未饱和区$C、$湿蒸汽区$D、$蒸汽区正确答案:C11.亚临界下水蒸气定压产生过程经历的状态次序正确的是(____)。

A、$过热蒸汽、干饱和蒸汽$B、$湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽$C、饱和水、未饱和水$D、$饱和水、干饱和蒸汽正确答案:B12.干饱和蒸汽的干度为()。

A、$0.2$B、0$C、$0.50D、$1$正确答案:D13.定压时技术功()。

A、$=0$B、>0$C、$正确答案:A14.()是提高工质流动速度的必要条件。

A、$熵差C、$焓差 $D、温差 $正确答案:B15.当蒸汽的压力大约降到喷管入口压力的()时,就会出现临界状态。

热工基础参考文献

热工基础参考文献

热工基础参考文献
热工基础是研究热能转换、传递以及热力系统运行规律的科学,它在能源、动力、环境等多个领域都有着广泛的应用。

以下是一些关于热工基础的重要参考文献:
1.《热工基础与应用》(第2版):这本书是教育部"面向21世纪高等
教育教学内容和课程体系改革计划"的研究成果之一,也是普通高等教育"十一五"国家级规划教材。

它主要介绍了热能转换的基本概念
和基本定律,以及工质的性质等内容。

2.《热工基础》:这本书讨论了热力学在工程上的研究与应用,涉及
能量转换方式和利用效率等技术问题,具有较高的实用价值。

3.《热工基础第2版》:本书在第1版的基础上,总结了近几年的
教学改革经验进行修订。

书中整合了“工程流体力学”、“工程热力学”
和“传热学”三门课程的内容,既保持了各部分的独立性,又考虑了
知识的前后关联,力求整体上的协调统一。

这些文献不仅为热工基础的学习提供了理论基础,也为其在实际工程中的应用提供了指导。

如果您需要更深入的研究或特定领域的应用,建议查阅相关专业期刊或者咨询相关领域的专家。

热工基础 练习题库(附答案)

热工基础 练习题库(附答案)

热工基础练习题库(附答案)一、单选题(共55题,每题1分,共55分)1.空气在压缩过程中消耗外界的功90kJ,内能增加40kJ,空气向外界放热( )A、$40kJB、$50kJ$C、130kJ$D、$90kJ$正确答案:B2.在流动过程中,欲使工质流速增加,必须有()降落。

A、$压力$B、$焓$C、$熵D、温度$正确答案:A3.与外界一定没有能量交换的是(____)。

A、$开口系$B、$孤立系C、$闭口系$D、绝热系$正确答案:B4.水蒸气的温熵图上的两条标志线是(____)。

A、$干饱和蒸汽线与饱和水线B、$干饱和蒸汽线与过热蒸汽线$C、饱和水线和过热蒸汽线$D、$饱和水线和湿饱和蒸汽线$正确答案:A5.下列说法正确的是(____)。

A、温度越高,则过热蒸汽的焓越高$B、$温度一定的湿饱和蒸汽,压力越高,其干度也越高$C、$熵一定,压力越低,则水蒸气的温度越低$D、$温度一定,压力越低,则过热蒸汽的焓越高正确答案:C6.下列关于循环热效率的说法中,正确的是 (____)。

A、$上述说法都是错误的B、$放热量越大,热效率越低$C、吸热量越小,热效率越高$D、$循环功越大,热效率越高$正确答案:A7.超过临界温度的过热蒸汽无法(____)。

A、$做功B、$降压$C、升温$D、$只通过压缩方式而液化$正确答案:D8.p-v图又称为示(____)图。

A、热$B、$焓C、$功$D、$温$正确答案:C9.超临界下水蒸气定压产生过程经历的状态次序正确的是(____)。

A、$湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽$B、$未饱和水、过热蒸汽C、$过热蒸汽、干饱和蒸汽$D、过热蒸汽、未饱和水$正确答案:B10.在水蒸气的焓熵图上,越往右越平的线是(____)。

A、$等压线$B、$等熵线C、等温线$D、$等干度线$正确答案:C11.蒸汽的温度越高,则比熵就()A、越高$B、$越低$C、$不变$D、$以上都不对正确答案:D12.气轮机一般要求做功后的乏汽干度不小于()。

热工基础复件 第一章

热工基础复件 第一章

第三节 烟囱和喷射器
列烟囱底部和顶部二截面柏努利方程
第三节 烟囱和喷射器
抽力:烟囱底部的负压的绝对值成为抽力。 抽力越大,烟囱的排烟能力越强 上式表明烟囱的抽力是由几何压头形成的,烟囱越 高,烟气的温度越高,空气的温度越低,则烟囱的 抽力越大,反之越小 代入并整理 上式说明烟囱中热气体的几何压头是推动力,它是克
1.1.2 气体动力学基本方程式
质量方程-根据质量守恒原理
能量方程-根据能量守恒原理 动量方程-根据动量守恒原理
状态方程-体现气体性质的状态方程
1.1.2 气体动力学基本方程式
稳态流动与不稳态流动
1.1.2 气体动力学基本方程式
1 质量方程-连续性方程(稳定态一元流)
gz (ρa-ρ) –几何压头,hge表示.重力和浮力的代
数和的位能 物理意义:单位体积的热气体在净浮力的作用 下所具有的位能.J/m3=Pa 沿高度上的分布:上小下大. 基准面设在上方,基准面上hge=0
1.1.2 气体动力学基本方程式
1/2 ρω2—动压头,hk表示
物理意义:单位体积的气体流动时具有的动能
热工基础的主要内容
第一章 气体力学在窑炉中的应用
第二章 传热学 第三章 干燥过程与干燥设备
第四章 燃料燃烧
第一章气体力学在窑炉中的应用
气体力学基础
窑炉系统内的气体流动 气体的输送设备——烟囱、喷射器
第一节 气体力学在窑炉中的应用
1.1 气体力学基础
1.1.1 气体的物理属性 1.1.2 气体动力学基本方程 1.2 窑炉系统内的气体流动 1.2.1 不可压缩性气体的流动 1.2.2 可压缩性气体的流动(自学) 1.3 烟囱 喷射器(自学)

热工基础第一章

热工基础第一章

第二节
一、能源分类
能源及其利用
能源:水力能、风能、太阳能、地热能、 能源:水力能、风能、太阳能、地热能、 化学能、原子核能、海洋能等。 化学能、原子核能、海洋能等。 分类: 分类: 1、按来源分三类 第一类能源:来自地球以外的太阳辐射能。 第一类能源:来自地球以外的太阳辐射能。
第二类能源:来自地球本身的能源。 第二类能源:来自地球本身的能源。 第三类能源: 第三类能源:来自月球和太阳等天体本身 的能源。 的能源。 2、按形态分两类 一次能源:自然界中现成存在、可直接而未 一次能源:自然界中现成存在、 改变其基本形态的能源。如煤炭、石油、 改变其基本形态的能源。如煤炭、石油、 地热能、水力能、风能、海洋能等。 地热能、水力能、风能、海洋能等。 二次能源: 二次能源:由一次能源经过加工转换成另 一形态的能源。如电力、煤气、沼气、 一形态的能源。如电力、煤气、沼气、 焦碳等。 焦碳等。
二、能源利用 1、能源利用发展 能源利用分为三个时期:柴薪时期、 能源利用分为三个时期:柴薪时期、煤炭 时期、石油时期、核能时期。 时期、石油时期、核能时期。 2、能源利用与经济发展 能源与国民经济和人民生活水平
3、能源与环境 (1)温室效应与热污染 (2)酸雨 (3)臭氧层的破坏 (4)放射性污染 (5)其他污染 4、能源利用与可持续发展 5、我国能源状况
5、按性质分两类 含能体能源:集中储存能量的含能物质。 含能体能源:集中储存能量的含能物质。 如煤炭、 如煤炭、石油等 过程性能源: 过程性能源:物质在运动过程中产生和提 供的能量,此种能量无法储存, 供的能量,此种能量无法储存,并随着 物质运动过程结束而消失。如潮汐能、 物质运动过程结束而消失。如潮汐能、 水力能、风能等。 水力能、风能等。
热工基础及应用

热工基础试题(含答案)

热工基础试题(含答案)

热工基础试题(含答案)一、单选题(共55题,每题1分,共55分)1.如果在未饱和水之后接着出现的是过热蒸汽,那么锅炉工作压力一定是()。

A、临界B、超临界C、范围不确定D、亚临界正确答案:B2.在两温度不同的热源之间工作的一切可逆循环,都具有()的热效率。

A、最大B、最小C、不相同D、相同正确答案:D3.在水定压汽化过程中,除()外,另外三个状态的温度是相同的A、干饱和蒸汽B、过热蒸汽C、饱和水D、湿蒸汽正确答案:B4.不经过汽化,未饱和水不可能变成(____)。

A、临界状态B、湿饱和蒸汽C、饱和水D、过热蒸汽正确答案:B5.在水蒸气的焓熵图上,等压线与等温线重合的区域是(____)。

A、过热区C、湿饱和蒸汽区D、未饱和水区正确答案:C6.热力系与外界交换的能量除了热之外,还有()A、热和功B、功C、热能D、热正确答案:B7.与外界不发生能量交换的热力系,只能是(____)。

A、闭口系B、孤立系C、绝热系D、绝功系正确答案:B8.工质由同一始态出发,到达同一终态,两步完成比一步完成()A、所含热力学能多B、熵增多C、焓、熵、热力学能变化相同D、放出热量多正确答案:C9.温度、压力和焓(____)状态参数。

A、都是B、不都是C、S是相同的D、都不是正确答案:A10.回热循环与同参数朗肯循环相比,正确的是(____)。

A、乏汽温度高B、凝结水温度高D、以上都不对正确答案:D11.下列说法错误的是(____)。

A、饱和水的熵随压力升高而降低B、过冷水的温度可能高于过热蒸汽的温度C、不论是在T-s图上,还是在h-s图上,湿饱和蒸汽区的等压线与等温线都是重合的D、压力超过临界压力后,水被加热后可以直接转变为过热蒸汽正确答案:A12.由未饱和水加热成饱和水的过程,称为(____)阶段。

A、预热段B、过热段C、汽化段D、加热段正确答案:A13.国际单位制中比内能的单位是()A、kg/cm2B、kJ/m3C、kJ/KD、kJ/kg正确答案:D14.与外界没有物质交换但可能有热量交换的是()。

热工基础


【热辐射】
(2)特点: 可在真空中传播 能量传递同时伴随有能量的转换 任何物体只要在绝对零度以上,都能发射辐 射能,但是只有在物体温度较高时,热辐射才 能成为主要的传热方式。
(3)人站在火焰旁会感到热、太阳热量能传到 地球。
小结:
实际进行的传热过程,往往不是上述三 种基本方式单独出现,而是两种或三种传 热的组合,而又以其中一种或两种方式为 主。
【热对流(对流)】
(3)产生对流的原因 由于流体内部温度不同形成密度的差异,在浮力的 作用下产生流体质点的相对位移,使轻者上浮,重 者下沉,称为自然对流; 由于泵、风机或搅拌等外力作用而引起的质点强制 运动,称为强制对流。
流动的原因不同,热对流的规律也不同。 在强制对流的同时常常伴随有自然对流。
一般范围:2.3~427 W/m℃(纯银最大,其次为纯铜、铝等) 一般
温度T升高, λ下降
杂质含量增大, λ下降
2. 建材
一般范围:0.16~2.2 W/m℃,与材料结构、空隙率、 湿度、密度等有关 。 空气湿度增大, λ增大
3. 隔热材料(保温材料)
隔热材料:导热系数低于0.22 W/m℃的材料(多为 多孔结构)。
大多数金属:β<0 大多数非金属:β>0
湿度对导热系数有影响 因水的导热系数比气体大,所以湿物料 的导热系数比干物料的大
密度对导热系数有影响
密度小,导热系数小
傅立叶(Fourier, Jean Baptiste Joseph)(1768-1830)小传:法国数 学家、物理学家 。1768年3月21日生于法国欧塞尔 (Auxevre),1830年5月16日卒于巴黎。因研究热传导理论而闻名于 世。 9岁父母双亡,被当地教堂收养。12岁由主教送于地方军事学 校读书。17岁(1785年)回乡教数学,1794年到巴黎,成为高等师 范学校的首批学员,次年到巴黎综合工科学校执教,1798年随拿破 仑远征埃及时,任军中秘书和埃及研究院秘书。1801年回国,1817 年当选为科学院院士,1822年任该院终身秘书。后又任法兰西学院 终身秘书和理工科大学校务委员会主席。 1807年向巴黎科学院提交“热的传播”论文,推导出著名的热传导 方程。并在求解该方程时发现解函数可以由三角函数构成的级数形式 表示,从而提出任意函数都可以展成三角函数的无穷级数。1822年 在代表作“热的分析理论”中解决了热在非均匀加热的固体中分布传 播问题,成为分析学在物理中应用的最早例证之一,对19世纪数学和 理论物理学的发展产生深远影响。傅立叶级数(三角级数)、傅立叶 分析等理论均由此创造。

热工基础测试题(附答案)

热工基础测试题(附答案)一、单选题(共55题,每题1分,共55分)1.朗肯循环在温熵图上有两个点距离十分近,这两个点对应的状态是 (____)。

A、过热蒸汽、乏汽B、凝结水、给水C、给水、乏汽D、新蒸汽、凝结水正确答案:B2.对于一定质量的理想气体,可能发生的过程是。

( )A、定温放热,压强增大B、绝热膨胀,温度不变C、绝热膨胀,温度升高D、定容吸热,温度不变正确答案:B3.热力系与外界交换的能量有()A、热能B、热C、功D、热和功正确答案:D4.朗肯循环()有汽化过程A、一定B、可能C、一定没D、以上都不对正确答案:B5.(____)是相互作用的物体,由于所处的位置或弹性形变而具有的能。

A、内能B、位能C、动能D、机械能正确答案:B6.说法正确的是,朗肯循环是(____)。

A、乏汽干度最低的循环B、热效率最高的循环C、不可能实现的循环D、蒸汽动力循环正确答案:D7.加热干饱和蒸汽,蒸汽温度开始上升,就变成 (____)。

A、饱和蒸汽B、过热蒸汽C、湿饱和蒸汽D、干饱和蒸汽正确答案:B8.由干饱和蒸汽加热成过热蒸汽的过程称为 ( )。

A、加热段B、过热段C、汽化段D、预热段正确答案:B9.下列_组参数都不是状态参数。

()A、压力、温度、比容.B、质量、流量、热量C、膨胀功、技术功、推动功D、内能、焓、熵正确答案:C10.下列式子正确的是()。

A、10℃=283.15KB、10℃<285.15KC、10℃≠283.15KD、10℃>285.15K正确答案:A11.(____)不是热力系的内能。

A、热能B、化学能C、机械能D、内动能正确答案:C12.超临界下水蒸气定压产生过程经历的状态次序正确的是(____)。

A、过热蒸汽、干饱和蒸汽B、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽C、未饱和水、过热蒸汽D、过热蒸汽、未饱和水正确答案:C13.蒸汽在喷管内流动时,在流动方向上蒸汽的体积越来越(____)。

A、小B、大C、稳定D、不稳定正确答案:B14.定压下对水加热,水温逐渐上升,当产生第一个气泡时,就达到(____)。

热工基础课后习题参考答案完整版童钧耕,王平阳,苏永康编《热工基础》上海交通大学出版社

做的功(空气可逆定温膨胀时pv=常数)。
解:由题意可知 p1v1 = p2v2 ,= v2 2=v1 2m3
因此有 p=2
p1
v=1 v2
0.2MPa × =1 2
0.1MPa
在可逆定温膨胀过程中,设某一时刻的压力为 p,则有
∫ ∫ w=
v2 pd=v
v1
v2 p1v1 d=v v v1
p1v1
ln
1-3 用斜管压力计测量锅炉烟道气的真空度,管子倾斜角 α= 30° ,压力计使用密度 ρ = 0.8g/cm3 的煤油,斜管中液柱长 l = 200mm ,当地大气压力 pb = 745mmHg 。求烟
气的真空度( mmHg )及绝对压力。
2 / 78
解:压力计斜管中煤油产生的压力为
p j = ρ gl sina = 0.8×103 kg / m3 × 9.8× 0.2m × sin30°=784Pa
1-6 气体= 初态为 p1 0= .3MPa, V1 0.2m3 ,若在等压条件下缓慢可逆地膨胀到V2 = 0.8m3 ,
求气体膨胀所做的功。
解:有条件可得气体膨胀所做的功为
∫ ( ) W=
V2 pdV=
V1
p (V2 −V1 )=
0.3MPa × 0.8m3 − 0.2m3 = 180kJ
1-71m3空气, p1 = 0.2MPa ,在可逆定温膨胀后容积为原来的两倍。求:终压p2和气体所
当地大气压为
= pb 745mmHg=745mm ×133.3224Pa/mm=99325.2Pa
则烟气的绝对压力为
p = pb − pj = 99325.2Pa − 784Pa = 98541.2Pa
若压力计斜管中煤油产生的压力用mmH2O表示,则烟气的真空度为

热工基础总结

热工基础总结热工基础是工程学科中非常重要的一部分,它涉及到能量传递、传导、传感、转化和储存等诸多方面。

在现代工程设计和制造中,热工基础的应用无处不在,它对于工程师而言是必不可少的知识。

本文将围绕热工基础展开论述,探讨热工基础的重要性以及其在工程实践中的应用。

热工基础的重要性不言而喻。

首先,热工基础关乎能源转换和利用效率的问题。

我们生活在一个高度依赖能源的社会中,因此,了解热工基础能够帮助我们有效利用能源资源,并提高我们的生活质量。

其次,热工基础也与环境保护息息相关。

能源和环境问题是当今世界面临的重要挑战之一,通过热工基础的应用,我们可以有效地减少能源的消耗和对环境的污染,从而实现可持续发展。

最后,热工基础也为工程设计提供了重要的理论支持。

无论是建筑设计、机械制造还是电子电器等领域,都需要考虑热工基础的知识,以确保产品的性能和安全。

在热工基础的学习过程中,我们需要深入了解一些关键概念和原理。

首先,热力学是热工基础的核心内容之一。

热力学研究了物质和能量之间的相互关系,通过研究热力学,我们可以了解物质在各种情况下的热力学性质,如温度、压力、焓、熵等。

其次,传热是热工基础的另一个重要内容。

传热研究了热能在物质之间传递的过程,主要包括传导、对流和辐射传热。

了解传热的原理和特点,可以帮助我们设计高效的传热设备,并提高能源利用效率。

此外,流体力学和热传感器等也是热工基础的重要领域,它们与热工基础的其他方面相互关联,共同构成了热工基础的知识体系。

热工基础的应用是多样化的。

首先,热工基础在能源领域的应用非常广泛。

例如,热电站利用热能转换为电能的过程,石油炼制和化学工业生产中的热处理过程等都需要热工基础的知识。

其次,在工程设计和制造中,热工基础的应用也是必不可少的。

无论是制造机械、建造建筑或设计电子电器,都需要考虑材料的热膨胀、传热和热损失等问题。

此外,热工基础还与环境保护相关。

通过研究热工基础,我们可以设计并制造出更环保、节能的产品,减少对环境的压力。

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1 基础概念1.1 能的利用1.2状态、状态参数及1.3 平衡状态1.4 气体状态方程式1.5功和热量1.6 理想气体的热力过程2热力学第一定律3热力学第二定律4传热学理论基础1 基础概念1.1 能的利用热力学----研究热能的性质及其与其它能量相互转换的科学工程热力学----研究与热力工程有关部门的热能和机械能相互转换即热功转换的规律。

工程热力学是热力学的一个分支;是热力工程的基础理论常用热力设备:蒸气动力设备(热力发电厂的动力)、内燃机(各种行走机械动力)、燃气轮机(航空、舰艇发动机及发电等)、蒸气压缩制冷装置(各种制冷设备)1.2状态、状态参数及热力系统----热力学研究对象的物体的,热力系统外面和热功转换有关的其它物体统称为外界工质----气体或蒸气等用以实现热功转换的工作物质热力设备中依靠工质从热源吸热及对外膨胀作功而实现热功转换时,工质本身也在不断发生变化。

为了说明热力设备中的热功转换过程,必须研究这个过程中工质发生的变化。

热力学中把工质所处的某种宏观状况称为工质热力状态(简称状态)热力状态----工质所处的某种宏观状况气体状态参数----描述工质状态的物理量,状态参数的数值仅决定于工质的状态基本状态参数---- 三个可测的状态参数:比容、压力、温度(1)比容(ν)- --- 单位质量物质所占容积。

与密度的关系:ν=1/ρ (2) 压力(p) ----气体压力是气体在单位面积容器壁上的垂直作用力 表压力:压力表指示的压力绝对压力:作为气体状态参数的压力只能是气体的绝对压力。

气体压力称为绝对压力 真空度:真空表 压力的单位重力作用下液体所受压力及压力分布规律取p 0=0 则 p a =γh γ:常数所以:p a ∝h h = p a /γ因此 压力可用液柱高度表示,如水柱、汞柱 大气压H 2O γ=9800N/m 31mH 2O =9.8×103N/m 2Hg γ=1.33×105N/m 3 1mmHg =1.33×102 N/m2标准大气压 地球海平面上大气压力 1amt =760 mmHg 1工程大气压=10mH 2O认为p 0=0是一种方便的表示方法,因为大气压力无所不在,且作用互相抵消,所以在工程计算中常不计及,称为相对压力或表压力,否则称为绝对压力。

分子热运动分析时应使用绝对压力0)(3)温度(T)物体的冷热程度根据分子运动学说, 气体的温度是气体分子平均移动动能的量度,温度高则分子平均移动动能大。

热力学温标----基本温标,所定义的温度称为热力学温度(符号T单位K)水的三相点温度即水的固、液、汽三相平衡状态的温度作为定义热力学温标的单一固定点,并规定水的三相点温度为避免273.16K,热力学温度单位为:1/273.16国际实用开尔文温度(符号T68单位K),国际实用摄氏温度(符号T68单位摄氏℃)t℃=TK-273.15或 t℃=TK-273 即0℃=273K,0K=-2730℃,1.3 平衡状态在整个系统的状态参数均匀一致的情况下,如果外界条件不变,则系统的状态能始终保持不变,系统的这种状态称为热力平衡状态简称平衡状态如果受到外界作用,引起系统压力不均匀和温度不均匀,破坏了系统的平衡状态,则当外界作用停止后,系统内压力不同及温度不同的各部分物质之间将自发的发生机械作用和热作用,压力较大的部分将自发的膨胀而压缩压力较低的部分;温度较高的部分和温度较低的部分将发生热交换,从而使各部分的压力及温度逐渐趋于一致,最后整个热力系统达到新的平衡状态。

通常系统各部分的压力相同时,称系统处于机械平衡;温度相同时,称系统处于热平衡。

1.4 气体状态方程式在平衡状态下,气体的压力、温度及比容三者之间的关系式称为气体状态方程式,表示为:1kg气体:pv = RT;mkg气体:pv = mRTR----气体常数,单位kgf·m /(kg·K)同温同压下气体的容积为定值同温同压下任何气体的千摩容积相等理想气体----完全遵守理想气体状态方程式的气体。

(分子之间无聚合力,分子本身无容积)pv=-状态方程p-压力。

v=容积T-绝对温度m=质量μ-气体克分子量-气体普适常数,即使用于各种气体的通用常数=8.314 J/K·m01或:p=RT =R-气体常数=v/m=1/ρR=Z=-气体可压缩因子,空气接近理想气体(非理想气体会偏离状态方程,可用气体可压缩因子Z表示这种偏离。

)P,,T的变化决定了气体的不同状态或变化过程。

1.5功和热量(1)准静态过程工质变化经过的所有状态都是平衡状态的热力过程称为准静态过程(2)功W=Fx ,δW=Fdx,无摩擦的准静态过程中δW=pdx在热力过程中,热力系统和外界间越过边界而传递能量,若它的全部效果可表现为使物体改变宏观运动的状态,则这种传递的能量称为功。

气体膨胀----气体对外界作功;气体被压缩----外界对气体作功(3) 热量定义: 仅仅由于温度不同,在系统和外界之间穿越边界而传递的能量称为热量。

热量与功一样,是传递的能量,但热量不可能把它的全部效果表现为使物体改变宏观运动的状态功与热量的根本区别在于:功是两种物体间通过宏观运动发生相互作用而传递的能量;热量则是两种物体间通过微观的分子运动发生相互作用而传递的能量。

热力学中所指的热量是传递的能量,因此无论对工质还是外界都不能说它们含有热量。

热量与功一样,是过程的函数(而不是状态参数),因此在微元过程中传递的微小的热量只能用δQ表示。

(4)熵工质的压力是工质对外界作功的推动力,比容的变化则是衡量工质对外界作功与否的标志。

只要工质的比容没有发生变化,则在热力过程中不论其它状态参数如何变化,工质都不对外界作膨胀功。

类似地,热量是工质与外界发生热交换时传递的能量,而工质的温度对热交换起着推动“力”的作用,作为衡量工质与外界是否发生热交换的标志,应有工质的某种状态参数的变化,此状态参数就是熵(符号为S)。

比熵-----1kg工质的熵(5)热力循环热力学中把工质由初始状态出发,经过一系列中间状态,重又回到初始状态所完成的一个封闭的热力学过程,称为热力循环(简称循环)。

若循环中工质状态变化经过的过程都是准静态过程,则这个过程可用p-v图及T-s图的封闭曲线来表示。

1.6 理想气体的热力过程1、等容过程:P1/T1=P2/T2 压力大,温度高2、等压过程:=一定压力下,密度小,温度高。

3、等温过程:P1=P2=RT4、绝热过程:系统与外界无热交换时,气体状态的变化过程,P,T,均变化。

气压传动中多为快速动作,可近似看作绝热过程,如空压机压缩空气时温升可达250℃,而快速排气时温度可降至-100℃5、多变过程——实际问题中,气体变化过程往往不能简单归属为上述几个过程中的任一个,勉强处理为某一过程会造成误差,因此常采用以下方程。

p1n=p2n n-多变指数n=κ-绝热指数在一般过程中n=1~κ.当压缩气体时,外界给密封容器以大量热量(制冷)则出现n>κ情况如离心式空压级的压缩过程。

定义2热力学第一定律热力学第一定律是热力学的基本定律,阐明了热功转换中能量守恒的规律。

是能量守恒和转换定律在热现象应用中的具体规律。

热和功可以互相转换,为了获得一定量的功必须消耗一定量的热;反之,消耗一定量的功必会产生一定量的热。

为了产生机械功必须燃烧燃料产生动力。

不消耗能量而产生机械功则称第一类永动机。

热力学第一定律也可以表达为第一类永动机是不能制造成的。

3热力学第二定律热力学第一定律确定了热功转换的能量守恒规律,并未说明实现热功转换的条件。

热力学第二定律则说明了实现热功转换的条件以及自发过程进行的方向性和它的不可逆性。

热力学第一定律和热力学第二定律是热力学的两条最基本的定律,它们组成了热力学的理论基础,在此基础上建立起了整个热力学理论。

3.1 热机循环与制冷循环热功转换不可无条件实现,应用动力完成一定生产过程时,消耗的功可以自发、无条件地转换为热量,散失到环境中;但相反地,散失在环境中的热量不会自发聚集转变为机械功而作某种动力。

在实现热转变为机械功的过程中,也不能将燃烧燃料产生的热量全部转变为机械功。

热力循环中工质从高温热源接受的热量q1,只有一部分转变为循环净功w0,另一部分热量q2放出给低温热源。

为了完成热力循环工质在进行吸热过程后,必须进行放热过程,即放热量q2不能为0,否则工质不能完成一热力循环而回到原状态即:在热机中燃烧燃料产生的热量并不能全部利用于转变为机械功,实际上只是较小的一部分变为机械功,大部分热量放给了环境。

循环热效率(ηt)ηt = w0/q1 =1-q2/q1温度不同的物体间传热现象也有一定的限制条件,热量总是自发地由高温物体向低高温物体传3.2 热力学第二定律热功转换的基本法则:一切热机不可能只利用一个高温热源,连续地从它取得热量而全部地转变为机械功;为了连续地获得机械功,至少必须有两个热源,除了必须有高温热源外,还必须有低温热源,热机工作时,从高温热源取得热量,把其中一部分转变为机械功,而把其余部分排出给低温热源;任何热机循环的热效率都不可能达到1开尔文-普朗克说法:不可能建造一种循环工作机器,其作用只是从单一热源取热并全部转换为功。

永动机表述:第二类永动机是不能制造成的。

克劳修斯说法:不可能使热量由低温物体传向高温物体而不引起其它的变化或不管利用什么机器都不可能不付代价地实现把热量从低温物体转移到高温物体。

3.3 可逆过程与不可逆过程如果进行一个热力过程后,有可能沿原来过程逆向进行,使系统和外界都返回原状态而不留下任何变化,则这样的热力过程称为可逆过程。

自发过程是不可逆的,因此,在可逆过程中不允许存在任何一种会自发地实现的不可逆因素。

3.4卡诺循环由两个定温过程及两个绝热过程所组成的可逆循环,ηtc =1- T2 /T1(1)卡诺循环的热效率仅决定于高温热源及低温热源的温度(2)提高T1及降低T2可以提高卡诺循环的热效率(3)卡诺循环的热效率不可能达1(4)当T1= T2 时卡诺循环的热效率为0。

即不可能由单一热源吸热而循环作功4传热学基础4.1导热导热是热能传递的基本方法之一在固体中发生的导热最为普遍温度与温度场等温线等温面和温度梯度dt/dx热流量与热流密度热导率λ=-q/(dt/dx)物质导率的特点:(1)导电性能好的材料,导热性能性能也较好,因此金属热导率较高。

故制冷设备的冷凝和蒸发器常使用铜管铝翅片。

(2)气体分子距离较大,因此热导率比固体和液体小。

(3)非金属热导率的范围很大λ < 0.23 W/(m·K)-----隔热材料(绝热材料、保温材料)(4)材料的热导率均随温度的变化而变化,有的与温度的变化方向相同,有的与温度的变化方向相反。

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