工程热力学读介绍模板笔记

1、创作：欧阳科时间：2021.02.05第一部分：绪论1、工程热力学工程热力学是研究热能有效利用及其热能与其他形式能量转换规 律的科学。2、热力学分类工程热力学(热能与机械能)，物理热力学，化学热力学等3、热力装置的共同特点热源和冷源、工质、容积变化功、循环4 扌丸対滋5【F程热力学研究内容能量转换的基本定律，工质的基本性质和热力过程，热工转换设 备及其工作原理，化学热力学基础。6、工程热力学研究方法(1) 宏观方法：连续体(continuum),用宏观物理量描述其状 态，其基本规律是无数经验的总结(如：热力学第一定律)。特点：可靠，普遍，不能任意推广经典(宏观，平衡)热力学(2) 新观方法；从

2、微五粒子的运动及相互作用角度研究热现象 及规律特点：揭示本质，模型近似微观(统计)热力学第一章：基本概念1、热力系统(1) 热力系统(热力系、系统厂人为指定的研究对象(如：一个 固定的空间)；(2) 外界：系统以外的所有物质；(3) 边界(界面):系统与外界的分界面；(4) 系统与外界的作用都通过边界；(5) 以系统与外界关系划分：有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系欧阳科创编2021.02.05是否传功非绝功系 绝功系是否传热、功、质非孤立系 孤立系(6) 简单可压缩系统只交换热量和一种准静态的容积变化功；2、状态和状态参数(1) 状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况(2) 状态参

3、数：描述热力系状态的物理量(3) 状态参数的特征：状态确定，则状态参数也确定，反之亦然状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与 初终态有关状态参数的微分特征：全微分(4) 强度参数与广延参数强度参数：与物质的量无关的参数，如压力p、温度T广延参数：与物质的量有关的参数 可加性，如质量m、容 积V、内能(也称之为：热力学能)U、焙H、燔S3、基本状态参数(1) 压力 p ( pressure )物理中压强，单位:Pa (Pascal), N/m2o绝对压力与环境压力的相对值相对压力；只有绝对压力p才是状态参数；大气压随时间、地点变化；(2) 温度 T ( Temperature )传

4、统：冷热程度的度量。感觉，导热，热容量；微观：衡量分子平均动能的量度；热力学第零定律(R.W. Fowler in 1931),如果两个系统分别与 第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必 然处于热平衡。小' 处壬同一热平衡状态的各个热力系，必定有某一宏观特征彼此相 同，用于描述此宏观特征的物理量温度。温度是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量。(3) 比容v ( specific volume )工质的稀疏程度。vV =叫 m3/kg4、平衡状态(1) 定义：在不受外界影响的条件下(重力场除外)，如果系统的状

5、态参数 不随时间变化，则该系统处于平衡状态。(2) 几种平衡状态 热平彳野 Thermal equilibrium : if the temperature is the same throughout the entire力平衡 Mechanical equilibrium : if there is no change in pressure at any point of the system with time相平衡 Phase equilibrium : when the mass of each phase reaches an equilibrium level and stay

6、s there 化学平彳野 Chemical equilibrium : if its chemical compositiondoes not change with time. That is, no chemical reactions occur.(3) 平衡的本质平衡的本质是不存在不平衡势。温差一热不平衡势压差一力不平衡势相变一相不平衡势化学反应一化学不平衡势稳定不一定平衡，但平衡一定稳定平衡不一定均匀，单相平衡态则一定是均匀的(4) 为什么引入平衡概念？如果系统平衡，可用一组确切的参数(压力、温度)描述。但平 衡状态是死态，没有能量交换，为此，引入准静态过程。5、状态方程、坐标图状

7、态公理对组元一定的闭口系，独立状态参数个数N二n+l ；独立参数数目N二不平衡势差数二能量转换方式的数目二各种功 的方式十热量二n十1 (n为容积变化功、电功、拉伸功、表面张力功等)只交换热量和一种准静态的容积变化功，简单可压缩系统：N二n+1二2 ；(2)状态方程基本状态参数(P，V,T)之间的关系，其方程的形式取决于工质的 性质。欧阳科创编理想气体的状态方程：PV=mRT（3）座标图常见p-v图和T-s图6、准静态过程、可逆过程（1）准静态过程（2）准静态过程的工程条件破坏平衡所需时间（外部作用时间）恢复平衡所需时间 （驰豫时间）有足够时间恢复新平衡称之为准静态过程，一般的工程过程都 可认

8、为是准静态过程。（3）准静态过程的容积变化功 Jw =pdv准静态容积变化功的说明1）单位为kJ或kJ/kg2）p-V图上用面积表3）功的大小与路径有 关，过程量 Path function4 ）统一规定： dV>0,膨胀，对外作功 （正）；dV<0,压缩，外内 作功（负）5）适于准静态下的任 何工质（一般为流体）6）外力无限制，功的表达式只是系统内部参数7）有无f,只影响系统功与外界功的大小差别（4）可逆过程的定义系统经历某一过程后，如果能使系统与外界同时恢复到初始状 态，而不留下任何痕迹，则此过程为可逆过程。可逆过程只是 指可能性，并不是指必须要回到初态的过程。可逆过程的实现准

9、静态过程（无不平衡势差）十无耗散效应（通过摩擦使功变 热的效应（摩阻，电阻，非弹性变性，磁阻等）二可逆过程引入可逆过程的意义1）准静态过程是实际过程的理想化过程，但并非最优过程（准静 态过程中的功可以转换为热），可逆过程是最优过程。2) 可逆过程的功与热完全可用系统内工质的状态参数表达，可 不考虑系统与外界的复杂关系，易分析。3) 实际过程不是可逆过程，但为了研究方便，先按理想情况 (可逆过程)处理，用系统参数加以分析，然后考虑不可逆因素加以修正O完全可逆、内可逆与外可逆7、功量(1) 功的热力学定义I当热力系与外界发生能量传递时，如果对外界的唯一效果可归结 为取起重物，此即为热力系对外作功。

10、(2) 功的热力学定义II功是系统与外界相互作用的一种方式，在力的推动下，通过有序 运动方式传递的能量。(3) 功的表达式8、热量与*商(1) 热量定义热量直热力系与外界相互作用的另一种方式，在温度的推动下， 以微观无序运动方式传递的能量。(2) 热量与容积变化功能量传递方式容积变化功传热量性质过程量过程量推动力压力p温度T标志dV, dvdS, ds条件准静态或可逆可逆(3) *商(Entropy)的定义(4) 燔的说明1) 燔是状态参数2) 符号规定系统吸热时为正Q > 0 dS> 0系统放热时为负Q<0 dS<03) 燔的物理意义：爛体现了可逆过程传热的大小与方向

11、4) 用途：判断热量方向计算可逆过程的传热量(5) 示功图与示热图9、热力循环(1)热力循环欧阳科创编2021.02.05热力系统经过一系列变化回到初态，这一系列变化过程称为热力循环。(2)两种循环发动机制冷(3)循环评价指标第二章：热力学第一定律1. 热力学第一定律的本质(1) 本质：能量转换及守恒定律在翹魁的应用(2) 闭口系循环的热一律表达式：扌创可呵，要想得到功，必须花 费热能或其他能量。热一律又可表述为“第一类永动机是不可能制成 的”2. 热力学第一定律推论内能3. 闭口系能量方程4. 开口系能量方程5. 稳定流动能量方程6. 稳定流动能力方程的应用举例第三章:理想气体的性质和过程1

12、. 理想气体状态方程2上匕热容3. 理想气体的u、h、s和热容5. 研究热力学过程的目的和方法6. 理想气体的等爛过程7. 理想气体热力过程的综合分析8. 活塞式压气机的压缩过程分析第四章：热力学第二定律1. 热二定律的表述与实质欧阳科创编2021.02.05欧阳科创编2. 卡诺循环和卡诺定理 3克劳修斯不等式4. ®5. 孤立系统爛增原理6. 爛方程7. Ex及其计算第五章：气体动力循环1 .活塞式内燃机动力循环2. 活塞式内燃机循环比较3. 斯特林循环4. 柏雷登循环5. 提高勃雷登循环热效率的其他措施第六章水和水蒸气的性质1纯物质的热力学面及相图2. 汽化与饱和3. 水蒸气的定压发生过程4. 水和水蒸气状态参数及其图表5. 水蒸气的热力过程第七章蒸汽动力循环1郎肯循环2. 实际蒸汽动力循环分析3. 蒸汽再热循环4蒸汽回热循环欧阳科创编5.热电联产循环第八章：制冷（致冷）循环1. 空气压缩制冷循环2. 蒸汽压缩制冷循环3. 热泵4. 吸收式制冷循环5. 制冷剂第九章：理想混合气体和湿空气1混合气体的成分2. 分压定律和分容定律3. 混合气体的参数计算4. 同T同P下理想气体绝热混合