《工程熱力學》知識點-第五版

第一章基本概念

1.基本概念

熱力系統(tǒng)：用界面將所要研究的對象與周圍環(huán)境分隔開來，這種人為分隔的研究對象，稱為熱力系

統(tǒng)，簡稱系統(tǒng)。

邊界：分隔系統(tǒng)與外界的分界面，稱為邊界。

外界：邊界以外與系統(tǒng)相互作用的物體，稱為外界或環(huán)境。

閉口系統(tǒng)：沒有物質(zhì)穿過邊界的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)，也稱控制質(zhì)量。

開口系統(tǒng)：有物質(zhì)流穿過邊界的系統(tǒng)稱為開口系統(tǒng)，又稱控制體積，簡稱控制體，其界面稱為控制

界面。

絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間沒有熱量傳遞，稱為絕熱系統(tǒng)。

孤立系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換，稱為孤立系統(tǒng)。

單相系：系統(tǒng)中工質(zhì)的物理、化學性質(zhì)都均勻一致的系統(tǒng)稱為單相系。

復相系：由兩個相以上組成的系統(tǒng)稱為復相系，如固、液、氣組成的三相系統(tǒng)。

單元系：由一種化學成分組成的系統(tǒng)稱為單元系。

多元系：由兩種以上不同化學成分組成的系統(tǒng)稱為多元系。

均勻系：成分和相在整個系統(tǒng)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(tǒng)空間呈非均勻分布，稱非均勻系。

熱力狀態(tài)：系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況，稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài)，簡稱為狀態(tài)。

平衡狀態(tài)：系統(tǒng)在不受外界影響的條件下，如果宏觀熱力性質(zhì)不隨時間而變化，系統(tǒng)內(nèi)外同時建立

了熱的和力的平衡，這時系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀態(tài)，簡稱為平衡狀態(tài)。

狀態(tài)參數(shù)：描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。如溫度（7）、壓力（0、比容（u）

或密度（q）、內(nèi)能（〃）、玲（力、燧（$）、自由能（力、自由蛤Q）等。

基本狀態(tài)參數(shù)：在工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)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(tài)參數(shù)。

溫度：是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量，其物理實質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)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(huán)境所測得的壓力。如工程上常用測壓儀表測定系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力即為相對

壓力。

比容：單位質(zhì)量工質(zhì)所具有的容積，稱為工質(zhì)的比容。

密度：單位容積的工質(zhì)所具有的質(zhì)量，稱為工質(zhì)的密度。

強度性參數(shù)：系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值與整個系統(tǒng)的參數(shù)值相同，與質(zhì)量多少無關(guān)，沒有可加性，如

溫度、壓力等。在熱力過程中，強度性參數(shù)起著推動力作用，稱為廣義力或勢。

廣延性參數(shù)：整個系統(tǒng)的某廣延性參數(shù)值等于系統(tǒng)中各單元體該廣延性參數(shù)值之和，如系統(tǒng)的容積、

內(nèi)能、蛤、炳等。在熱力過程中，廣延性參數(shù)的變化起著類似力學中位移的作用，稱為廣義位移。

準靜態(tài)過程：過程進行得非常緩慢，使過程中系統(tǒng)內(nèi)部被破壞了的平衡有足夠的時間恢復到新的平

衡態(tài)，從而使過程的每一瞬間系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)都非常接近平衡狀態(tài)，整個過程可看作是由一系列非

常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成，并稱之為準靜態(tài)過程。

可逆過程：當系統(tǒng)進行正、反兩個過程后，系統(tǒng)與外界均能完全回復到初始狀態(tài)，這樣的過程稱為

可逆過程。

膨脹功：由于系統(tǒng)容積發(fā)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(huán)：工質(zhì)從某一初態(tài)開始，經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，最后又回復到初始狀態(tài)的全部過程稱為熱

力循環(huán)，簡稱循環(huán)。

2.常用公式

狀態(tài)參數(shù)：

2

\dx=x2-xxfr/r=0

1

狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的函數(shù)，對應(yīng)一定的狀態(tài)，狀態(tài)參數(shù)都有唯一確定的數(shù)值，工質(zhì)在熱力過程中發(fā)生

狀態(tài)變化時，由初狀態(tài)經(jīng)過不同路徑，最后到達終點，其參數(shù)的變化值，僅與初、終狀態(tài)有關(guān)，而與狀

態(tài)變化的途徑無關(guān)。

溫度：

1.—=BT

2

-2

式中絲L一分子平移運動的動能，其中加是一個分子的質(zhì)量，而是分子平移運動的均

2

方根速度；

8一比例常數(shù)；

一氣體的熱力學溫度。

2.7=273+1

壓力：

2mw~2…

1.p=—n------=—nBl

式中戶一單位面積上的絕對壓力；

N

〃一分子濃度，即單位容積內(nèi)含有氣體的分子數(shù)〃二三，其中〃為容積/包含的氣體

V

分子總數(shù)。

2.p/

f

式中—整個容器壁受到的力，單位為牛(N)；

?容器壁的總面積(in?)。

3.p=B+Pg(P>S)

p=B-H(火6)

式中8-當?shù)卮髿鈮毫?/p>

只一高于當?shù)卮髿鈮毫r的相對壓力，稱表壓力；

H一低于當?shù)卮髿馊f力時的相對壓力，稱為真空值.

比容：

1.v=-m3/kg

tn

式中—工質(zhì)的容積

m—工質(zhì)的質(zhì)量

2.pv=\

式中p-工質(zhì)的密度kg/m3

v一工質(zhì)的比容m3/kg

熱力循環(huán)：

，陽=，如，

或￡AH=O,f=0

循環(huán)熱效率：7=也=4二組=1一”

0%%

式中Qi-工質(zhì)從熱源吸熱；

6—工質(zhì)向冷源放熱：

此一循環(huán)所作的凈功。

制冷系數(shù)：與=四=」2-

%/一矽

式中中一工質(zhì)向熱源放出熱量；

0—工質(zhì)從冷源吸取熱量;

斷——循環(huán)所作的凈功O

供熱系數(shù)：&="=—^―

%%一仍

式中中一工質(zhì)向熱源放出熱量

Cfl一工質(zhì)從冷源吸取熱量

斷一循環(huán)所作的凈功

3.重要圖表

圖17熱力系統(tǒng)

控制界面孤

立

系

統(tǒng)

邊

界

圖1-3開口系統(tǒng)

圖1-4孤立系統(tǒng)

出口段

圖1-6各壓力間的關(guān)系

圖1-14任意循環(huán)在“一口圖上的表示

(a)正循環(huán)：(b)逆循環(huán)

第二章氣體的熱力性質(zhì)

1.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)、不占有體積的質(zhì)

點所構(gòu)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：在定容情況下，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(zhì)量比熱：在定壓過程中，單位質(zhì)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(zhì)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°C）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(zhì)量比熱：在定容過程中，單位質(zhì)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(zhì)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：混合氣體的總壓力P等于各組成氣體分壓力A之和。

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?cè)莘eV等于各組成氣體分容積V.之和。

混合氣體的質(zhì)量成分：混合氣體中某組元氣體的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為混合氣體的質(zhì)量

成分。

混合氣體的容積成分：混合氣體中某組元氣體的容積與混合氣體總?cè)莘e的比值稱為混合氣體的容積

成分。

混合氣體的摩爾成分：混合氣體中某組元氣體的摩爾數(shù)與混合氣體總摩爾數(shù)的比值稱為混合氣體的

摩爾成分。

對比參數(shù)：各狀態(tài)參數(shù)與臨界狀志的同名參數(shù)的比值。

對比態(tài)定律：對于滿足同一對比態(tài)方程式的各種氣體，對比參數(shù)7；和匕中若有兩個相等，則

第三個對比參數(shù)就一定相等，物質(zhì)也就處于對應(yīng)狀態(tài)中。

2.常用公式

理想氣體狀態(tài)方程：

1.pv=KT

式中"一絕對壓力Pa

v——上匕容m3/kg

T—熱力學溫度K

適用于1千克理想氣體。

2.pV=mRT

式中V—質(zhì)量為成g氣體所占的容積

適用于m千克理想氣體。

3.pYM-R0T

式中心照一氣體的摩爾容積，m7kmol：

Ro=MR一通用氣體常數(shù)，J/kmoI?K

適用于1千摩爾理想氣體。

4.pV=nRJ

式中1^—nKmoI氣體所■占有的容積，m3：

n一氣體的摩爾數(shù)，n=—,kmol

M

適用于n千摩爾理想氣體。

5.通用氣體常數(shù)：吊

Ro=8314J/Kmol*K

必與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無關(guān)。

6.氣體常數(shù)：R

/?與狀態(tài)無關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。

7PlW=P2V2

.工一4

比熱：

1.比熱定義式：。=包

(1T

表明單位物量的物體升高或降低1K所吸收或放出的熱量。其值不僅取決于物質(zhì)性質(zhì)，還與

氣體熱力的過程和所處狀態(tài)有關(guān)。

2.質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關(guān)系："=嬴=即。

式中c—質(zhì)量比熱，kJ/Kg?k

c'—容積比熱，kJ/m3-k

Me—摩爾比熱，kJ/KmoI,k

表明單位物量的氣體在定容情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱量。

4.定壓比熱：c=^-=—

pdrdr

表明單位物量的氣體在定壓情況下升高或降低住所吸收或放出的熱量。

5.梅耶公式：

Cp-/=R

c'p-c'=PoR

（）

Mep-Mcv=MR=R

6.比熱比：

Cvc\.Mcv

KR

-r

K

nR

C^―

道爾頓分壓定律：〃=Pi+〃2+〃3+...+P〃=￡P(guān)j

T.V

阿密蓋特分容積定律：V=V1+V2+V3++k［平

T,P

m,

質(zhì)量成分:g,=—

in

g|+g2+…，+g“=Zg，=l

1=1

容積成分:

4+弓+1Zll

1=1

摩爾成分:

X=Xi+X2+...+X"==1

1=1

容積成分與摩爾成分關(guān)系:

n

質(zhì)量成分與容積成分:

肛—

niMiM.M,

---------ZZ------------------x—L=r-L

nM，M1M

M,RPi

折合分子量:M=—i=1

nn

1

M=

g|+&-+...+gnSi

M%M.叫

VnfLV/n,.—

折合氣體常數(shù)：R吟吟『中斗R.

4=__________殳__________1_1

M4%+為區(qū)+……+rnMni+2L+……+ifA

&&R〃白R,

v

r

分壓力的確定V

￡MN

A-&p-g-p=當-

gMR

混合氣體的比熱容：C=g￡+g2c2+...+g〃c〃=Zg￡

1=1

，，

混合氣體的容積比熱容：c*=z;c1+r2c2+...+乙=、3；?

?=i

混合氣體的摩爾比熱容：Me=M￡g￡=之皿￡

i=li=l

混合氣體的熱力學能、始和烯u=工5或U=Z〃7M

f-i

H=Zh或”二z帥

M1-1

s=￡Sj或S=?〃M

r=./=l

范德瓦爾(VanderWaals)方程

(p+±}(v-b)=RT

對于1kmol實除氣體

"言)(Vi)=V

壓縮因子:

z=二*

%RT

_T_p

對比參數(shù):(T一言，Pr~一,

TcPc

3.重要圖表

常用氣體在理想狀態(tài)下的定壓摩爾比熱與溫度的關(guān)系

Mct)=ao+a(T+%72+aJT3(kj/(lanol*ky)

溫度范圍最大誤差

4X1()364X1O'

氣體分子式旬?2xl0

(K)%

空氣28.1061.96654.8023-1.9661273*18000.72

氫H28.10-1.9159-4.0038-0.87C4273~18001.01

氧0；25.17715.2022-5.06181.3117273*18001.19

氮N：28.907-1.57138.0805-28.7256273~18000.59

一氧化碳CO28,2601.67515.3717-2.2219273~18000.89

二氧化碳Cd22.25759.8084-35.01007.4693273*18000.647

水蒸氣H2032.2381.923410.5549-3.5952273*18000.53

乙烯C2H24.1261155.0213-81.545516.9755298*15000.30

丙飾C3H43.7457234.0107-115.127821.7353298~15000.44

甲烷CH419.88750.241612.6860-11.0113273~15001.33

乙烷C2H°5.413178.0872-69.37498.7147298~15000.70

丙烷C3HB-4.233306.264-158.631632.1455298*15000.28

幾種氣體在理想氣體狀態(tài)下的平均定壓質(zhì)量比熱容

空氣

tCC)02N2H2COC02H20

00.9151.03914.1951.0401.0040.8151.859

1000.9231.04014.3531.0421.0060.8661.873

2000.9351.04314.4211.0461.0120.9101.894

3000.9501.04914.4461.0541.0190.9491.919

4000.9651.05714.4771.0631.0280.9831.948

5000.9791.06614.5091.0751.0391.0131.978

6000.9931.07614.5421.0861.0501.0402.009

/UU1.00b1.U?Z14.38/1.0781.0611.0642.U42

8001.0161.09714.6411.1091.0711.0852.075

9001.0261.10814.7061.1201.0811.1042.110

10001.0351.11814.7761.1301.0911.1222.144

11001.0431.12714.8531.1401.1001.1382.177

12001.0511.13614.9341.1491.1081.1532.211

13001.0581.14515.0231.1581.1171.1662.243

14001.0651.15315.1131.1661.1241.1782.274

15001.0711.16015.2021.1731.1311.1892.305

16001.0771.16715.2941.1801.1381.2002.335

17001.0831.17415.3831.1871.1441.2092.363

18001.0891.18015.4721.1921.1501.2182.391

19001.0941.18615.5611.1981.1561.2262.417

20001.0991.19115.6491.2031.1611.2332.442

21001.1041.19715.7361.2081.1661.2412.466

22001.1091.20115.8191.2131.1711.2472.489

23001.1141.20615.9021.2181.1761.2532.512

24001.1181.21015.9831.2221.1801.2592.533

25001.1231.21416.0641.2261.1821.2642.554

密度P(kg/m3)1.42861.25050.089991.25051.29321.96480.8042

幾種氣體的臨界參數(shù)和范德瓦爾常數(shù)

￡P(guān)caxlO3bx\03

物質(zhì)名稱

(K)(MPa)(MPa.m6/k(rol?)(m3/kmol)

He5.30.229013.576724.05

24.9304

H233.31.2970226.68

126.23.39456136.811538.63

N2

02154.85.07663137.642931.68

co?304.27.38696365.292042.78

NH3405.511.29830424.381237.30

647.322.12970552.106930.39

H2O

190.74.64091228.500142.69

CH4

co133.03.49589147.547939.53

幾種氣體的臨界壓絹因子

co?

物質(zhì)H,N?2NHCH

He。3H20CO4

Z。0.3000.3040.2970.2920.2740.2380.2300.2940.290

Pr

圖2-5通用壓縮因子圖

第三章熱力學第一定律

1.基本概念

熱力學第一定律：能量既不能被制造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，或從

一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個系統(tǒng)，而其總量保持恒定，這一自然界普遍規(guī)律稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。

把這一定律應(yīng)用于伴有熱現(xiàn)象的能量和轉(zhuǎn)移過程，即為熱力學第一定律。

第一類永動機：不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機，稱為第一類永動機。

熱力學能：熱力系處于宏現(xiàn)靜止狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所具有的能量之和。

外儲存能：也是系統(tǒng)儲存能的一部分，取決于系統(tǒng)工質(zhì)與外力場的相互作用（如重力位能）及以外

界為參考坐標的系統(tǒng)宏觀運動所具有的能量（宏觀動能）。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲存能。

軸功：系統(tǒng)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）：當工質(zhì)在流進和流出控制體界面時，后面的流沐推開前面的流體而前進，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控制體界面而傳遞的機

械功，它是維持流體正常流動所必須傳遞的能量。

玲：流動工質(zhì)向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分能量。對于流動工質(zhì)，蛤二內(nèi)能+

流動功，印燃具有能量意義；對于不流動工質(zhì)，蛤只是一個復合狀態(tài)參數(shù)。

穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況：工質(zhì)以恒定的流量連續(xù)不斷地進出系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和

宏觀運動參數(shù)都保持一定，不隨時間變化，稱穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況。

技術(shù)功：在熱力過程中可被直接利用來作功的能量，稱為技術(shù)功。

動力機：動力機是利用工質(zhì)在機器中膨脹獲得機械功的設(shè)備。

壓氣機：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設(shè)備稱為壓氣機。

節(jié)流：流體在管道內(nèi)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(xiàn)象。

2.常用公式

外儲存能：

1.宏觀動能：

k12

=mc

Ek~

2.重力位能：

Ep=mgz

式中g(shù)一重力加速度。

系統(tǒng)總儲存能：

1.E=U+EnL+Ern

或E=U+—me2+mgz

c12

2.e=u+-c+gz

3.E=U或e=u（沒有宏觀運動，并且高度為零）

熱力學能變化：

2

1.du=cvdT,AM=JcvdT

i

適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程

2.△〃=「（乙一（）

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）

（2h??

3.Aw=fcvdt=Jcvdt-fcvdt=cvn\t2-cvm\卜

“0011

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）

/、2

4.把q,=/（7j的經(jīng)驗公式代入=積分。

1

適用于理地氣體一切過號或者實際氣體定農(nóng)過程（用真實比執(zhí)公式計算）

5.U=U]+。2+???+〃，，=￡〃，=￡加，%

<=1/=1

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(zhì)量熱力學能與其質(zhì)量的乘積。

2

6.Aw=-Jpdv

i

適用于任何工質(zhì)，可逆過程。

7.△“二?

適用于任何工質(zhì)，可逆定容過程

2

8.Aw=fpdv

?

適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過程。

9.△0=（）

適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)絕熱、對外不作功的熱力過程等熱力學能或理想氣體定溫過

程。

10.AU=Q-W

適用于mkg質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過程。

11.△〃=q-卬

適用于1kg質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過程

12.du=6q-pdv

適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程

13.Aw=zV?-^pv

熱力學能的變化等于玲的變化與流動功的差值C

始的變化：

1.H=U+pV

適用于m千克工質(zhì)

2.h=u+pv

適用于1千克工質(zhì)

3.h=u+RT=f（T）

適用于理想氣體

4.dh=cpdT,M=JcpdT

iz

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

5.Mi=cp(T2-Ti)

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

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

2

7.把Cp=/(7j的經(jīng)臉公式代入M=jcp仃積分。

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，用真實比熱公式計算

8.”="]+為+???+%=￡”,=￡*

i=li=l

由理想氣體組成的混合氣體的蛤等于各組成氣體培之和，各組成氣體烙又可表示為單位質(zhì)量

蛤與其質(zhì)量的乘積。

9.熱力學第一定律能量方程

6Q=(%+g0；+)而2_(4+gC；+gZ[)5為+6WS+dE(y

適用于任何工質(zhì)，任何熱力過程。

1,

10.dh=&]--de1-gdz-

適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)滯熱力過程

11.dh=6q-折心

適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。

2

12.\h=q-\vdp

i

適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。

2

13.A/?=-fvdp

i

適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。

14.Mi=q

適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定壓過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。

15.A//=O

適用于任何工質(zhì)等蛤或理想氣體等溫過程。

場的變化：

1.加嚕

適用于任何氣體，可逆過程。

2.As,=Asz-+

△s/為腐流，其值可正、可負或為零：As.為隔產(chǎn)，其值恒大于或等于零。

T

3.A5=cvln^-（理想%體、可逆定容過程）

式

4.Ay=c,ln土（理想氣體、可逆定壓過程）

P（

5.As=R\n^-=R\n-^~（理想氣體、可逆定溫過程）

匕Pi

6.As=0（定端過程）

Ay=cvIn—+/?In—

T\匕

=cIn--Rin—

P十Pi

-cIn—+cvIn—

匕P\

適用于理想氣體、任何過程

功量：

膨脹功（容積功）：

,2

1.pdv或）夕=Jpdv

?

適用于任何工質(zhì)、可逆過程

2.vv=0

適用于任何工質(zhì)、可逆定容過程

3.w=p（v2-v,）

適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程

4.w=RTIn-^-

vi

適用于理想氣體、可逆定溫過程

5.w=q-

適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過程。

6.w=q

適用于理想氣體定溫過程。

7.w=-A?

適用于任何氣體絕熱過程。

8.w=-\CvdT

\

適用于理想氣體、絕熱過程

9.

w=-Aw

=—~；(PM-p2y2)

K-1

二/7町-72)

*-1■

二町1」立〕丁

kTIPI>

適用于理想氣體、可逆絕熱過程

10.

=」7（"舊一"2叱）

n-1

」7也一七）

n-\

("I)

n-\\P\

適用于理想氣體、可逆多變過程

流動功：

wf=p2v2-p^

推動1kg工盾進、出控制體所必須的功C

技術(shù)功:

2

1.wt=-Ac+gAz+ws

熱力過程中可被直接利用來作功的能量，統(tǒng)稱為技術(shù)功。

c1Oc

2.砌=—de+gdz+5Ks

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程

3.wt=W+P］匕—p2v2

技術(shù)功等于膨脹功與流動功的代數(shù)和。

4.<5vv,=-vdp

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程

2

5.w=-Jvdp

ti

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程

熱量：

1.dq=TdS

適用于任何工質(zhì)、微元可逆過程。

2.q=]Tds

1

適用于任何工質(zhì)、可逆過程

3.Q=^U+W

適用于mkg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程

4.=Aw+w

適用于1kg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程

5.6q=du+pdv

適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程。

2

6.=Aw+Jpdv

i

適用于任何工質(zhì)可逆過程。

7慰=(/+g或+gZ2)M_(4+gc；+gZ1,+6WS+dEs

適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過程。

1,

8.的=〃〃+5de+gdz+砌$

適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程

9.q=M+嗎

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程

10.<7=Az/

適用于任何工質(zhì)定容過程

11.q=cv,(7^—7])

適用于理想氣體定容過程。

12.q=岫

適用于任何工質(zhì)定壓過程

13.g=c0(3—n)

適用于理想氣體、定壓過程

14.q=0

適用于任何工質(zhì)、絕熱過程

15.4==〃,伉-7；）（〃工1）

n-\

適用于理想氣體、多變過程

3.重要圖表

圖3—1軸功

圖3-2流動功

圖3—3閉口系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換

圖3-7技術(shù)功

2加2

開口系統(tǒng)(控制體)

基準面

圖3—5開口系統(tǒng)

第四章理想氣體的熱力過程及氣體壓縮

1.基本概念

分析熱力過程的一般步驟：1.依據(jù)熱力過程特性建立過程方程式，p=f(v)：

2.確定初、終狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù)：

3.將過程線表示在p-v圖及T—s圖上，使過程直觀，便于分析討論。

4.計算過程中傳遞的熱量和功量。

絕熱過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的狀態(tài)變化過程，即的=0或4=0稱為絕熱過

程。

定炳過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程，稱為定場過程。

多變過程：凡過程方程為常數(shù)的過程，稱為多變過程。

定容過程：定量工質(zhì)容積保持不變時的熱力過程稱為定容過程。

定壓過程：定量工質(zhì)壓力保持不變時的熱力過程稱為定壓過程。

定溫過程：定量工質(zhì)溫度保持不變時的熱力過程稱為定溫過程。

單級活塞式壓氣機工作原理：吸氣過程、壓縮過程、排氣過程，活塞與往返一次，完成以上三個過

程。

活塞式壓氣機的容積效率：活塞民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：為了安置進、排氣閥以及避免活塞與汽缸端蓋間的碰撞，在汽缸端蓋與活塞

行程終點間留有一定的余隙，稱為余隙容積，簡稱余隙。

最佳增壓比：使多級壓縮中間冷砰壓氣機耗功最小時，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(tài)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(huán)：若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)羽■外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能，則此循環(huán)稱

為熱機循環(huán)。

2.常