2-1、《熱力學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)課件 中職 制冷與制冷設(shè)備第五版

2-1、《熱力學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)課件高教版中職制冷與制冷設(shè)備第五版《制冷與制冷設(shè)備技術(shù)》■情景模擬——呈現(xiàn)生活生產(chǎn)實(shí)際■基礎(chǔ)知識(shí)——以必需夠用為原則■操作分析——有的放矢地學(xué)與做■閱讀探研——學(xué)生為主教師為輔金國(guó)砥主編電子工業(yè)出版社

（第4版）《制冷與制冷設(shè)備技術(shù)》(第五版)

全國(guó)中等職業(yè)學(xué)校電子信息類(lèi)教材實(shí)用電子技術(shù)專(zhuān)業(yè)

金國(guó)砥制作電子工業(yè)出版社模塊二

制冷基礎(chǔ)知識(shí)【學(xué)習(xí)目標(biāo)】掌握熱力學(xué)、傳熱學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)，了解制冷的方式與條件，熟悉壓-焓圖的組成，制冷劑、冷凍油和載冷劑一般性能及對(duì)它的要求等。2.1熱力學(xué)基礎(chǔ)2.1.1表征物質(zhì)的基本參數(shù)◎描述制冷劑熱力狀態(tài)的物理量稱(chēng)為熱力狀態(tài)參數(shù)（簡(jiǎn)稱(chēng)狀態(tài)參數(shù)）?！驙顟B(tài)參數(shù)有溫度（T）、壓力（P）、質(zhì)量體積（V）、焓（H）、熵（S）、內(nèi)能（U）等，其中溫度、壓力和質(zhì)量體積數(shù)又稱(chēng)為制冷劑的熱力狀態(tài)的基本參數(shù)。◎熱力狀態(tài)的基本參數(shù)：溫度、壓力和質(zhì)量體積。（1）什么叫溫度？

溫標(biāo)換算：F=（1.8t+32)(℉)T=(273+t)(K)

——表示物體冷、熱程度的物理量，是大量分子熱運(yùn)動(dòng)的激烈程度。測(cè)量溫度的儀器

——溫度計(jì)1、溫度【習(xí)題2-1】室溫為25℃，合華氏多少度？解：F=1.8t+32=1.8×25+32=77(℉)答:合華氏77℉。

【習(xí)題2-2】某冷庫(kù)的室溫為14℉，合攝氏多少度？解：t=（F-32）/1.8=(14-32)/1.8=-10(℃)答：合攝氏-10℃?！玖?xí)題2-3】設(shè)低溫箱的箱溫降至攝氏-40℃，求此時(shí)箱溫的絕對(duì)溫度為幾開(kāi)式度？

解：T=t+273=（-40）+273=233（K）答：此時(shí)箱溫的絕對(duì)溫度為233開(kāi)氏度。練習(xí)題

2、壓力什么叫壓力？

——在制冷工程上，常把“單位面積上受到的垂直作用力叫做壓力。●壓力的分類(lèi)（在實(shí)際應(yīng)用中,壓力分大氣壓力、絕對(duì)壓力、表壓力和真空度）：（1）大氣壓力（B）——指大氣壓力。（2）絕對(duì)壓力（P絕）——指被測(cè)流體的實(shí)際壓力。（3）表壓力（P表）——指絕對(duì)壓力高于大氣壓力時(shí)，壓力表所示的數(shù)值。（4）真空度（B）——指絕對(duì)壓力低于大氣壓力時(shí)，壓力表所示的數(shù)值?！駢毫Φ膯挝唬号了箍ǎ╬a）●壓力單位的換算：

1（atm）=760（mmHg）=1033（mmH2O）=1.033（kgf/cm2）101325(pa)≈1.01(bar)練習(xí)題【習(xí)題2-4】在1atm下，測(cè)得某設(shè)備的表壓力為810600Pg，求絕對(duì)壓力為多少Pa？

【習(xí)題2-5】在1atm下，測(cè)得某系統(tǒng)的真空度為400mmHg，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?60mmHg，求該系統(tǒng)的絕對(duì)壓力為多少Pa？解：Pa=B+Pg=101325+810600=911925（Pa）答：折合絕對(duì)壓力為911925Pa。解：Pa=B+Pg=760+（-400）=360（mmHg）≈47995.92KPa答：該系統(tǒng)的絕對(duì)壓力約為47995.92KPa?！?/p>

質(zhì)量體積(比容)是指單位質(zhì)量的制冷劑所占的容積。

制冷技術(shù)還常用到質(zhì)量體積的倒數(shù)——密度（ρ）,即V=1/ρ或V·ρ=1質(zhì)量體積(比容)用V表示，其單位是米3/千克（m3/kg），或升/千克（L/kg）?！?/p>

密度是指單位容積的制冷劑所具有的重量，單位為kg/m3。

制冷設(shè)備中的油分離器、氣液分離器就是利用這一性質(zhì)達(dá)到分離目的。

3、質(zhì)量體積4、焓（i）、熵（S）、內(nèi)能（U）

●焓(i)是制冷劑的一種狀態(tài)參數(shù)，是能量的表征。當(dāng)加熱制冷劑時(shí)，其焓值增加，又如壓縮機(jī)活塞對(duì)制冷劑做功，其焓值也增加；反之，其焓值會(huì)減少。

●熵（S）是一個(gè)導(dǎo)出的狀態(tài)參數(shù)，其表現(xiàn)制冷劑在狀態(tài)變化時(shí)熱量傳遞的程度。

●內(nèi)能（U）是制冷劑內(nèi)部分子能量的總稱(chēng)。其中內(nèi)動(dòng)能取決于物質(zhì)分子的質(zhì)量和它的平均速度，如物質(zhì)分子運(yùn)動(dòng)加?。粌?nèi)位能則取決于分子之間的平均距離和吸引力，如物質(zhì)的形態(tài)改變。1、熱力學(xué)第一定律內(nèi)容：熱和功可以相互轉(zhuǎn)換，一定量的熱消失時(shí)必然產(chǎn)生一定量的功；消耗一定量的功，亦必然出現(xiàn)與之相對(duì)應(yīng)的一定量的熱。它告訴我們：熱和功之間的轉(zhuǎn)換用下式表示：Q=AL式中Q——消耗的熱量(J或kJ)；L——得到的功(kg·m)；A——功熱當(dāng)量度（kJ/kg·m）說(shuō)明了熱能和機(jī)械能在數(shù)量上的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系。2.1.2熱力學(xué)基本定律2、熱力學(xué)第二定律解決了能量轉(zhuǎn)化的方向和必備條件。內(nèi)容：熱量能自動(dòng)地從高溫物體向低溫物體傳遞，不能自動(dòng)地從低溫物體向高溫物體傳遞。要使熱量從低溫物體向高溫物體傳遞，必須借助外功，即消耗一定的電能或機(jī)械能。它告訴我們：如果兩個(gè)溫度不同的物體相接觸時(shí)，熱量總是從高溫物體傳向低溫物體，而不可能逆向進(jìn)行，若要使它成為可能，就必須消耗一定的外功。2.1.3常用術(shù)語(yǔ)●顯熱是指：在物體吸熱或放熱過(guò)程中，僅使物體分子的動(dòng)能增加或減少，即使物質(zhì)的溫度升高或降低，而其狀態(tài)不變時(shí)，所吸收或放出的熱。例如，水吸熱后溫度由20℃上升至35℃，其溫度變化所吸收的熱即為顯熱。顯熱可以用觸摸而感覺(jué)出來(lái)，也可用溫度計(jì)測(cè)得?！駶摕崾侵福何矬w吸熱或放熱過(guò)程中，僅使物質(zhì)分子的位能增加或減少，即物質(zhì)狀態(tài)改變，而其溫度并不變化時(shí)，所吸收或放出的熱。例如，在常壓下把水加熱到沸點(diǎn)100℃，這時(shí)水吸收的熱量為潛熱。同樣，100℃的水蒸汽，在常壓下液化為同溫度的水所放出的熱量也稱(chēng)為潛熱。潛熱不能通過(guò)觸摸感覺(jué)到，也無(wú)法用溫度計(jì)測(cè)出來(lái)。●質(zhì)量熱容（比熱）是指：1g某種物質(zhì)溫度升高1℃時(shí)所吸收的熱量。1、顯熱、潛熱和比熱——在一標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，H2O的變化

簡(jiǎn)述顯熱與潛熱的區(qū)別和聯(lián)系種類(lèi)聯(lián)系區(qū)別顯熱潛熱1、都吸熱或放熱2、物體分子的動(dòng)能（或位能）增加或減少1、物質(zhì)的溫度發(fā)生變化（升高或降低），而其狀態(tài)不變。2、人用觸摸而感覺(jué)出來(lái)，也可用溫度計(jì)測(cè)得。1、物質(zhì)的狀態(tài)發(fā)生變化，而其溫度不變。2、潛熱不能通過(guò)觸摸感覺(jué)到，也無(wú)法用溫度計(jì)測(cè)出來(lái)?！谧匀唤缥镔|(zhì)（體）有固體、液體和氣體三種狀態(tài)。物體由一種狀態(tài)變成另一種狀態(tài)稱(chēng)相變或稱(chēng)物態(tài)變化，或稱(chēng)相變。這種物態(tài)之間的變化都伴有熱的轉(zhuǎn)移。因此，熱量的吸收和釋放是物體溫度升高和降低的條件，即固體、液體、氣體三態(tài)之間形態(tài)變化的條件。鋼板天然氣河水2、物態(tài)變化自然界物質(zhì)三態(tài)變化的條件（1）汽化和液化

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汽化:由液體變成蒸汽的過(guò)程稱(chēng)汽化。我們?cè)谌粘Ｉ钪锌梢钥吹?，把水潑在地面上，不久地面又慢慢恢?fù)干燥，這是因?yàn)樗兂伤魵馀艿娇諝饫锶サ木壒?。通常我們把這種過(guò)程稱(chēng)為蒸發(fā)。另外，我們還可以看到燒開(kāi)水的情況，把一盆水放在爐子上燒，加熱后的水溫不斷升高，與此同時(shí)，從水的表面不斷有蒸氣逸出，這也是蒸發(fā)過(guò)程；但當(dāng)水被加熱到100℃時(shí)，情況就發(fā)生顯著變化，這時(shí)水面不斷地翻滾，并從水里大量地產(chǎn)生汽泡，這種現(xiàn)象稱(chēng)為沸騰。在沸騰過(guò)程中，盡管爐子還是繼續(xù)加熱，容器中水的溫度卻始終保持100℃不變。蒸發(fā)與沸騰都是由液體變成蒸汽的過(guò)程，都稱(chēng)為汽化過(guò)程，但兩者之間有明顯的區(qū)別。一般說(shuō)，蒸發(fā)在任何壓力、溫度下都在進(jìn)行著，只是局限在表面的汽化，而沸騰在一定壓力下只有達(dá)到與此壓力相對(duì)應(yīng)的一定溫度時(shí)才能進(jìn)行，且從液體表面與內(nèi)部同時(shí)產(chǎn)生汽化。例如，在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，水溫達(dá)到100℃時(shí)就沸騰；在47.07kPa絕對(duì)壓力下，水溫80℃時(shí)就沸騰。

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液化：液化與汽化過(guò)程恰恰相反，當(dāng)蒸氣在一定壓力下冷卻到一定溫度時(shí)，就會(huì)由蒸氣狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w狀態(tài)，這種冷卻過(guò)程稱(chēng)為液化過(guò)程或稱(chēng)凝結(jié)過(guò)程。日常生活中，液化（凝結(jié)）的例子是很多的，例如：把盛有熱水的鍋蓋揭開(kāi)，鍋蓋上就有許多水珠滴下來(lái)，這是汽化了的水蒸氣遇到較冷的鍋蓋重新凝結(jié)的表現(xiàn)；又如冬天室外溫度很低時(shí)，房間的玻璃上就有凝結(jié)的水珠，這是因?yàn)槭覂?nèi)空氣中的水蒸氣遇到較冷的玻璃窗后凝結(jié)成水的緣故。蒸發(fā)與沸騰有什么區(qū)別與聯(lián)系？種類(lèi)聯(lián)系區(qū)別蒸發(fā)沸騰1、都是由液體變成蒸汽的汽化過(guò)程都需要吸熱2、物體分子的動(dòng)能（或位能）增加在任何壓力、溫度下都在進(jìn)行著，只是局限在表面的、緩慢的汽化現(xiàn)象在一定壓力下只有達(dá)到與此壓力相對(duì)應(yīng)的一定溫度時(shí)才能進(jìn)行，且從液體表面與內(nèi)部同時(shí)產(chǎn)生的、激烈的汽化現(xiàn)象（2）飽和溫度和飽和壓力

液體沸騰時(shí)所維持的不變溫度稱(chēng)為沸點(diǎn)，又稱(chēng)為在某一壓力下的飽和溫度。與飽和溫度相對(duì)應(yīng)的某一壓力稱(chēng)為該溫度下的飽和壓力。例如，水在一個(gè)大氣壓力下的飽和溫度為100℃，水在100℃時(shí)飽和壓力為一個(gè)大氣壓。飽和溫度和飽和壓力之間存在著一定的對(duì)應(yīng)關(guān)系，例如在海平面，水到100℃方才沸騰，而在高原地帶，不到100℃就沸騰。一般講，壓力升高，對(duì)應(yīng)的飽和溫度也升高；溫度升高，對(duì)應(yīng)的飽和壓力也增大。作為制冷劑的主要特點(diǎn)是沸點(diǎn)要低，這樣才能利用制冷劑在低溫下汽化吸熱來(lái)得到低溫。說(shuō)一說(shuō)生活中的“飽和”現(xiàn)象

你拿一只玻璃杯盛半杯水，然后放些鹽進(jìn)去，攪一攪。怎么樣？鹽沒(méi)有了，被水溶解掉了。你不斷地把鹽加進(jìn)去，不斷地?cái)?，慢慢地?huì)發(fā)現(xiàn)鹽沉在杯底，攪不化了。這好象我們吃東西，饞了，再吃不下去了。水不再能夠溶解鹽，也是因?yàn)樗宰懔他}，再吃不下去了，化學(xué)上把這種現(xiàn)象叫做“飽和”。如果你把“飽和”的鹽水燒熱，那么，那沉在杯底的鹽又被溶解掉了，就好象水熱的時(shí)候。胃口”會(huì)大些似的。這是什么緣故呢？原來(lái)鹽在水里溶解，靠的是水分子所具有的能量，到了一定程度，水分子和鹽分子平衡了，水分子就不再能夠把能量作用于更多的鹽分子，這就是“飽和”?？墒?，當(dāng)鹽水加熱以后，水分子得到了外加的能量，它便能夠?qū)Ω嗟柠}分子起作用，這樣就能夠溶解更多的鹽，但是也仍然有個(gè)限度。在這方面，空氣容納水蒸氣，也有相似的性質(zhì)，空氣熱的時(shí)候，氣體分子也得到了外加的能量，“胃口”大些，便能多容納些水蒸氣。反過(guò)來(lái)說(shuō)，冷的時(shí)候“胃口”小些，能容納的水蒸氣也少些。空氣在容納水蒸氣方面也有相似的性質(zhì)。在一定范圍內(nèi)的空氣，只能容納一定數(shù)量的水蒸氣，達(dá)到“飽和”以后，再也不能增加了。我們呼出的氣體中，總有不少水蒸氣。天熱的時(shí)候，周?chē)諝獾摹拔缚凇贝螅舫龅乃魵饬⒖叹捅豢諝狻俺浴钡袅?，所以看不出?lái)；到了冬天，空氣的“胃口”小了，我們呼出來(lái)的水蒸氣，只有一小部分被空氣“吃”掉，大部分凝結(jié)成霧狀的小水珠，經(jīng)光線照射，就變成了白色的水氣。當(dāng)然，空氣也有“吃”不下水蒸氣的時(shí)候，比如水燒到滾滾開(kāi)的時(shí)候，水壺里就噴出大量水蒸氣，水壺周?chē)目諝庖粫r(shí)容納不下，也有一部分就變成了白汽。什么叫過(guò)熱和過(guò)熱度？◎過(guò)熱是指：在某一定壓力下，制冷劑蒸氣的實(shí)際溫度高于該壓力下相對(duì)應(yīng)的飽和溫度的現(xiàn)象，同樣，當(dāng)溫度一定時(shí)，壓力低于該溫度下相對(duì)應(yīng)的飽和壓力的蒸氣也是過(guò)熱。例如R12制冷劑，蒸發(fā)溫度為-15℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的飽和壓力應(yīng)為182.7kPa。如果溫度不變，壓力低于182.7kPa，則此蒸氣為過(guò)熱蒸氣；如果壓力不變，溫度高于-15℃，也稱(chēng)為過(guò)熱蒸氣。在制冷技術(shù)中，過(guò)熱是針對(duì)制冷劑蒸汽而言的?！蜻^(guò)熱度是指：過(guò)熱蒸氣的溫度與飽和溫度之差稱(chēng)為過(guò)熱度。如一個(gè)大氣壓力下的過(guò)熱水蒸氣溫度為105℃，其過(guò)熱度則為105℃-100℃=5℃（3）過(guò)熱和過(guò)冷●過(guò)冷度是指過(guò)冷液體比飽和液體溫度低的值稱(chēng)為過(guò)冷度。例如壓力在743.442kPa下的R12制冷劑液體的溫度為25℃時(shí)的過(guò)冷度為

30℃-25℃=5℃什么叫過(guò)冷和過(guò)冷度？

●過(guò)冷是指在某一定壓力下，制冷劑液體的溫度低于該壓力下相對(duì)應(yīng)的飽和溫度的現(xiàn)象。例如R12制冷劑的飽和溫度為30℃時(shí)，對(duì)應(yīng)的飽和壓力為743.442kPa，如果將壓力為743.442kPa的R12制冷液體冷卻到25℃，那么這時(shí)的制冷劑液體稱(chēng)為過(guò)冷液體。在制冷技術(shù)中，過(guò)冷是針對(duì)制冷劑液體而言的。（3）過(guò)熱和過(guò)冷1、在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，80℃的水是過(guò)熱還是過(guò)冷？其過(guò)熱（或過(guò)冷）程度是多少？答：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，80℃的水是過(guò)冷。其過(guò)冷程度（即過(guò)冷度）：100℃－80℃＝20℃2、在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，120℃的水蒸氣是過(guò)熱還是過(guò)冷？其過(guò)熱（或過(guò)冷）程度是多少答：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，120℃的水蒸氣是過(guò)熱。其過(guò)熱程度（即過(guò)熱度）：120℃－100℃＝20℃3、在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下的制冷劑（R12）沸點(diǎn)為－29.8℃。如果在這個(gè)壓力下R12的實(shí)際溫度為－30℃，該制冷劑是過(guò)熱還是過(guò)冷？其過(guò)熱（或過(guò)冷）程度是多少？答：在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，－30℃的R12是過(guò)冷。其過(guò)冷度：－29.8℃－（－30℃）＝0.2℃（4）臨界溫度、臨界壓力在臨界溫度下，使氣體液化的最低壓力叫做臨界壓力。氣體的液化與溫度和壓力有關(guān)。增大壓力和降低溫度都可以使未飽和蒸氣變?yōu)轱柡驼魵?，進(jìn)而液化。氣體的壓力越小，其液化的溫度越低；隨著壓力的增加，氣體的液化溫度也隨之升高。溫度升高超過(guò)某一數(shù)值時(shí)，即使再增大壓力也不能使氣體液化，這一溫度叫做臨界溫度。

●臨界溫度●臨界壓力（5）濕度和露點(diǎn)●濕度——是表示空氣中所含水蒸氣的多或少。濕度常用絕對(duì)濕度、相對(duì)濕度、含濕量和露點(diǎn)表示。◎絕對(duì)濕度——單位體積空氣中所含水蒸氣的質(zhì)量?！蛳鄬?duì)濕度——指在某一溫度時(shí)，空氣所含的水蒸氣質(zhì)量與同一溫度下空氣中的飽和水蒸氣質(zhì)量之百分比。

空氣相對(duì)濕度越小，水越容易蒸發(fā)，干、濕溫差越大；反之，空氣越相對(duì)濕度越大，干、濕溫差越小。干、濕球溫度計(jì)

●露點(diǎn)（即露點(diǎn)溫度）——是反映在一定壓力