課件：期中復(fù)習(xí)

第一章基本概念本章基本要求：掌握工程熱力學(xué)中一些基本術(shù)語(yǔ)和概念：熱力系、平衡態(tài)、準(zhǔn)平衡過(guò)程、可逆過(guò)程等。掌握狀態(tài)參數(shù)的特征，基本狀態(tài)參數(shù)p、v、T的定義和單位等。掌握熱量和功量這些過(guò)程量的特征，并會(huì)用系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)對(duì)可逆過(guò)程的熱量、功量進(jìn)行計(jì)算。了解工程熱力學(xué)分析問(wèn)題的特點(diǎn)、方法和步驟?；局R(shí)點(diǎn)1、熱力系統(tǒng)的基本概念如何定義？不同類型的熱力學(xué)系統(tǒng)的判定條件？如何分類？2、熱力學(xué)狀態(tài)和基本狀態(tài)參數(shù)熱力學(xué)狀態(tài)的基本含義？狀態(tài)參數(shù)的含義？狀態(tài)參數(shù)的基本性質(zhì)？什么是基本狀態(tài)參數(shù)？具體包括那些參數(shù)？絕對(duì)壓力、表壓的含義？3、平衡狀態(tài)、狀態(tài)方程什么是平衡狀態(tài)？狀態(tài)方程是什么含義？4、熱力過(guò)程

準(zhǔn)平衡過(guò)程、可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程的含義？相互之間的關(guān)系？5、過(guò)程功和熱量可逆過(guò)程中，上述功的求解方式？6、熱力循環(huán)循環(huán)的定義，正向循環(huán)和逆向循環(huán)的定義？循環(huán)的效率如何定義？1、熱力系統(tǒng)的分類：根據(jù)系統(tǒng)與外界物質(zhì)交換、熱量交換的情況開(kāi)口系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界有物質(zhì)交換，系統(tǒng)被劃定在一定容積范圍內(nèi)，也稱控制容積cv閉口系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界無(wú)物質(zhì)交換，系統(tǒng)內(nèi)質(zhì)量恒定不變，也稱控制質(zhì)量cm絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界無(wú)熱量交換孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界既無(wú)能量交換，也無(wú)物質(zhì)交換iso熱力系統(tǒng)外界

物質(zhì)交換能量交換物質(zhì)流進(jìn)和流出熱力系統(tǒng)傳熱和作功兩種形式熱力系統(tǒng)的分類：2、熱力學(xué)狀態(tài)和基本狀態(tài)參數(shù)

工質(zhì)在熱力變化過(guò)程中某一瞬間呈現(xiàn)出來(lái)的宏觀物理狀況，簡(jiǎn)稱狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù)：

描述工質(zhì)所處狀態(tài)的宏觀物理量。如溫度、壓力等。一、溫度基本狀態(tài)參數(shù)熱力學(xué)絕對(duì)溫標(biāo)二、壓力

絕對(duì)壓力、表壓力、真空度及大氣壓力之間的關(guān)系三、比體積和密度v與ρ互成倒數(shù)，即：vρ＝1注意：Pb并非當(dāng)?shù)卮髿鈮海菈毫Ρ硭幁h(huán)境壓力注意：熱力學(xué)公式里使用的溫度單位皆為熱力學(xué)溫標(biāo)

一個(gè)熱力系統(tǒng)，如果在不受外界影響的條件下，系統(tǒng)的狀態(tài)能夠始終保持不變，則系統(tǒng)的這種狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。3、平衡狀態(tài)和狀態(tài)方程式熱力平衡狀態(tài)滿足條件：熱平衡：組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒(méi)有熱量的傳遞力平衡：組成熱力系統(tǒng)的各部分之間沒(méi)有相對(duì)位移平衡狀態(tài)是相對(duì)時(shí)間而言的，均勻狀態(tài)是相對(duì)空間而言的對(duì)于處于熱力平衡態(tài)下的氣體、液體（單相），如果不計(jì)重力的影響，則系統(tǒng)內(nèi)部各處的性質(zhì)是均勻一致的，各處的溫度、壓力、比體積等狀態(tài)參數(shù)相同。如果考慮重力影響，則系統(tǒng)中的壓力和密度將沿高度而有所差別。對(duì)于氣液兩相并存的熱力平衡系統(tǒng)，氣相和液相的密度不同，因而系統(tǒng)不是均勻的。本書在未加特別說(shuō)明之處，一律把平衡狀態(tài)下的單相物系當(dāng)作是均勻的，各處的狀態(tài)參數(shù)相同。

平衡狀態(tài)與均勻狀態(tài)之間的關(guān)系就平衡而言，不存在不平衡勢(shì)是其本質(zhì)，而狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化只是其現(xiàn)象平衡必穩(wěn)定，穩(wěn)定不一定平衡

平衡狀態(tài)與穩(wěn)定狀態(tài)之間的關(guān)系

狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖只有平衡態(tài)才能在狀態(tài)坐標(biāo)圖上用點(diǎn)表示，不平衡態(tài)沒(méi)有確定的熱力學(xué)狀態(tài)參數(shù)，無(wú)法在圖上表示；

狀態(tài)公理注意：Rg=R/M由一系列連續(xù)的平衡態(tài)組成的過(guò)程稱為準(zhǔn)平衡過(guò)程，也稱準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程

準(zhǔn)平衡過(guò)程是實(shí)際過(guò)程進(jìn)行得足夠緩慢的極限情況。4、熱力過(guò)程

實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)平衡過(guò)程的條件：

推動(dòng)過(guò)程進(jìn)行的勢(shì)差無(wú)限小。（以保證系統(tǒng)在任意時(shí)刻都無(wú)限接近于平衡態(tài)）可逆過(guò)程與不可逆過(guò)程

如果系統(tǒng)完成某一熱力過(guò)程后，再沿原來(lái)路徑逆向運(yùn)行時(shí)，能使系統(tǒng)和外界都返加到原來(lái)的狀態(tài)，而不留下任何變化，則這一過(guò)程稱為可逆過(guò)程，否則為不可逆過(guò)程。

通過(guò)摩擦、電阻、磁阻等使功變成熱的效應(yīng)實(shí)現(xiàn)可逆過(guò)程的充要條件：

首先應(yīng)是準(zhǔn)平衡過(guò)程過(guò)程中不存在任何耗散效應(yīng)約定：系統(tǒng)對(duì)外界作功取為正，外界對(duì)系統(tǒng)作功取為負(fù)。

可逆過(guò)程的功的計(jì)算熱量約定：系統(tǒng)吸熱為正，放熱為負(fù)功

可逆過(guò)程的熱量的計(jì)算5、過(guò)程功和熱量6、熱力循環(huán)循環(huán)的經(jīng)濟(jì)性

工質(zhì)由某一初態(tài)出，經(jīng)歷一系列熱力狀態(tài)變化后，又回到原來(lái)初態(tài)的封閉熱力過(guò)程稱為熱力循環(huán)，簡(jiǎn)稱循環(huán)?？赡嫜h(huán)與不可逆循環(huán)

全部由可逆過(guò)程組成的循環(huán)為可逆循環(huán)；循環(huán)中有一個(gè)過(guò)程不可逆，即為不可逆循環(huán)?？赡嫜h(huán)在狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上為一封閉的曲線

正向循環(huán)（順時(shí)針循環(huán)）

把熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的循環(huán)叫正向循環(huán)，也叫動(dòng)力循環(huán)，它使外界得到功熱源冷源熱機(jī)Q2Q1

逆向循環(huán)

把熱量從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩吹难h(huán)叫逆向循環(huán)，也叫制冷循環(huán)或熱泵循環(huán)，它消耗外界的功熱源冷源熱機(jī)Q2Q1熱泵循環(huán):熱泵系數(shù)：制冷循環(huán):制冷系數(shù)第二章熱力學(xué)第一定律本章的基本要求深入理解熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì)，熟練掌握熱力學(xué)第一定律及其表達(dá)式。能夠正確、靈活地應(yīng)用熱力學(xué)第一定律表達(dá)式來(lái)分析計(jì)算工程實(shí)際中的有關(guān)問(wèn)題。掌握能量、儲(chǔ)存能、熱力學(xué)能、遷移能的概念掌握體積變化功、推動(dòng)功、軸功和技術(shù)功的概念及計(jì)算式。注意焓的引出及其定義式?；局R(shí)點(diǎn)熱一定律的實(shí)質(zhì)：進(jìn)入系統(tǒng)－離開(kāi)系統(tǒng)＝系統(tǒng)儲(chǔ)存能變化系統(tǒng)儲(chǔ)存能的定義是什么？包括哪些形式能量？和內(nèi)能之間的關(guān)系？閉口系統(tǒng)和開(kāi)口系統(tǒng)的熱一定律表述形式？可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程中有何區(qū)別？膨脹功、技術(shù)功、軸功都是什么含義？之間的關(guān)系？穩(wěn)流開(kāi)口系統(tǒng)能量方程的幾種表述形式？熱一定律在特定場(chǎng)合和實(shí)際工程中的應(yīng)用。非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)問(wèn)題2、系統(tǒng)儲(chǔ)存能系統(tǒng)儲(chǔ)存的能量稱為儲(chǔ)存能，它有內(nèi)部?jī)?chǔ)存能與外部?jī)?chǔ)存能之分。

外部?jī)?chǔ)存能重力位能：宏觀動(dòng)能：

內(nèi)部?jī)?chǔ)存能3、熱一定律表述形式

閉口系統(tǒng)的能量方程

開(kāi)口系統(tǒng)的能量方程（穩(wěn)定流動(dòng)能量方程）對(duì)于循環(huán)：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)的開(kāi)口與閉口wsq穩(wěn)流開(kāi)口系閉口系(1kg)等價(jià)4、推動(dòng)功、流動(dòng)功和焓推動(dòng)工質(zhì)流動(dòng)所作的功，稱為推動(dòng)功。

焓是狀態(tài)參數(shù)。

焓是物質(zhì)進(jìn)出開(kāi)口系統(tǒng)時(shí)帶入或帶出的熱力學(xué)能與推動(dòng)功之和，是隨物質(zhì)一起轉(zhuǎn)移的能量。5、膨脹功、技術(shù)功、軸功對(duì)于可逆過(guò)程：6、非穩(wěn)態(tài)流動(dòng)進(jìn)入系統(tǒng)的能量離開(kāi)系統(tǒng)的能量系統(tǒng)中儲(chǔ)存能量的增加＝－例：絕熱充氣過(guò)程的條件可表示為：

忽略進(jìn)入容器時(shí)氣體的動(dòng)能及位能變化，則方程變?yōu)椋旱谌職怏w和蒸汽的性質(zhì)基本知識(shí)點(diǎn)理想氣體的基本定義？工程上理想氣體的判定準(zhǔn)則？理想氣體的狀態(tài)方程表達(dá)形式？對(duì)于理想氣體的內(nèi)能、焓有何特殊性？定壓比熱和定容比熱之間的關(guān)系？（邁耶公式）熵的定義是什么？理想氣體的熵表達(dá)形式有哪些？理想氣體混合物7、應(yīng)掌握有關(guān)蒸氣的各種術(shù)語(yǔ)及其意義。如：汽化、凝結(jié)、飽和狀態(tài)、飽和蒸氣、飽和液體、飽和壓力、三相點(diǎn)、臨界點(diǎn)、汽化潛熱等。8、了解蒸氣定壓發(fā)生過(guò)程及其在p-v圖和T-s圖上的一點(diǎn)、二線、三區(qū)和五態(tài)。1、定義理想氣體指分子間沒(méi)有相互作用力、分子是不具有體積的彈性質(zhì)點(diǎn)的假想氣體

什么情況下實(shí)際氣體可視為理想氣體在常溫常壓下H2、O2、N2、CO2、CO、He及空氣、燃?xì)?、煙氣等均可作為理想氣體處理，誤差不超過(guò)百分之幾。(通常溫度不低于－20℃，壓力不高于200at)2、理想氣體的狀態(tài)方程表達(dá)形式Rg為氣體常數(shù)（單位J/kg·K），與氣體所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)，隨氣體的種類不同而異既與狀態(tài)無(wú)關(guān)，也與氣體性質(zhì)無(wú)關(guān)。稱為摩爾氣體常數(shù)。3、定壓比熱和定容比熱對(duì)于理想氣體：對(duì)于理想氣體，cp、cv

是溫度的單值函數(shù)，因此它們也是狀態(tài)參數(shù)。比熱比：4、理想氣體的熱力學(xué)能、焓、熵理想氣體的熱力學(xué)能和焓是溫度的單值函數(shù)：理想氣體的熵：5、理想氣體混合物分壓力定律和分體積定律1、混合物氣體常數(shù)、摩爾質(zhì)量2、混合物熱力學(xué)能、焓、熵3、混合物的比熱容流體區(qū)超臨界區(qū)相圖

表示飽和壓力和飽和溫度關(guān)系的狀態(tài)參數(shù)圖（p-T圖）稱為相圖相變圖一點(diǎn)：臨界點(diǎn)二線：上界線和下界線三區(qū)：液態(tài)區(qū)、濕蒸氣區(qū)及過(guò)熱區(qū)五態(tài)：未飽和水、飽和水、濕蒸氣、干飽和蒸氣及過(guò)熱蒸氣濕空氣空氣飽和與否取決于t，pv空氣達(dá)到飽和的途徑

t不變，pv上升，pv=ps(t)，A－CPv不變，t下降，t=ts(pv)，A－B

濕空氣相對(duì)濕度越小，汽化熱增大，濕球溫度越低Tstwtdt第四章理想氣體的熱力過(guò)程基本要求熟練掌握四種基本過(guò)程以及多變過(guò)程的初終態(tài)基本狀態(tài)參數(shù)p、v、T之間的關(guān)系。熟練掌握四種基本過(guò)程以及多變過(guò)程中系統(tǒng)與外界交換的熱量、功量的計(jì)算。能將各過(guò)程表示在p-v圖和T-s圖上，并能正確地應(yīng)用p-v圖和T-s圖判斷過(guò)程的特點(diǎn)，即u、

h、q及w等的正負(fù)