高等工程熱力學(xué)復(fù)習(xí)

高等工程熱力學(xué)第一講 熱力學(xué)緒論工程熱力學(xué)的研究內(nèi)容與意義三個基本研究物理量：溫度——研究熱現(xiàn)象引進(jìn)的物理量平衡態(tài)與可逆過程——經(jīng)典熱力學(xué)的研究前提。第二講 本科基本概念復(fù)習(xí)第三講 熱力學(xué)定律簡述四個熱力學(xué)定律的內(nèi)容，并說明各個定律對熱力學(xué)研究發(fā)展的重要性。熱力學(xué)第零定律1931年T熱力學(xué)第一定律18401850年E熱力學(xué)第二定律18541855年S熱力學(xué)第三定律1906年S基準(zhǔn)1、溫度與熱力學(xué)第零定律溫度與熱量的區(qū)別與聯(lián)系分析幾類溫標(biāo)，相互之間的聯(lián)系?熱力學(xué)溫標(biāo)（絕對溫標(biāo)）Kelvinscale攝氏溫標(biāo)Celsiusscale(Swedish,A.Celsius,1701-1744）華氏溫標(biāo)Fahrenheitscale(German,G.Fahrenheit,1686-1736)朗肯溫標(biāo)Rankinescale(W.Rankine,1820-1872)2、能量與熱力學(xué)第一定律計算3、熵與熱力學(xué)第二定律孤立系統(tǒng)熵增原理計算火用的計算：熱量火用、冷量火用、熱力學(xué)能火用、焓火用封閉系統(tǒng)的火用平衡方程、穩(wěn)定流動系統(tǒng)的火用平衡方程4、熵的基準(zhǔn)與熱力學(xué)第三定律第四講 純凈流體的熱力學(xué)性質(zhì)1、純凈流體的熱力學(xué)曲面和相圖；2、純凈流體的狀態(tài)方程式；1）分析實際氣體與理想氣體之間的宏觀與微觀差別；2）介紹幾類實際氣體狀態(tài)方程以及其相應(yīng)的適用條件；3、純凈流體的熱力學(xué)關(guān)系式；熱力學(xué)一般關(guān)系式 /精選文庫1）4個熱力學(xué)基本方程（吉布斯方程）熱力學(xué)恒等式du Tds pdvdh Tds vdpdf sdT pdvdg sdT vdp意義：是重要的熱力學(xué)基本方程式，將簡單可壓縮系在平衡狀態(tài)發(fā)生微變化時各種參數(shù)的變化聯(lián)系起來。2）偏導(dǎo)數(shù)關(guān)系和麥克斯韋關(guān)系式偏導(dǎo)數(shù)關(guān)系熱力學(xué)恒等式麥克斯韋關(guān)系式uhT(T)s(p)vduTdspdvsvspvsuf一階dhTdsvdp二階(T(v((p)s)pv)sv)TdfsdTpdvps(f)v(g)ps(s)T(p)vdgsdTvdpTTvT(h(gv(s(v)s)T)T)ppppT3）熱力學(xué)微分關(guān)系式的推導(dǎo)方法（1）數(shù)學(xué)基礎(chǔ)：倒數(shù)式 (x)z( y)z1y x(xyz1循環(huán)關(guān)系式)z()x()yyzxxyz鏈?zhǔn)疥P(guān)系式(y)w(z)w(x)w1不同下標(biāo)關(guān)系式(x)z(x)y(x)w(y)zwwyw（2）偏導(dǎo)數(shù)的一般推導(dǎo)過程和數(shù)學(xué)技巧：-- 2精選文庫4）熵、焓和熱力學(xué)能的一般關(guān)系式4、純凈物熱力性質(zhì)的計算。余函數(shù)與偏差函數(shù)的定義，兩者有何異同，將其引入熱力學(xué)中的意義何在？第五講 平衡與相變1、平衡判據(jù)2、原則：能量最小、熵最大的原則(2U2)V0T0CV0(熱穩(wěn)定條件)SCV2Up絕熱壓縮體積減小(V2)S0(V)S0()(p)T0(力學(xué)穩(wěn)定條件，等溫壓縮體積應(yīng)減小)VT(V)2pCpCVT00；V()T等壓熱容不小于等容熱容，也大于pCp(p/V)S1絕熱壓縮壓力升高比等溫壓縮的壓力升高更快。CV(p/V)T說明：平衡穩(wěn)定性要求加入一定的熱量，定壓過程的溫升小于定容過程的溫升；壓縮一定的體積，絕熱過程壓力的升高大于定溫過程壓力的升高。這是平衡穩(wěn)定性的客觀要求。3、對應(yīng)于物系發(fā)生四個過程有的平衡條件熱平衡條件——系統(tǒng)各個部分溫度（促使熱傳遞的勢）均勻一致力平衡條件——簡單可壓縮系個部分的壓力（促使功傳遞的勢）相等相平衡條件——各相的化學(xué)勢（促使質(zhì)量傳遞的勢）分別相等-- 3精選文庫化學(xué)平衡條件——生成物與反應(yīng)物的化學(xué)勢（促使質(zhì)量傳遞的勢）相等第六講 均勻混合物系的熱力性質(zhì)1、變組元均勻混合物系的熱力學(xué)基本關(guān)系式1）化學(xué)勢2）吉布斯方程3）Maxwell關(guān)系式2、偏摩爾參數(shù)1）偏摩爾參數(shù)的定義與引入的意義簡述溶液中第i組元的偏摩爾性質(zhì)的定義與表達(dá)式，并說明偏摩爾性質(zhì)在溶液熱力學(xué)中的意義。2）偏摩爾參數(shù)的一般關(guān)系（ Gibbs-Duhem方程）rnidYi 0i 1上式稱為 Gibbs-Duhem方程，是偏摩爾參數(shù)之間關(guān)系最常用的表達(dá)式之一。4、混合物中組元的逸度與活度簡述什么是逸度和活度，逸度系數(shù)與活度系數(shù)，并說明其應(yīng)用場合與作用。4、氣體混合物的熱力性質(zhì)組元逸度和逸度系數(shù)常用于處理氣體混合物5、液體混合物的熱力性質(zhì)用組元活度和活度系數(shù)表示非理想溶液對理想溶液的偏差。第八講 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ)1、熱力學(xué)第一定律在化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)內(nèi)的應(yīng)用1）熱力學(xué)第一定律定容熱效應(yīng)和定壓熱效應(yīng)2）蓋斯定律熱效應(yīng)與過程無關(guān)，僅取決反應(yīng)前后系統(tǒng)的狀態(tài)。這一結(jié)論稱為蓋斯定律。根據(jù)蓋斯定律可以推出下列三個重要而適用的結(jié)論：化合物的生成熱（定溫定壓下元素形成 1mol化合物的反應(yīng)熱效應(yīng)）與化合物的分解熱（定溫定壓下1mol化合物分解為元素的反應(yīng)熱效應(yīng)）數(shù)值相等而符號相反。也可敘述為：正向反應(yīng)的熱效應(yīng)與逆向反應(yīng)的熱效應(yīng)數(shù)值相等、方向相反。反應(yīng)的熱效應(yīng)等于生成物的生成焓（生成1mol化合物的熱效應(yīng)）總和減去反應(yīng)物的生成焓總和。反應(yīng)的熱效應(yīng)等于各反應(yīng)物的燃燒焓（1mol燃料燃燒反應(yīng)的熱效應(yīng)）總和減去各生成物的燃燒焓總和。運用這一結(jié)論時，必須注意反應(yīng)物與生成物兩者的燃燒產(chǎn)物不僅組元要相同，而且物態(tài)也應(yīng)相同。-- 4精選文庫例8－1：利用標(biāo)準(zhǔn)生成焓數(shù)據(jù)，求下列反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒焓（即標(biāo)準(zhǔn)熱效應(yīng)） ：3）基爾霍夫定律若實際的化學(xué)反應(yīng)不是在298.15K的溫度下進(jìn)行的，則在任意溫度T時的定壓熱效應(yīng)QT如何計算？2、絕熱理論燃燒溫度1）理論空氣量和過量空氣系數(shù)工程上為簡便起見，認(rèn)為空氣近似由摩爾分?jǐn)?shù)為 21%的氧氣和 79%的氮氣所組成，即由1mol氧和3.76mol氮組成4.76mol空氣。因此采用空氣為氧化劑時，甲烷的理論燃燒反應(yīng)式為：CH4 2O2 2(3.76N2) CO2