第一章 基本概念1。基本概念熱力系統：用界面將所要研究的對象與周圍環境分隔開來,這種人為分隔的研究對象，稱為熱力系統，簡稱系統。邊界：分隔系統與外界的分界面，稱為邊界。外界：邊界以外與系統相互作用的物體，稱為外界或環境。閉口系統:沒有物質穿過邊界的系統稱為閉口系統，也稱控制質量。開口系統：有物質流穿過邊界的系統稱為開口系統,又稱控制體積，簡稱控制體,其界面稱為控制界面。絕熱系統:系統與外界之間沒有熱量傳遞，稱為絕熱系統。孤立系統：系統與外界之間不發生任何能量傳遞和物質交換，稱為孤立系統。單相系：系統中工質的物理、化學性質都均勻一致的系統稱為單相系。復相系:由兩個相以上組成的系統稱為復相系,如固、液、氣組成的三相系統.單元系：由一種化學成分組成的系統稱為單元系。多元系：由兩種以上不同化學成分組成的系統稱為多元系。均勻系：成分和相在整個系統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空間呈非均勻分布，稱非均勻系。熱力狀態狀態.平衡狀態:系統在不受外界影響的條件下，如果宏觀熱力性質不隨時間而變化,系統內外同時建立了熱的和力的平衡，這時系統的狀態稱為熱力平衡狀態,簡稱為平衡狀態。狀態參數TP、比容）或密度、內能、焓h、熵、自由能、自由焓）等.基本狀態參數：在工質的狀態參數中，其中溫度、壓力、比容或密度可以直接或間接地用儀表測量出來，稱為基本狀態參數。溫度:是描述系統熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量，其物理實質是物質內部大量微觀分子熱運動的強弱程度的宏觀反映。熱力學第零定律: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：垂直作用于器壁單位面積上的力,稱為壓力，也稱壓強.相對壓力:相對于大氣環境所測得的壓力。如工程上常用測壓儀表測定系統中工質的壓力即為相對壓力.比容：單位質量工質所具有的容積，稱為工質的比容.密度:單位容積的工質所具有的質量,稱為工質的密度。強度性參數,廣延性參數的作用，稱為廣義位移。準靜態過程：過程進行得非常緩慢,使過程中系統內部被破壞了的平衡有足夠的時間恢復到新的平衡態，從而使過程的每一瞬間系統內部的狀態都非常接近平衡狀態,整個過程可看作是由一系列非常接近平衡態的狀態所組成，并稱之為準靜態過程。可逆過程：當系統進行正、反兩個過程后，系統與外界均能完全回復到初始狀態,這樣的過程稱為可逆過程.膨脹功：由于系統容積發生變化（增大或縮小)而通過界面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量。熱力循環過程稱為熱力循環，簡稱循環。第二章 氣體的熱力性質基本概念理想氣體：氣體分子是由一些彈性的、忽略分子之間相互作用力（引力和斥力有體積的質點所構成。比熱:單位物量的物體，溫度升高或降低1K（1℃）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的比熱。定容比熱稱為該物體的定容比熱。定壓比熱:在定壓情況下,單位物量的物體，溫度變化1K（1℃)所吸收或放出的熱量，稱為該物體的定壓比熱。定壓質量比熱:在定壓過程中，單位質量的物體,當其溫度變化1K(1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓質量比熱。定壓容積比熱：在定壓過程中，單位容積的物體,當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定壓容積比熱。定壓摩爾比熱：在定壓過程中，單位摩爾的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓摩爾比熱。定容質量比熱：在定容過程中，單位質量的物體,當其溫度變化1K（1℃)時，物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定容質量比熱.定容容積比熱:在定容過程中，單位容積的物體，當其溫度變化1K(1℃)時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容容積比熱.定容摩爾比熱：在定容過程中,單位摩爾的物體，當其溫度變化1K(1℃)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積不變時，各組成氣體所具有的壓力。.道爾頓分壓定律PP之和.i混合氣體的分容積:維持混合氣體的溫度和壓力不變時,各組成氣體所具有的容積。阿密蓋特分容積定律：混合氣體的總容積V等于各組成氣體分容積Vi之和.混合氣體的質量成分:混合氣體中某組元氣體的質量與混合氣體總質量的比值稱為混合氣體的質量成分.混合氣體的容積成分氣體的容積成分。混合氣體的摩爾成分混合氣體的摩爾成分。對比參數：各狀態參數與臨界狀態的同名參數的比值.對比態定律:對于滿足同一對比態方程式的各種氣體，對比參數pr

T和vr

中若有兩個相等，則第三個對比參數就一定相等，物質也就處于對應狀態中。第三章 熱力學第一定律1。基本概念熱力學第一定律:能量既不能被創造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉換成另一種形式,,定律。第一類永動機：不消耗任何能量而能連續不斷作功的循環發動機，稱為第一類永動機。熱力學能：熱力系處于宏觀靜止狀態時系統內所有微觀粒子所具有的能量之和。外儲存能:也是系統儲存能的一部分，取決于系統工質與外力場的相互作用（如重力位能(宏觀動能.軸功:系統通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。流動功（或推動功而前進，這樣后面的流體對前面的流體必須作推動功.因此，流動功是為維持流體通過,.焓焓+焓只是一個復合狀態參數。穩態穩流工況.技術功稱為技術功。動力機：動力機是利用工質在機器中膨脹獲得機械功的設備。壓氣機節流:流體在管道內流動，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體壓力降低的現象.常用公式外儲存能：:1E mc21k 2重力位能：E mgzp式中系統總儲存能:

g—重力加速度.EUE Ek pEU1mc222．eu1c2

gz3．EU 或 eu（沒有宏觀運動，并且高度為零）熱力學能變化：duc

dT，u2cdTv v1適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程ucv 2

T)1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)ut2cdtt2cdt

dt

t2t

tv v 0 0

vm0 2

vm0 1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）把 cv

f的經驗公式代入u2cv1

dT積分。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．UU U1 2

Un

nUi

nmui ii1 i1由理想氣體組成的混合氣體的熱力學能等于各組成氣體熱力學能之和，各組成氣體熱力學能又可表示為單位質量熱力學能與其質量的乘積。uq2pdv1適用于任何工質，可逆過程。uq適用于任何工質，可逆定容過程u2pdv1適用于任何工質，可逆絕熱過程。9．U0體定溫過程。10．UQW適用于mkg質量工質，開口、閉口，任何工質，可逆、不可逆過程。。uqw適用于1kg質量工質,開口、閉口，任何工質，可逆、不可逆過程12。duqpdv適用于微元，任何工質可逆過程13．uhpv熱力學能的變化等于焓的變化與流動功的差值。焓的變化：HUpV適用于m千克工質hupv適用于1千克工質huRTf適用于理想氣體dhc

dT,h cdT2p p21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hc p 2

T)1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,用定值比熱計算ht2cdtt2cdt

dt

t2t

t1tp p 0 0

pm0 2

pm0 1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把 cp

f的經驗公式代入h21

dT積分。p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HH H

nH nmh1 2

i iii1 i1由理想氣體組成的混合氣體的焓等于各組成氣體焓之和，各組成氣體焓又可表示為單位質量焓與其質量的乘積。熱力學第一定律能量方程1h C1 2 2 2

gz

h C212 2 1 2 11

1

dES 適用于任何工質，任何熱力過程.dh

1dc2

gdzs適用于任何工質，穩態穩流熱力過程dhs適用于任何工質穩態穩流過程，忽略工質動能和位能的變化。hq2vdp1適用于任何工質可逆、穩態穩流過程，忽略工質動能和位能的變化。h2vdp1適用于任何工質可逆、穩態穩流絕熱過程,忽略工質動能和位能的變化。hq適用于任何工質可逆、穩態穩流定壓過程,忽略工質動能和位能的變化。15．0適用于任何工質等焓或理想氣體等溫過程。熵的變化：1．s2q1T適用于任何氣體，可逆過程.2．ss sf gs 為熵流，其值可正、可負或為;s 為熵產，其值恒大于或等于零。f gsc

lnT2(理想氣體、可逆定容過程）v T1sc

lnT2（理想氣體、可逆定壓過程）p T1psRlnv2Rln 1（理想氣體、可逆定溫過程）pv p1 20(定熵過程）2sc lnT2v T1T

Rln 2vvv1pc ln 2p T1v

Rln 2p1pc ln 2p v1

c ln 2v p1適用于理想氣體、任何過程功量：膨脹功（容積功：wpdv w2pdv1適用于任何工質、可逆過程2．w0適用于任何工質、可逆定容過程wp2

v1適用于任何工質、可逆定壓過程wRTlnv2v1適用于理想氣體、可逆定溫過程wqu適用于任何系統,任何工質，任何過程。wq適用于理想氣體定溫過程。7．wu適用于任何氣體絕熱過程.28．wCdT2v1適用于理想氣體、絕熱過程9．wu 1 pv pvk1 1

11 22Tk1RT

1 2kp k 1k1

21p 1適用于理想氣體、可逆絕熱過程10．w 1 v pvn1 11 22 1n1

RT1

T2RT p

n1 1 1 2nn1 p 1 適用于理想氣體、可逆多變過程流動功:w pvf 22

pv11推動1kg工質進、出控制體所必須的功。技術功:wt

1c2ws熱力過程中可被直接利用來作功的能量,統稱為技術功。t

1dc2

gdzs適用于穩態穩流、微元熱力過程wt

wpv11

pv22技術功等于膨脹功與流動功的代數和.wvdpt適用于穩態穩流、微元可逆熱力過程wt

2vdp1適用于穩態穩流、可逆過程熱量：qTdS適用于任何工質、微元可逆過程.2qTds21適用于任何工質、可逆過程QUW適用于mkg質量任何工質，開口、閉口,可逆、不可逆過程quw適用于1kg質量任何工質，開口、閉口,可逆、不可逆過程qdupdv適用于微元，任何工質可逆過程。2qupdv21適用于任何工質可逆過程。 1 1 7h C2gZ h C2gZ

dE 2 2 2

2 2 1 2

1

S CV適用于任何工質，任何系統，任何過程。1dh dc2gdz12 s適用于微元穩態穩流過程qhwt適用于穩態穩流過程qu適用于任何工質定容過程qcv 2

T1適用于理想氣體定容過程。qh適用于任何工質定壓過程qc p 2

T1適用于理想氣體、定壓過程14． q0適用于任何工質、絕熱過程n k n k 15． q c Tn1 v

T1適用于理想氣體、多變過程第四章 理想氣體的熱力過程及氣體壓縮基本概念分析熱力過程的一般步驟：1。依據熱力過程特性建立過程方程式，p=f(v);2。確定初、終狀態的基本狀態參數；討論。

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4。計算過程中傳遞的熱量和功量.絕熱過程q0或q0.定熵過程:系統與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。多變過程：凡過程方程為pvn常數的過程,稱為多變過程。定容過程:定量工質容積保持不變時的熱力過程稱為定容過程。過程定容過程定壓過程定溫過程定熵過程多變過程過程定容過程定壓過程定溫過程定熵過程多變過程n∞01кn過程方程v=常數p=常數pv=常數pv=常數pvn=常數pvpv11 22pvnpv112n2TPvT關系T2 2pT2 2vTv1p1T1v1pvpv11222T1v2Tvn11T221v1pnn12p1 p2p11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：活塞式壓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稱為余隙容積，簡稱余隙。最佳增壓比：使多級壓縮中間冷卻壓氣機耗功最小時,各級的增壓比稱為最佳增壓比。壓氣機的效率：在相同的初態及增壓比條件下,可逆壓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的功之比,稱為壓氣機的效率.熱機循環:若循環的結果是工質將外界的熱能在一定條件下連續不斷地轉變為機械能，則此循環稱為熱機循環。2.常用公式氣體主要熱力過程的基本公式uc(TT)

uc(TT)

uc(Tv 2

T1

uc(Tv 2

T)1

v 2

v 2 1

h0

hcp 2

T)1、S

hcp

T)

hc(T

T) T vp 2 1 2 1v

p 2 1

Scln

2Rln2計算式

T S

Tln

SRln2v

v T v1 1Sc

ln 2 P T 1

T pcln2 Rln 2v T 11

Rlnp1p12

S0

pcln

Tv1v2c

p1pln 2p v v p1 1膨脹功

wu 1(pvpv

w 1(pvpv)wp(v

v

wRTlnv

1 11 21

n1 11 22122 1 v2

R(TT

R(TT)w=02

R(T

T

1 1 1 p

n1 1 2wpdv

2 1 RTln

RT P

RT Pn1p 112

112n1 2 1 P n1 P n1 1 熱量q2

qu

qh

qTs

q0

nqn1c(T1 v

T1

cp 2

T) w

c(Tv 2

T)112Tds1

(n1)1比熱容 c c

0

ncv p

n1 v備注 表中比熱容為定值比熱容多變指數n：z級壓氣機,最佳級間升壓比：＝z

pi＋1p13。重要圖表圖4－3多變過程p—v圖 圖4－3多變過程T-s圖第五章熱力學第二定律基本概念熱力學第二定律：開爾文說法：只冷卻一個熱源而連續不斷作功的循環發動機是造不成功的。克勞修斯說法:熱不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。第二類永動機環發動機，稱為第二類永動機。孤立系統：系統與外界之間不發生任何能量傳遞和物質交換，稱為孤立系統.孤立系統熵增原理：任何實際過程都是不可逆過程,只能沿著使孤立系統熵增加的方向進行.定熵過程：系統與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。熱機循環：若循環的結果是工質將外界的熱能在一定條件下連續不斷地轉變為機械能則此循環稱為熱機循環。制冷:對物體進行冷卻，使其溫度低于周圍環境溫度，并維持這個低溫稱為制冷。制冷機：從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機械稱為制冷機.熱泵：將從低溫熱源吸取的熱量傳送至高溫暖室所用的機械裝置稱為熱泵。理想熱機：熱機內發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：在兩個恒溫熱源間,由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程組成的循環,稱為卡諾循環。卡諾定理:工質無關。.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.第七章水蒸氣基本概念未飽和水：水溫低于飽和溫度的水稱為未飽和水（也稱過冷水。飽和水:當水溫達到壓力P所對應的飽和溫度ts時，水將開始沸騰,這時的水稱為飽和水.濕飽和蒸汽：把預熱到ts的飽和水繼續加熱，飽和水開始沸騰，在定溫下產生蒸汽而形成飽和液體和飽和蒸汽的混合物，這種混合物稱為濕飽和蒸汽，簡稱濕蒸汽。干飽和蒸汽:濕蒸汽的體積隨著蒸汽的不斷產生而逐漸加大，直至水全部變為蒸汽，這時的蒸汽稱為干飽和蒸汽(即不含飽和水的飽和蒸汽）常用公式干度:干度x濕蒸汽中含干蒸汽的質量濕蒸汽的總質量濕蒸汽的參數：

v xvx)vvx(vv)xv xv（p,x不太小時）xh xhx)hhx(hh)hxrxs xsx)ssx(ss)sxrx Tsu hx x

pvx過熱蒸汽的焓：hhc (tt)pm s其中c (tt)是過熱熱量t為過熱蒸汽的溫,c 為過熱蒸汽由t到t的平均比定壓熱容。pm s pm s過熱蒸汽的熱力學能：uhpv過熱蒸汽的熵：T dT r Tss cT

s c lnT T pm Ts s水蒸氣定壓過程：qhh h2 1uh2

hp(v1

v)1wqu或wp(v2

v)1wt

pvdp0pT dT r Tss cT

s c lnT T pm Ts s水蒸氣定容過程：wvv

pdv0quuh2

hv(p1

p)1wp2vdpv(pp)t p 1 21水蒸氣定溫過程：qT(s2

s)1wquwqhtuh2

h(pv1 2

pv)11水蒸氣絕熱過程：

q0wuwhtuh2

h(pv1 2

pv)11重要圖表7—1凝固時體積膨脹的物質的p—t圖 圖7—2凝固時體積縮小的物質的p—t圖7—6T—s圖7-5p—v圖7-10水蒸氣的定容過程7-9水蒸氣的定壓過程7—11水蒸氣的定溫過程7-12水蒸氣的定熵過程第八章 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量。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v

與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度

的比值s比濕度：在含有1kg飽和度dds的比值濕空氣的比體積：在一定溫度T和總壓力p下,1kg干空氣和0.001d水蒸氣所占有的體積濕空氣的焓:1kg干空氣的焓和0。001dkg水蒸氣的焓的總和第九章氣體和蒸汽的流動1．基本概念動,但在系統內不同點上，參數值可以不同。為了簡化起見，可認為管道內垂直于軸向的任一截面上的各種參數都均勻一致，流體參數只沿管道軸向或流動方向發生