工程熱力學知識點電子版..docx

1、第一章1. 概念熱力系：把研究對象從周圍事物中分割出來，研究他與周圍事物之間的能量與物質(zhì)傳遞。開口系：與外界有物質(zhì)交換的系統(tǒng)，或者說有物質(zhì)穿過邊界的系統(tǒng)。閉口系：與外界無物質(zhì)交換的系統(tǒng)，或者說無物質(zhì)穿過邊界的系統(tǒng)。絕熱系：與外界無熱量交換的系統(tǒng)。孤立系：與外界既無能量交換又無質(zhì)量交換的系統(tǒng)。簡單可壓縮系統(tǒng)： 熱力系由可壓縮流體構成， 與外界只有可逆體積變化功 （可逆過程的膨脹功或壓縮功）的交換系統(tǒng)。平衡狀態(tài)：在沒有外界影響的條件下，熱力系的宏觀性質(zhì)不隨時間變化而變化的狀態(tài)條件：具備熱平衡和力平衡，有化學反應的系統(tǒng)同時還應具備化學平衡。狀態(tài)參數(shù)及分類：用來描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量稱為狀態(tài)參數(shù)。分

2、類：壓力（P）、溫度（ T ）、比體積（ v）、熱力學能（U）、焓（ H ）、和熵（ s）熱力過程：熱力系從一個狀態(tài)變化到另一個狀態(tài)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)稱為熱力過程。準平衡過程：由一系列非常接近平衡狀態(tài)的狀態(tài)所組成的過程稱為準平衡過程?？赡孢^程： 當系統(tǒng)完成某一過程后， 如果系統(tǒng)沒原路徑逆行而回復到原來狀態(tài)， 同時外界也隨之回復到原來狀態(tài)，而不留下任何變化，則稱為可逆過程。熱力循環(huán)： 工質(zhì)從某一初始狀態(tài)出發(fā)， 經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化后， 又回到初始狀態(tài)的封閉熱力過程稱為熱力循環(huán)。2. 狀態(tài)量與過程量的區(qū)別以及分別有哪些？區(qū)別：過程量是指一個量的變化量狀態(tài)量是在某一時刻的量過程量：功、熱量狀態(tài)量：壓力、

3、溫度、比體積、熱力學能、焓、熵3. 習題1-3 解：PAPP0.1013MPa0.294MPa0.395MPa1bPAPBP2PBPAP20.39153MPa0.04MPaO.3553MPaP3PBPb0.3553MPa0.1.13MPa0.254MPa氣壓表的值為0.254MP a1-5 解：(1)1h產(chǎn)生的電能EP t5.510410331033600 1.981011 J1h消耗煤的能量QGQ119.5 103 3104 1035.85 1011 J發(fā)電廠熱效率E1.981011100%82.5%Q5.851110(2) Q1Dq18010326801034.8241011 JQ14.8

4、24 101182.5%Q5.851011100%1-6解：1 s 時Q 15.1 10 3J， Q21.5 103JWQ1-Q25.1 103J -1.5 103J3.6 103J制冷系數(shù)Q 21 . 510 3100 %71 .4%W3 . 6310第二章1. 熱力學第一定律的實質(zhì)是什么？表達式有哪些？實質(zhì)：能量守恒與轉換定律用于能量和其他能量形態(tài)轉換關系時的表達。表達式：閉口系統(tǒng)：Q=U+W微元過程：Q=du+wQdupdv可逆過程Qu2pdv1qduw對于單位質(zhì)量工質(zhì)quwqdupdv對于單質(zhì)可逆qu12 pdv比焓 h=u+pv穩(wěn)定流動能量方程：QH 2H121 m C f22 C

5、f21 mg Z2 Z1 WSQHW開口系統(tǒng)技術功qhwtQdHW微元過程qdhwt2. 系統(tǒng)內(nèi)部存儲能都包括那些能量？（ 1）、 分子熱運動形成的內(nèi)動能，包括分子的移動動能、轉動動能以及分子中原子的振動動能。（ 2）、分子間相互作用力形成的內(nèi)位能。（ 3）、構成分子的化學能和構成原子的原子能。3. 技術功由什么組成？Wt12 m c2fmg zWS4. 焓的定義式？H=U+pV流動功的意義：wf=pv流動功是由泵或風機加給被輸送工質(zhì)并隨工質(zhì)流動向前傳遞的一種能量，身具有的能量。非工質(zhì)本5. 開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動能量方程式及應用QH1 m c2mg z W2fS單位質(zhì)量工質(zhì)：qh21 c2fgz

6、wS2-4 解：QU WWQU50 J84J34J此過程為壓縮過程，外界對氣體做功 34 J2-6 解：U12U 2U 120KJU 32U 2U 30KJU 31U 1U 320 KJQ12U 12W12W1210J ,W315JQ31U 31W31Q23U 23W23W2330 KJW5 10 30 15KJ2-7 解：氣體做功23Wpdv0.0721KJ1 .0.3 101氣體放熱QU W602139KJ2 .等壓過程3 .Q h39KJ第三章1. 焓變的計算公式：ds qdupdvTT理想氣體： duCvdT, dh CpdT , Pv RgTdsCv dTRg dvTvdsdTdpC

7、pRgTp邁耶公式： CPCvRgqpdhCPdTdT比熱容：CPrRg , Cv1 Rgr1r 12. 熟練掌握理想氣體四個基本熱力過程功量和熱量的計算定容過程：定壓過程：定溫過程：膨脹功 W20pdv12技術功 wtpdvv p1 p21熱量 quw2pdvp(v2v1 )Rg(T2 T1)1wt20vdp1qh2h1wRgT ln vv2RgT ln pp1122pwtvdwRgT ln p 112qwwtv2p1RgT ln v1RgT ln p 2wCv(T1T2 )Rg (T1 T2 )1( p1v1 p2v2 )絕熱過程： wtk 1k1Cp (T1T2 )k k1( p1v1p

8、2 v2 )q03. 習題3-8解：（）7R7 8.3145 （mol k）29.1J (mol）1 .C p, m27JksmC p ,m ln TT2R lnPP222.56 J ( mol k）11Snsm22.56 J k（2）. SCv lnu Cv T h Cp TT2P20.356KJTRg ln P1178.87KJ110.44 KJ3-9 解：U0（1）.定溫過程h0PvRgT由SPS 1.923KJ / KRg ln P12VvmvRgT lnP1.1 103 KJw Rg T ln v2P112（ ）定壓過程2 .uCvT122.6KJhCpT171.684KJSCp l

9、n TT10.356KJ / K2wRg(T2T1 )49 KJ（ ）定容過程3 .uCvT4.110 4KJhCpT0.5710 3KJw03-10 解：在定壓過程中發(fā)生可知WRg(T2 T1 )u7.49KJuCvTS0.0356KJSCp ln TT2q10.49KJ1quw第四章1. 熱力學第二定律的實質(zhì)與表述實質(zhì)：自然界中牽涉到熱現(xiàn)象的一切過程總是自發(fā)的朝一個方向進行，而不能自發(fā)反向進行，這就是熱過程的方向性與不可逆性。自發(fā)過程都是不可逆的。1). 表述：克勞修斯：不可能把熱量從低溫物體傳至高溫物體而不引起其他變化。開爾文：不可能從單一熱源取熱，并使之完全轉化為功而不引起其他變化。2

10、). 卡諾循環(huán)：卡諾循環(huán)由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程組成。卡諾定理：定理一： 在同溫熱源與同溫冷源之間工作的一切可逆熱機，其熱效率均相等，與工質(zhì)的性質(zhì)無關。定理二：在同溫熱源與同溫冷源之間工作的一切不可逆熱機的熱效率，都小于可逆熱機的熱效率。3). 孤立系熵增原理：在孤立系內(nèi)， 一切實際過程（均不可逆過程）都朝著使系統(tǒng)熵增加的方向進行， 或者在極限的情況下 （可逆過程） 維持系統(tǒng)的熵不變， 而任何使系統(tǒng)熵減少的過程是不可能發(fā)生的，這一原理稱為孤立系熵增原理。2. 公式推導1). 熵的定義式的導出：t 1 q21 T2q1q2q1T1T1T2取代數(shù)值q1q20微元q1q20T1T2T1T

11、2取積分q1q201-A 2 T11-B 2 T2qq01-A2T1-B2Tq0T熵 S表示： dsqredSQreTT2). 克勞修斯不定式的導出q21T2q1q2t1T1T1T2q1取代數(shù)值q1q20對整個積分qT1T20T3. 公式及計算a) 熱力學第二定律的表達式）q）q）dsisodsg01 .0 2 .ds3 .sisosgTT0b) 判斷某一熱機是否存在Q2'Q2WR1WR2c) 判斷某一過程（可逆）是否能夠發(fā)生；是否可逆qQ0dsTT4. 習題4-1 解：（）卡諾循環(huán)的熱效率t ,c1T2402731 .T110.642600273（ ）Qt ,c5000.642321

12、J2 .W卡諾循環(huán)產(chǎn)生的功率PW321 0.089wt3600（ ）T12.2733 .T1T2卡諾循環(huán)每秒鐘排向冷源的熱量 QW729.701J第五章1.（ 1）飽和溫度與壓力的關系（2）水的定壓加熱產(chǎn)生蒸汽過程分析（3）不同壓力下水蒸氣產(chǎn)生過程在P-V ， T-S 圖上的表示形式（4）焓熵圖上各個線段的走向（5）正常情況下露點溫度，干球溫度，濕球溫度之間的大小關系（6）焓濕圖（ 7）飽和壓力 Ps，飽和溫度 Tspdd3d3d2a2avtcd3d2d1s2.概念（ 1）干度（ 2）露點：水蒸氣的狀態(tài)按 pv 定壓線 a-c 變化，直至 c 點達到飽和狀態(tài)， c 稱為露點（ 3）含濕量：在含有 1kg 干空氣的濕空氣中，所含有水蒸氣的質(zhì)量稱為濕空氣的含濕量。（ 4）絕對濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量稱為濕空氣的絕對濕度。（ 5）相對濕度：濕空氣的絕對濕度pv 與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度ps 的比值， 稱為相對濕度第六章1.促使流速改變的條件（ 1）力學條件 -壓力變化與流速變化的關系氣體流