1、第一草基木概念1 基本概念熱力系統(tǒng)：用界面將所要研尤的對彖與周困環(huán)境 分隔開來.這種人為分隔的研尤對象，稱為熱力系統(tǒng), 簡稱系統(tǒng)。邊界：分隔系統(tǒng)與外界的分界面，稱為邊界。外界：邊界以外與系統(tǒng)相互作用的物休，稱為外 界或環(huán)境。閉口系統(tǒng)：沒有物質(zhì)穿過邊界的系統(tǒng)稱為閉口系 統(tǒng)，也稱控制質(zhì)量。開口系統(tǒng)：有物質(zhì)流穿過邊界的系統(tǒng)稱為開口系 統(tǒng)，又稱控制體積，簡稱控制體.其界血稱為控制界 面。絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間沒有熱址傳遞.稱為 絕熱系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能雖傳遞 和物質(zhì)交換.稱為孤立系統(tǒng)。單相系：系統(tǒng)中匸質(zhì)的物理.化學(xué)性質(zhì)都均勻一 致的系統(tǒng)稱為的相系。復(fù)相系：由兩個相以上組成的系統(tǒng)

2、稱為復(fù)相系， 如固.液、氣組成的三相系統(tǒng)。單元系：由一種化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為譏元 系。多元系：由兩種以上不同化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱 為藝元系。均勻系：成分和相在整個系統(tǒng)空間呈均勻分布的 為均勻系。非均勻系：成分和相在整個系統(tǒng)空間呈非均勻分 布，稱非均勻系。熱力狀態(tài)：系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的匚質(zhì)熱力性質(zhì)的 總狀況，稱為匸質(zhì)的熱力狀態(tài)，簡稱為狀態(tài)C平衡狀態(tài)：系統(tǒng)在不受外界影響的條件下如果宏 觀熱力性質(zhì)不隨時間而變化.系統(tǒng)內(nèi)外同時建立了熱 的和力的平衡，這時系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀態(tài). 簡稱為平衡狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù)：描述匸質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理雖稱為1: 質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。如溫度（T）、壓力（P）、比容（”） 或密

3、度（Q）、內(nèi)能（U）、熔（Q、躺（s、 自由能（f）自由焙（g）等。基本狀態(tài)#ft：在工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)中其中溫度. 壓力.比容或密度可以直接或間接地用儀表測雖出 來.稱為基木狀態(tài)參數(shù)。溫度：是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時冷熱程度的物 理址，其物理實質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大雖微觀分子熱運動 的強弱程度的宏觀反映。熱力學(xué)第零定律：如兩個物體分別和第三個物體 處于熱平衡.則它們彼此之間也必然處于熱平衡。壓力：垂直作用于器壁訊位面枳上的力，稱為斥 力.也稱圧強。相對壓力：相對于大氣環(huán)境所測得的斥力C如丄 程上常用測壓儀表測定系統(tǒng)中匸質(zhì)的壓力即為相 對壓力。比容：單位質(zhì)雖匸質(zhì)所具有的容積.稱為丄質(zhì)的 比容。密度:單位容積

4、的工質(zhì)所具有的質(zhì)fit,稱為工質(zhì) 的密度。強度性參數(shù)：系統(tǒng)中魏元體的參數(shù)值與整個系統(tǒng) 的參數(shù)值相同，與質(zhì)雖多少無關(guān).沒有可加性，如 溫度.壓力等。在熱力過程中，強度性參數(shù)起著推 動力作用，稱為廣義力或勢。廣延性參數(shù)：整個系統(tǒng)的某廣延性參數(shù)值等于系 統(tǒng)中各單元體該廣延性參數(shù)值之和，如系統(tǒng)的容 積、內(nèi)能、焙、爛等。在熱力過程中，廣延性參數(shù) 的變化起著類似力學(xué)中位移的作用，稱為廣義位 移。準(zhǔn)棘態(tài)過程：過程進行得非常緩慢使過程中系 統(tǒng)內(nèi)部被破壞J'的平衡有足夠的時間恢復(fù)到新的 平衡態(tài)，從而使過程的每一瞬間系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)都 非常接近平衡狀態(tài).整個過程可看作是由一系列非 常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成并

5、稱之為準(zhǔn)靜態(tài)過 程。可逆過程：X系統(tǒng)進行正、反兩個過程后，系統(tǒng) 與外界均能完全回復(fù)到初始狀態(tài)，這樣的過程稱為 可逆過程。膨脹功：由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化（増大或縮小） 而通過界血向外界傳遞的機械功稱為膨脹功，也稱 容積功。熱量：通過熱力系邊界所傳遞的除功之外的能址。 熱力循環(huán)：匸質(zhì)從某一初態(tài)開始，經(jīng)歷一系列狀 態(tài)變化.最后又回復(fù)到初始狀態(tài)的全部過程稱為熱 力循環(huán)，簡稱循環(huán)。2.常用公式2狀態(tài)參數(shù)訂dx = x2 一 Xjjdx = Oi狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的函數(shù)，對應(yīng)一定的狀態(tài)，狀態(tài) 參數(shù)都有唯一確定的數(shù)值 L：質(zhì)在熱力過程中發(fā)生狀 態(tài)變化時，由初狀態(tài)經(jīng)過不同路徑，最后到達終點， 其參數(shù)的變化值.僅與初

6、、終狀態(tài)有關(guān)，而與狀態(tài)變 化的途徑無關(guān)。溫度:式中一工質(zhì)的容積m工質(zhì)的質(zhì)雖2.刖=1式中p 工質(zhì)的密度 kg/m3V 工質(zhì)的比容 ml kg熱力循環(huán)：f/ = f 亦或=0 , fdu =022*式中工一 一分子平移運動的動能.其中也是2一個分子的質(zhì)雖:，匚是分子平移運動的均方根速度：乃一比例常數(shù)：氣體的熱力學(xué)溫度。2 7 = 273 + /壓力：2 mw22 iyr1 n = n= nlil3 23式中P-單位而積上的絕對壓力:”一分子濃度，即取位容積內(nèi)含有氣體的分子數(shù)Nn = .其中A為容積卩包含的氣體分子總數(shù)。V2. p = y1整個容器壁受到的力，瑕位為牛（N）:容器壁的總而積（斥。3

7、. p = B + p<P>B）p = B H（A5）式中乃一當(dāng)?shù)卮髿鈽妨Υ艘桓吒僧?dāng)?shù)卮髿鈭R力時的相對斥力，稱表壓力：H 一低于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r的相對壓力稱 為真空值。比容：V.1 V = m" kgm循環(huán)熱效率:式中G工質(zhì)從熱源吸熱:鼻一工質(zhì)向冷源放熱:恥一循壞所作的凈功。制冷系數(shù)： = = % 如 一 <72式中G工質(zhì)向熱源放出熱址：G工質(zhì)從冷源吸収熱雖： 網(wǎng)一循環(huán)所作的凈功。供熱系數(shù)：&旦=sH0 如 一 式中G工質(zhì)向熱源放出熱址鼻一工質(zhì)從冷源吸取熱雖時一循環(huán)所作的浄功第二章氣體的熱力性質(zhì)1. 基本概念理想氣體：氣體分子是由一些彈性的、忽略分子 之間相互

8、作用力（引力和斥力）.不占有體枳的質(zhì) 點所構(gòu)成。比熱：貳位物址的物體溫度升高或降低iK（rc） 所吸收或放出的熱雖:，稱為該物體的比熱。定容比熱：在定容情況下單位物雖的物體.溫 度變化IK（rc>所吸收或放岀的熱雖，稱為該物 體的定容比熱。定壓比熱：在定壓情況下，笊位物雖的物體.溫 度變化IK （TC）所吸收或放出的熱雖，稱為該物 體的定壓比熱。定壓質(zhì)童比熱：在定斥過程中.單位質(zhì)雖的物體.、”I其溫度變化IK （19）時，物休和外界交換的熱 稱為該物體的定壓質(zhì)址比熱。定壓容積比熱：在定壓過程中，做位容積的物體，、“I其溫度變化IK (1C)時.物體和外界交換的熱雖, 稱為該物體的定壓容積

9、比熱。定壓摩爾比熱：在定壓過程中，氓位摩爾的物體. 當(dāng)其溫度變化IK (l'C)時，物體和外界交換的熱雖, 稱為該物體的定斥摩爾比熱。定容質(zhì)址比熱：在定容過程中収位質(zhì)址的物體. 當(dāng)其溫度變化IK (C)時，物體和外界交換的熱址. 稱為該物體的定容質(zhì)量比熱。定容容積比熱：在定容過程中取位容積的物體. 肖其溫度變化1KC)時,物體和外界交換的熱址. 稱為該物體的定容容積比熱。定容摩爾比熱：在定容過程中，取位摩爾的物體. 當(dāng)其溫度變化IK (TC)時,物體和外界交換的熱量. 稱為該物體的定容摩爾比熱。混合氣體的分壓力：維持混合氣體的溫度和容枳不 變時.各組成氣體所具有的壓力。道爾頓分壓定律：

10、混合氣體的總壓力P等于各組成 氣體分壓力A之和。混合氣體的分容積：維持混合氣體的富度和斥力不 變時各組成氣體所具有的容積。阿密蓋特分容積定律：混合氣體的總?cè)莘eV等于各 組成氣體分容積匕之和。混合氣體的質(zhì)量成分：混合氣體中某組元氣體的質(zhì) 址與混合氣體總質(zhì)雖的比值稱為混合氣體的質(zhì)雖成 分。混合氣體的容積成分：混合氣體中某組元氣休的容 枳與混合氣體總?cè)蓁椎谋戎捣Q為混合氣體的容積成 分。混合氣體的摩爾成分：混合氣休中某組元氣體的摩 爾數(shù)與混合氣體總摩爾數(shù)的比值稱為混合氣體的摩爾 成分。對比參數(shù)：備狀態(tài)參數(shù)與臨界狀態(tài)的同名參數(shù)的比 值。對比態(tài)定律：對于滿足同一對比態(tài)方程式的備種氣休，對比參數(shù)卩八7；和乙

11、中若有兩個相等，則第三個對比參數(shù)就一定相等，物質(zhì)也就處于對應(yīng)狀態(tài)中。2. 常用公式理想氣體狀譽方程：1 pv = RT式中p絕對圧力Pav比容m3/kgT一熱力學(xué)溫度K適用于1干克理想氣體。2. pV = mRT式中V質(zhì)址為皿g氣體所占的容積 適用于m千克理想氣體。3. 必W式中V«= M氣體的摩爾容積.m3/kmol： 民二MR通用氣體常數(shù).J/kmol K適用干1千摩爾埋想氣體。4. pV = nR0T式中nK mol氣體所占有的容枳，m5：n氣體的摩爾數(shù),mfl =，kmolM適用于n干摩爾理想氣休°5通用氣體常數(shù)：民Rq =8314 J/Kmol K幾與氣休性質(zhì)、狀

12、態(tài)均無關(guān)。6. 氣體常數(shù)：RJ/kg K斤與狀態(tài)無關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。比熱:1比熱定義式：C = dT表明収位物雖的物體升商或降低1K所吸收或放岀 的熱雖。其值不僅取決于物質(zhì)性質(zhì).還與氣體熱力 的過程和所處狀態(tài)有關(guān)。2.質(zhì)雖比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關(guān)系：Me224=So式中 c質(zhì)雖比熱.kJ/Kg kCf容積比熱» kj/m： kJfc摩爾比熱,kJ/Kmolk5表明單位物雖的氣體在定容情況下升商或降低1K所 吸收或放出的熱雖。4定圧比熱:&1卩 _ dh 萬=萬表明單位物雖的氣體在定壓惜況下升商或降低1K所x = x+x2+ + £=工兀=1/-I容積成分

13、與摩爾成分關(guān)系：吸收或放出的熱址。5.梅耶公式:質(zhì)量成分與容積成分：m. niMtM.M,8i= =77 = < 77m nMMM叫-Mcv = MR = Ro6.比熱比：R q折合分子最：kRCv =7K 一 1nRc道爾頓分壓定律： nP = P + P2+ P3 +Pn = S PiLi阿密孟特分容積定律： = %+嶺+嶺 + +v/r = £vr.7P質(zhì)址成分：8i = mM=-r-lr-1M =魚+邑+並yA 岡嘰M”令妙折合氣休常數(shù)：Im r進盡心M m mm tvR亠色M fM +r2M2 + rnM ngi+g?+= 1r-l容積成分：tir =斤+5+4=工斥

14、=1/-I摩爾成分：Xi =n1分壓力的確定Pi=P = p混合氣體的熱力學(xué)能.焙和爛u = Z5r-1H遼比或1-1h=工叫人r-lS =S或 J-ls=Ds/.IpMR.Pi = g, P = gi 礦 P = g,右叨 PiR混合氣體的比熱容：flc = Ic1+g2c2+ gncn =g石J-l混合氣體的容積比熱容：n小=怡：+于；+ ；=/； r-1混合氣體的摩爾比熱容：flftMe =工訶心,】j-ir-1范徳瓦爾（Van der Waals）方程對于lkmol實際氣體/p+估丿壓縮因子：7_ v _ 八乙% RT對比參數(shù)：第三帝熱力學(xué)第一定律1. 基本概念熱力學(xué)第一定律:能雖既不

15、能被創(chuàng)造.也不能被消 滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，或從一 個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個系統(tǒng).而其總雖保持恒定，這 一自然界普遍規(guī)律稱為能址守恒與轉(zhuǎn)換定律。把這 一定律應(yīng)用于伴有熱現(xiàn)禺的能址和轉(zhuǎn)移過程，即為 熱力學(xué)第一定律。第一類永動機：不消耗任何能雖而能連續(xù)不斷作 功的循環(huán)發(fā)動機.稱為第一類永動機。熱力學(xué)能：熱力系處干宏觀靜止?fàn)顟B(tài)時系統(tǒng)內(nèi)所 有微觀籾子所具有的能雖之和。外儲存能：也是系統(tǒng)儲存能的一部分，取決于系 統(tǒng)匸質(zhì)與外力場的相互作用（如重力位能）及以外 界為參考坐標(biāo)的系統(tǒng)宏觀運動所具有的能雖（宏觀 動能）。這兩種能址統(tǒng)稱為外儲存能。軸功：系統(tǒng)通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為 軸功。流動功（

16、或推動功）：、”|匸質(zhì)在流進和流出控制 體界曲時，后面的流體推開前血的流體而前進這 樣后面的流體對前血的流體必須作推動功。因此. 流動功是為維持流體通過控制體界面而傳遞的機 械功.它是維持流體正常流動所必須傳遞的能雖。焙：流動匸質(zhì)向流動前方傳遞的總能雖中取決干 熱力狀態(tài)的那部分能址。對于流動工質(zhì)，焰二內(nèi)能+ 流動功，即焙具有能雖總義：對于不流動匸質(zhì)，焙 只是一個復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況：工質(zhì)以恒定的流址連續(xù)不斷地進 出系統(tǒng)系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和 宏觀運動參數(shù)都保持一定，不隨時間變化，稱穩(wěn)態(tài) 穩(wěn)流工況。技術(shù)功：在熱力過程中可被直接利用來作功的能 雖 稱為技術(shù)功。動力機：動力機是利

17、用匚質(zhì)在機器中膨脹獲得機 械功的設(shè)備。壓氣機：消耗軸功使氣體壓縮以升商其壓力的設(shè) 備稱為壓氣機。9節(jié)流：流體在管道內(nèi)流動.遇到突然變窄的斷面, 由于存在阻力使流體斥力降低的現(xiàn)歛。2. 常用公式外儲存能：宏觀動能：重力位能:式中g(shù)重力加速度。系統(tǒng)總儲存能：1 >2. W = " + -Q +gz23. E = U或幺=“（沒有宏觀運動，并且高度 為零 熱力學(xué)能變化：1. 血=c、dT , u = cvdTI適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程2. Aw=tv.（r2 -7j）適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用定值比熱計算）32“2Ah = Jcvdt = /cv

18、dt 一 Jcvdt = cvpr ；; -/2 一 j J 兒 /|00適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用 平均比熱計算）4. 把cv = /（丁）的經(jīng)驗公式代入M =cxdT積1分。適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用 真實比熱公式計算5. U = U、+ U = u八=zui =工叫1打由理想氣體組成的混合氣體的熱力學(xué)能等干備組 成氣體熱力學(xué)能之和，各組成氣體熱力學(xué)能又可表 示為譏位質(zhì)址熱力學(xué)能與其質(zhì)址的乘積。26. Az/ = - f pdvI適用于任何丄質(zhì)，可逆過程。7. M=q適用于任何匸質(zhì)，可逆定容過程281適用于任何丄質(zhì)，可逆絕熱過程。9"/=0

19、適用于閉口系統(tǒng)任何匸質(zhì)絕熱.對外不作功的 熱力過程等熱力學(xué)能或理想氣體定溫過程。10. U=Q-W適用于mkg質(zhì)量工質(zhì),開口、閉口任何工質(zhì)， 可逆.不可逆過程。11. " = q-w適用干lkg質(zhì)址工質(zhì).開口.閉口.任何工質(zhì)， 可逆.不可逆過程12. dll = &I fxlv適用干微元.任何工質(zhì)可逆過程13. M M -即V熱力學(xué)能的變化等于焰的變化與流動功 的差值。焙的變化：1. H=U + pV適用于m千克工質(zhì)2 /=/ + pv適用于1千克匸質(zhì)3 h = ii + RT = fUJ適用干理想氣體24 dh = cpdT . A/ = f cpdT適用干理想氣體的一切熱

20、力過程或者實際氣體的 定壓過程5. M = Cp（l -TJ適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體 的定壓過程.用定值比熱訃算'2 *1 = cpdt = Jcpdt- Jcpdt = Cp訂g t2-cpfn /|oo適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定 壓過程用平均比熱計算7. 把。廠巾）的經(jīng)驗公式代入Mi = cpdT 積分。適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的 定壓過程.用真實比熱公式計算8. H = H + H? HF Hn =H）= D叩片i=ii=i由理想氣體組成的混合氣體的焙等于各組成氣體 焰之和.各組成氣休焙又可表示為單位質(zhì)雖焙與其質(zhì) 雖的乘積。9.

21、熱力學(xué)第一定律能雖方程翅彳站+討+弊2dm2 - I/?! + * C： + &可+ dE,適用干任何匸質(zhì)任何熱力過程。1 、10. dh = &/- dL 一 gdz- dvs適用于任何工質(zhì).穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程11. dh =岡一5叫適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程忽略匸質(zhì)動能和 位能的變化。212. M = q vdpi適用于任何匚質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程.忽略工質(zhì)動 能和位能的變化。13. A/i = -fvdpI適用于任何工質(zhì)可逆.穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過程.忽略匸 質(zhì)動能和位能的變化C14. M = q適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定圧過程，忽略匸 質(zhì)動能和位能的變化c15. A/? = 0

22、適用于任何工質(zhì)等焰或理想氣體等溫過程。爛的變化：1- T字F 適用于任何氣體，可逆過程。2 As =+Sf為熾流，其值可正、可負或為零：$£為 爛產(chǎn)，其值恒大于或等于零。3. As- = cr In （理想氣體、可逆定容過程）4Av = 6- 111 （理想氣體、可逆定圧過程） 卩T5. As = /?ln- = /?ln-（理想氣體、可逆vi Pz定溫過程）6. Av = 0 （定爛過程）CVvd = cn丄+ R In丄 7 v,=c In -=-/? In ”八Pi=c In 匕 + cv In viPi適用于理想氣體、任何過程功量：膨脹功（容積功）:21. <5vv=

23、pdv 或 w = j pdv適用于任何工質(zhì)、可逆過程2. vv=O適用干任何匸質(zhì)、可逆定容過程3 W=/（V2-X）適用干任何丄質(zhì)、可逆定壓過程4 vv = RT Invi適用于理想氣休、可逆定溫過程5. w = g-4f適用于任何系統(tǒng).任何工質(zhì)，任何過程。6 w = q適用于理想氣體定溫過程。7. vv=-Az/適用于任何氣體絕熱過程。28. w = -fCxdTI適用于理想氣體.絕熱過程9.適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程25= -f vdpI適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程熱盤:1. & = TdS適用于任何匸質(zhì)、微元可逆過程。19-p2v2)k 一 1k 一 1適用于mkg質(zhì)量任何工

24、質(zhì),開口.閉口，可逆、22. q = Tds適川于任何工質(zhì)、可逆過程3 Q = jU+WRT1-k-適用于理想氣體.可逆絕熱過程10.不可逆過程4(/ = Aiz + w適用于lkg質(zhì)址任何工質(zhì)，開口.閉口.可逆、 不可逆過程5. & = du + pdv適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程。7.26. (/ = Aw + J pdvi適用于任何工質(zhì)可逆過程。1&Q =人 + C； + gZr 5叫-< 2 >適用于理想氣體、可逆多變過程 流動功：=P2V2 T1V1推動lkg匸質(zhì)進、出控制體所必須的功。技術(shù)功：1. Wf = *+ gAz + ws熱力過程中可被直接利用來

25、作功的能雖，統(tǒng)稱為技 術(shù)功。2. 列=+ de1 + g(fz+ 旳適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程3. wt = w+ p2v2技術(shù)功等于膨脹功與流動功的代數(shù)和。4. 0U; = vdp適用于任何工質(zhì).任何系統(tǒng)，任何過程。&&/ = dh + - de2 + gdz+ 厶卩、2適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程10 q = M適川于任何工質(zhì)定容過程11. g=cv(:r2-i)適川于理想氣體定容過程。12 q = M適用于任何丄質(zhì)定壓過程L3 q = Cp(T2-Tj適用于理想氣體、定壓過程14. <7 = 0適用于任何工質(zhì).絕熱過程15-9=映2 _可）（工1）一

26、1適用于理想氣體.多變過程第四草理想氣體的熱力過程及氣體壓縮1.基本概念分析熱力過程的一般步驟：1 依據(jù)熱力過程特性建 立過程方程式.P=f（V）:2確定初.終狀態(tài)的基木狀態(tài)參數(shù)：3. 將過程線表示在p-v圖及T-s圖上,使過程直觀. 便于分析討論。4汁算過程中傳遞的熱雖和功雖。絕熱過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行 的狀態(tài)變化過程，即&/ = 0或g = 0稱為絕熱過程。定墻過程：系統(tǒng)與外界沒有熱址交換情況下所進行 的可逆熱力過程，稱為定爛過程。多變過程：凡過程方程為pvtl =常數(shù)的過程，稱為多變過程。定容過程：定雖11質(zhì)容枳保持不變時的熱力過程稱 為定容過程。定壓過程：定雖

27、匸質(zhì)圧力保持不變時的熱力過程稱 為定壓過程。定溫過程：定雖匸質(zhì)溫度保持不變時的熱力過程稱 為定溫過程。單級活塞式壓氣機工作原理：吸氣過程.壓縮過程、 排氣過程.活塞每往返一次.完成以上三個過程。活塞式壓氣機的容積效率：活塞式斥氣機的有效容 積和活塞排量之比.稱為容積效率。活塞式壓氣機的余隙：為了安宜進.排氣閥以及避 免活塞與汽缸端蓋何的碰撞，在汽缸端蓋與活塞行程 終點間留有一定的氽隙.稱為余隙容枳，簡稱氽隙。最佳增壓比：使蚩級壓縮中間冷卻壓氣機耗功報小 時，各級的増壓比稱為最佳増圧比。壓氣機的效率：在相同的初態(tài)及增壓比條件下.可 逆圧縮過程中壓氣機所消耗的功與實際不可逆壓縮過 程中壓氣機所消耗

28、的功之比.稱為斥氣機的效率。熱機循環(huán)：若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一 定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能.則此循環(huán)稱為熱 機循環(huán)C氣體主要熱力過程的基本公式多變指數(shù)n：1"仇）ln（/v2）z級壓氣機.最佳級間升斥比：第五萃熱力學(xué)第二定律1.基本概念熱力學(xué)第二定律：開爾文說法：只冷卻一個熱源而連續(xù)不斷作功的 循環(huán)發(fā)動機是造不成功的。克勞修斯說法：熱不可能自發(fā)地、不付代價地從 低溫物體傳到高溫物體。第二類永動機：從單一熱源取得熱雖，并使之完 全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機 稱為第二類永動機。孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之何不發(fā)生任何能雖傳遞 和物質(zhì)交換.稱為孤立系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)埔增原

29、理：任何實際過程都是不可逆過 程，只能沿若使孤立系統(tǒng)爛增加的方向進行。定埔過程：系統(tǒng)與外界沒有熱雖交換情況下所進 行的可逆熱力過程，稱為定熾過程。熱機循環(huán)：若循環(huán)的結(jié)果是匸質(zhì)將外界的熱能在 一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，則此循環(huán)稱 為熱機循環(huán)。制冷：對物休進行冷卻，使其溫度低于周用環(huán)境 溫度，并維持這個低溫稱為制冷。制冷機：從低溫冷藏室吸取熱雖:排向大氣所用的 機械稱為制冷機。熱泵：將從低溫?zé)嵩次〉臒犭m傳送至商溫曖室 所用的機械裝豐稱為熱泵。理想熱機：熱機內(nèi)發(fā)生的一切熱力過程都是可逆 過程，則該熱機稱為理想熱機。卡諾循環(huán)：在兩個恒溫?zé)嵩撮g.由兩個可逆定溫 過程和兩個可逆絕熱過程組成的循環(huán)

30、.稱為卡諾循 環(huán)。卡諾定理：1.所有工作干同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可 逆循環(huán)，其熱效率都相等，與采用哪種工質(zhì)無關(guān)。2.在同富熱源與同溫冷源之間的一切不可逆 循環(huán).其熱效率必小于可逆循環(huán)。自由膨脹:氣體向沒有阻力空間的膨脹過程.稱為 自由膨脹過程。2.常用公式爛的定義式:匸質(zhì)埔變il算:式中：g一一工質(zhì)流出系統(tǒng)的爛:A6 工質(zhì)流入系統(tǒng)的爛。不可逆作功能力損失： W=7；3so 式中：T.一一環(huán)境溫度：ASiso一一孤立系統(tǒng)埔增。As = » ，f tZs = 0匸質(zhì)埔變是抬匸質(zhì)從某一平衡狀態(tài)變化到另一平衡狀態(tài)爛的差值。因為爛是狀態(tài)參數(shù).兩狀態(tài)間的爛差對于任何過程，可逆還是不可逆都相

31、等。+ /ein 空V1理想氣體、已知初、終態(tài)7卩值求ASo2.Il-zeinp2理想氣體已知初、終態(tài)八P值求ASoV.P.3. & = cp In + cv In viR理想氣休、已知初.終態(tài)巴V值求ASo4固體及液體的熾變計算：ds =mcdr5.熱源爛變:克勞修斯不等式:<0任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠小于零可逆過程 時等于零。閉口系統(tǒng)埔方程：g =山叩+心.時或心=土 X1=1式中：A 5丸一一系統(tǒng)爛變：G一一壞境爛變：2一一某子系統(tǒng)爛變。開口系統(tǒng)埔方程：5 = $辟 + 加 + mlS2 _ 2l第八萃濕空氣1.基本概念濕空氣：干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。飽和空氣：干

32、空氣和飽和水蒸氣所組成的混合氣 體。未飽和空氣：干空氣和過熱水蒸氣所組成的混合 氣體。絕對濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì) So飽和絕對濕度：在一定溫度下飽和空氣的絕對濕 度達到最大值.稱為飽和絕對濕度相對濕度：濕空氣的絕對濕度Q.與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度ps的比值含濕雖（比濕度）：在含有l(wèi)kg干空氣的濕空氣中, 所混有的水蒸氣質(zhì)雖飽和度：濕空氣的含濕雖/與同溫下飽和空氣的 含濕雖叢的比值濕空氣的比體枳：在一定溫度r和總斥力P下， lkg干空氣和0ooid水蒸氣所占有的體積濕空氣的 焙：lkg下空氣的焰和0. 001 deg水蒸氣的焰的總 和。第十一章制冷循壞1.基本概念制冷：對

33、物體進行冷卻.使其溫度低于周隔環(huán)境 的溫度.并維持這個低溫稱為。空氣壓縮式制冷：將常溫下較商斥力的空氣進行 絕熱膨脹，獲得低溫低壓的空氣。蒸汽噴射制冷循環(huán)：川引射器代替壓縮機來壓縮 制冷劑，以消耗蒸汽的熱能作為補償來實現(xiàn)制冷的 目的。蒸汽噴射制冷裝置：由鍋爐、引射器（或噴射器、 冷凝器、節(jié)流閥.蒸發(fā)器和水泵等組成。吸收式制冷：利用制冷劑液體氣化吸熱實現(xiàn)制冷.它是直接利 用熱能驅(qū)動.以消耗熱能為補償將熱雖從低溫物體轉(zhuǎn) 移到環(huán)境中去。吸收式制冷采用的匸質(zhì)是兩種沸點相 差較大的物質(zhì)組成的二元溶液，其中沸點低的物質(zhì)為 制冷劑，沸點商的物質(zhì)為吸收劑。熱泵：是一種能源提升裝宜.以消耗一部分島位能 （機械能

34、、電能或尚溫?zé)崮艿龋檠a償，通過熱力循環(huán) 把環(huán)境介質(zhì)（水、空氣.土壤中貯存的不能直接利用 的低位能址轉(zhuǎn)換為可以利用的高位能。彩響制冷系數(shù)的主要因素：降低制冷劑的冷凝溫度 （即熱源溫度）和提商蒸發(fā)溫度（冷源溫度）.都可使 制冷系數(shù)増高。2.常用公式制冷系數(shù)：_收獲_ %習(xí)消耗空氣壓縮式制冷系數(shù)求空氣的折合分子雖、氣體常數(shù)、容枳成分及在標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài)下的比容和密度。解：折合分子雖1氣體常數(shù)1 1或卡諾循環(huán)的制冷系數(shù):102320?76813228/? = J=8314M 28.86容積成分=28. 86=288 J /(kg K)ro. =gM/Mo2=209% g =1-20. 9% =79. 1%

35、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的比容和密度M 28.86,P =1. 288 kg /nf22.422.41 ,V = =0. 776 m/kgP2-18 （1）天然氣在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的密度：（2）幹組成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的分壓力。解：（1）密度5/ = =（97x16+ 0.6x30 +0.18x44+ 0.18x58 +0.2x44+1.83x28）/100習(xí)題答案2- 5十外界為標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)時.一鼓風(fēng)機每小時可送300 n?的空氣，如外界的溫度増舟到27C.大氣壓降低到 99. 3kPa,而鼓風(fēng)機每小時的送風(fēng)雖:仍為300 m問鼓 風(fēng)機送風(fēng)址的質(zhì)址改變多少？解：同上題.° v n2 pL 300嚴3 101

36、.325.R T2 T1 287 300273=41. 97kg2-14如果忽賂空氣中的稀有氣體，則可以認為其質(zhì)雖成分為go? = 23.2% . gN2 = 76.8% c 試= 16.48M 16.48 crs z 3Pq = O.736kg/m22.422.4(2) 各組成氣體在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下分壓力因為:Pi =ppCH4 = 97%* 101 .325 = 98. 285kPa3- 8容積由隔板分成兩部分，左邊盛有壓力為 600kPa.溫度為27C的空氣，右邊為真空，容積為 左邊5倍。將隔板抽出后，空氣迅速膨脹充滿整個 容器。試求容器內(nèi)最終尿力和溫度。設(shè)膨脹是在絕 熱下進行的。解：熱力系：

37、左邊的空氣系統(tǒng)：整個容器為閉口系統(tǒng)過程特征：絕熱，自由膨脹卩2 =V2 V2 6根據(jù)閉口系統(tǒng)能雖方程Q=U+W絕熱0 = 0自由膨脹w=oI大I此AU=0對空氣可以看作理想氣休.其內(nèi)能是溫度的収值函數(shù)，得mcr (T2 門)=0 => T2 = T1 = 300 K根據(jù)理想氣休狀態(tài)方程3-9 一個儲氣罐從斥縮空氣總管充氣，總管內(nèi)壓縮空 的輸入功率為ik叭設(shè)整個裝迓與外界絕熱。試訃 算：(1)風(fēng)機出口處空氣隘度：(2)空氣在加熱 器中的吸熱址：(3)若加熱器中有阻力，空氣通 過它時產(chǎn)生不可逆的摩擦擾動并帯來壓力降.以上 計算結(jié)果是否正確？解：開口穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流系統(tǒng)(1)風(fēng)機入口為LC則出口為b

38、c一 5<21000mCpai = (9 => AT =rmCp 0.56 x 1.006 xlO31.78°C/2 = " + Ar = l78°c空氣在加熱器中的吸熱雖Q = mCpT = 0.56x 1.006x(250-1.78)Q = m cvAT = mRT2 RTp2v- pv氣參數(shù)恒定，為500 kPa. 25°Cc充氣開始時，罐內(nèi)空氣參數(shù)為100 kPa. 25*Co求充氣終了時罐內(nèi)空氣 的溫度c設(shè)充氣過程是在絕熱條件下進行的c解：開口系統(tǒng)特征：絕熱充氣過程匸質(zhì)：空氣(理想氣體)根振開口系統(tǒng)能雖方程.忽略動能和未能同時沒有

39、軸功.沒有熱址傳遞°0 = m2h2 - niOhO + clE沒有流出工質(zhì)m2=0dE=dU= (mu)皿一 (mu)說終態(tài)丄質(zhì)為流入的匸質(zhì)和原有工質(zhì)和m0= 138. 84kW(3) 若加熱有阻力，結(jié)果1仍正確：但在加熱器中 的吸熱址減少。加熱器中Q = /?2-/?1 = h2 + P2v2 -(i/l + PM).p2減小故吸熱減小。3-17 解：等容過程m<v：meviU8vi=mOhO= 37. 5kJUcv>:CvT2hO=cPTO3-18 解：定壓過程UcrCvTlpWDkvl=RTp2VDUvc =RT2代入上式(1)整理得n= =inRT2=4324K

40、2068 .4x103x0.031x287=216. 2K=398. 3KT0kTT2T2 =n +(/iTo-n)內(nèi)能變化：At/ = mcxAt = 1 x (1.01 0.287) x 216.2= 156. 3kJ焙變化：AH= = 1.4xl56.3 = 218 8 kJs-10 供暖用風(fēng)機連同加熱器.把溫度為門=09的冷空氣加熱到溫度為2 = 250©然后 送入建筑物的風(fēng)道內(nèi)，送風(fēng)雖為0. 56kg/s,風(fēng)機軸上功雖交換：V2 = 2U1 = OO6F 爛變：As = cn In + cv In =o. 82 x"vl 1 pa、JKkgK)w = J pdV =p(yi -VI) = 206&4 X 0.03 =62.05kJ熱雖交換：Q = At/ +W = i56.3 + 62.05 =218.35 kJ4-1