北京理工大学815工程热力学考研1

1、工程工程热力学考研复习：工程工程热力学考研复习：一、主要内容：一、主要内容：基本概念基本概念基本定律基本定律常用工质性质常用工质性质化学热力学化学热力学基础基础二、方法：二、方法：宏观分析（体现在分析时必须先取定系统）宏观分析（体现在分析时必须先取定系统）基本概念复习基本概念复习内容范围（书上的章节）内容范围（书上的章节）11、12、13、14、15、16、17 。复习后达到的要求：复习后达到的要求：认识分析问题时取热力系统的必要性；认识分析问题时取热力系统的必要性；养成取系统的习惯；养成取系统的习惯；各热力系统的定义及特征；外界与环境概念；各热力系统的定义及特征；外界与环境概念；状态及状态参

2、数、平衡状态、准平衡状态定义；状态及状态参数、平衡状态、准平衡状态定义；过程，平衡过程，准平衡过程；过程，平衡过程，准平衡过程；状态量及特征、过程量及特征，两者间的区别；状态量及特征、过程量及特征，两者间的区别；循环的概念，经济性指标的名称；循环的概念，经济性指标的名称；功的概念及利用积分式计算功的条件。功的概念及利用积分式计算功的条件。理硕教育专注于北理工考研辅导本资料由理硕教育整理，理硕教育本资料由理硕教育整理，理硕教育是全国唯一专注于北理工考研辅导是全国唯一专注于北理工考研辅导的学校，相对于其它机构理硕教育的学校，相对于其它机构理硕教育有得天独厚的优势。丰富的理工内有得天独厚的优势。丰富

3、的理工内部资料资源与人力资源确保每个学部资料资源与人力资源确保每个学员都受益匪浅，确保理硕教育的学员都受益匪浅，确保理硕教育的学员初试通过率员初试通过率89%以上，复试通过以上，复试通过率接近率接近100%。热力学第一定律复习热力学第一定律复习内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）21、22、23、24、25、26、27 、132。复习后达到的要求：复习后达到的要求：掌握一句话：系统状态发生改变的原因是外界的作用；掌握一句话：系统状态发生改变的原因是外界的作用；系统处于稳定状态：外界各种作用是相互抵消的结果。系统处于稳定状态：外界各种作用是相互抵消的结果。系统处于改变的状态：外界各种作用不能

4、相互抵消。系统处于改变的状态：外界各种作用不能相互抵消。明确热力学能概念及在过程中变化量计算明确热力学能概念及在过程中变化量计算无化学反应只计算物理变化部分无化学反应只计算物理变化部分有化学反应需计算物理的和化学的总和两部分有化学反应需计算物理的和化学的总和两部分不含有时间约束的问题（整个过程所用时间是无穷大）不含有时间约束的问题（整个过程所用时间是无穷大）含有时间约束的问题（可能是非稳态问题，也可能是稳态含有时间约束的问题（可能是非稳态问题，也可能是稳态问题）问题）焓的定义及在过程中变化量的计算焓的定义及在过程中变化量的计算无化学反应只计算物理变化部分无化学反应只计算物理变化部分有化学反应需

5、计算物理的和化学的总和两部分有化学反应需计算物理的和化学的总和两部分能量方程式能量方程式闭口系统闭口系统pdvduq21pdvuq可逆过程可逆过程wuqwduq任意过程任意过程wuqdtwdtdudtq随时间变化随时间变化的任意过程的任意过程twhq任意过程任意过程twdhq开口系统开口系统只有稳态稳流过程（只有稳态稳流过程（1个进口，个进口，1个出口）时个出口）时iwzzgcchq)()(21122122iwgdzdcdhq221记住：技术功的来源是记住：技术功的来源是工质对机器作的功进出口动能差进出口位能差工质对机器作的功进出口动能差进出口位能差iwzzgccpvuq)()(21)(122

6、122twhq 流动功流动功动能差动能差位能差位能差对机器作功对机器作功一般情况下能量守恒方程：一般情况下能量守恒方程：通过开口处进入或离开的能量考虑：通过开口处进入或离开的能量考虑：热力学能推动功动能位能热力学能推动功动能位能焓焓 动能位能动能位能应用中注意：热力过程是否有其特点（如等温、等压、应用中注意：热力过程是否有其特点（如等温、等压、等容、等熵等）等容、等熵等）工质性质的复习工质性质的复习理想气体理想气体内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）31、32、33、34、35、36。121、122、123、124。复习后达到的要求：复习后达到的要求：（定值比热容、平均比热容、比热容关系）

7、（定值比热容、平均比热容、比热容关系）热力学能、焓和熵的计算热力学能、焓和熵的计算水蒸气水蒸气热力学能、焓和熵的计算热力学能、焓和熵的计算给出一个节选的水蒸气表，能确定饱和、过冷给出一个节选的水蒸气表，能确定饱和、过冷和过热状态焓及熵值和过热状态焓及熵值理想气体混合物理想气体混合物成分、分压力、折算摩尔量、折算气体常数成分、分压力、折算摩尔量、折算气体常数热力学能、焓及熵的计算热力学能、焓及熵的计算湿空气湿空气湿空气的参数计算（焓、含湿量、相对湿度）湿空气的参数计算（焓、含湿量、相对湿度）热力过程的复习热力过程的复习内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）41、42、43、44、45、46、4

8、7、48。81、82、83、84。126、127、复习后达到的要求：复习后达到的要求：理想气体基本热力过程理想气体基本热力过程基本状态参数初态和终态之间的关系基本状态参数初态和终态之间的关系热力学能、焓、熵的变化量计算。热力学能、焓、熵的变化量计算。（注意共通部分）（注意共通部分）理想气体多变过程理想气体多变过程多变指数、多变过程的比热容多变指数、多变过程的比热容热力学能、焓、熵的变化量计算热力学能、焓、熵的变化量计算体积功、技术功的计算体积功、技术功的计算体积功、技术功的计算体积功、技术功的计算水蒸气热力过程水蒸气热力过程其中有一个终态状态参数自己根据过程特征确定其中有一个终态状态参数自己根

9、据过程特征确定计算分析几乎集中在能量守恒方程上计算分析几乎集中在能量守恒方程上湿空气热力过程湿空气热力过程加热或冷却加热或冷却绝热加湿（喷水、喷蒸气）绝热加湿（喷水、喷蒸气）冷却去湿冷却去湿绝热混合绝热混合特征、分析、计算特征、分析、计算巧用焓湿图以指示计算途径及参数巧用焓湿图以指示计算途径及参数压气机热力过程压气机热力过程理论耗功、出口参数、余隙容积、多级压缩、绝理论耗功、出口参数、余隙容积、多级压缩、绝热效率热效率热力学第二定律复习热力学第二定律复习内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）51、52、53、54、55、56、57、58。复习后达到的要求：复习后达到的要求：定量确定循环或过程

10、的不可逆程度定量确定循环或过程的不可逆程度作功能力损失计算作功能力损失计算最大功计算最大功计算有效能概念及计算（热量的有效能、工质的有效能、有效能概念及计算（热量的有效能、工质的有效能、流动工质的有效能）流动工质的有效能）基本方法以孤立系统熵增原理为主，兼会熵平衡和有基本方法以孤立系统熵增原理为主，兼会熵平衡和有效能平衡法效能平衡法动力循环复习动力循环复习内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）91、92、93、94、95、96、97。101、102、103 。111、112、113 。复习后达到的要求：复习后达到的要求：活塞式动力循环分析活塞式动力循环分析给出初状态，压缩比，定容升压比，定压

11、预胀比给出初状态，压缩比，定容升压比，定压预胀比计算各状态点参数、循环加热量、计算各状态点参数、循环加热量、循环放热量、循环效率循环放热量、循环效率在温熵图上分析提高效率的方法在温熵图上分析提高效率的方法燃气轮机装置循环分析燃气轮机装置循环分析给出初状态，压比给出初状态，压比计算各状态点参数、循环加热量、计算各状态点参数、循环加热量、循环放热量、循环效率循环放热量、循环效率在温熵图上分析提高效率的措施在温熵图上分析提高效率的措施蒸气动力装置循环分析蒸气动力装置循环分析给出参数后能计算循环功、效率给出参数后能计算循环功、效率能在温熵图上表示提高效率的措施能在温熵图上表示提高效率的措施了解再热循环

12、和回热循环了解再热循环和回热循环化学热力学复习化学热力学复习内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）131、132、133、134、135、136、137、138 。复习后达到的要求：复习后达到的要求：热效应概念及特征热效应概念及特征绝热理论燃烧温度计算绝热理论燃烧温度计算利用标准生成焓计算反应焓利用标准生成焓计算反应焓理解定温定压下化学反应平衡时的平衡判据理解定温定压下化学反应平衡时的平衡判据气体流动复习气体流动复习内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）71、72、73。复习后达到的要求：复习后达到的要求：掌握连续性方程、稳定流动能量方程掌握连续性方程、稳定流动能量方程喷管计算、扩压管计算

13、喷管计算、扩压管计算声速、马赫数、绝热滞止参数、临界参数声速、马赫数、绝热滞止参数、临界参数热力学微分方程复习热力学微分方程复习内容范围（书上章节）内容范围（书上章节）65、66 。复习后达到的要求：复习后达到的要求：能写出能写出4个微分形式的吉布斯方程式个微分形式的吉布斯方程式能导出能导出4个麦克斯韦关系和个麦克斯韦关系和8个状态参数的偏导数与基本个状态参数的偏导数与基本状态参数关系状态参数关系记住第一熵方程和第二熵方程记住第一熵方程和第二熵方程能利用熵方程导出热力学能和焓的表达式能利用熵方程导出热力学能和焓的表达式例题详解：例题详解：1. 分析求解方法类：分析求解方法类：系统选择：做到系统

14、选择：做到“法古而不拘囿法古而不拘囿”例例1.1： 1kg氧气置于一气缸内，缸壁充分导热，活塞与缸氧气置于一气缸内，缸壁充分导热，活塞与缸壁无磨擦。初始：氧气压力为壁无磨擦。初始：氧气压力为0.5MPa，温度为，温度为27，若，若气缸长度气缸长度2l，活塞质量为，活塞质量为10kg。试计算拔除钉后，活塞可。试计算拔除钉后，活塞可能达到最大速度。能达到最大速度。【气体常数为气体常数为260J/(kgK)】 解：解：取合适系统以列能量方程取合适系统以列能量方程例例1.1 1.1 图图 传统一点的方法：取氧气为系统传统一点的方法：取氧气为系统能量方程：能量方程：WUQ氧气状态可作为理想气体状态，按题

15、氧气状态可作为理想气体状态，按题意过程等温意过程等温故热力学能变化为故热力学能变化为 0WQ 该结果中除了可按等温过程计算热量和功的数值，没有直该结果中除了可按等温过程计算热量和功的数值，没有直接的速度问题。接的速度问题。J 5 .540652ln3002602ln1lAlATRWg因此接下来考虑，该功量用于推动外界大气和储存为活塞因此接下来考虑，该功量用于推动外界大气和储存为活塞动能动能2021mcVpW)(20VpWmc361111112m 156. 0105 . 03002602pTRVVVVVVgm/s 7 .87)156005 .54065(102c若换个系统，取氧气和活塞为系统：若

16、换个系统，取氧气和活塞为系统： 能量守恒方程能量守恒方程VpQmcUmcU0211222)21()21(可直接得到结果。可直接得到结果。例例1.2：医用氧气袋中空时是扁平状态，内部容积为零。接医用氧气袋中空时是扁平状态，内部容积为零。接在压力为在压力为14MPa，温度为，温度为17的钢质氧气瓶上充气。充气的钢质氧气瓶上充气。充气后氧气袋隆起，体积为后氧气袋隆起，体积为0.008m3，压力为，压力为0.15MPa。由于充。由于充气过程很快，氧气袋与大气换热可以忽略不计，同时因充气过程很快，氧气袋与大气换热可以忽略不计，同时因充入氧气袋内气体质量与钢瓶气体内质量相比甚少，故可以入氧气袋内气体质量与

17、钢瓶气体内质量相比甚少，故可以认为钢瓶内氧气参数不变。求充入氧气袋内氧气的质量为认为钢瓶内氧气参数不变。求充入氧气袋内氧气的质量为多少？多少？【氧气的气体常数为氧气的气体常数为260J/(kgK)，比定压热容为，比定压热容为917 J/(kgK)，环境大气压，环境大气压0.1MPa】 解：开口系统非稳态问题，绝热解：开口系统非稳态问题，绝热忽略动能、位能后能量方程：忽略动能、位能后能量方程： 202VpUhminin质量守恒：质量守恒： 0 mminVgVgVcRVpTcTRVpTmcU22222222)/(2220inpVgTccRVpVpm)2901005/(7177171004008.

18、01015. 0008. 0101 . 066kg 0144. 0比较古板的方法是：直接利用书上的公式，依据题中条件比较古板的方法是：直接利用书上的公式，依据题中条件逐一处理：逐一处理：ioutoutoutoutininininsysWgzchmgzchmdEQ)21()21(22最后积分得：最后积分得：202VpUhminin例例1.3：空气等熵流经缩放喷管，进口截面上压力和温空气等熵流经缩放喷管，进口截面上压力和温度分别为度分别为0.58MPa和和440K，出口截面压力，出口截面压力0.14MPa。已知。已知喷管进口截面积为喷管进口截面积为2.6103 m2，空气质量流量为，空气质量流量为

19、1.5 kg/s。试：试：（1）列出该问题的能量守恒方程；）列出该问题的能量守恒方程；（2）计算喷管喉部和出口处流速；）计算喷管喉部和出口处流速；（3）计算喷管喉部及出口截面积。）计算喷管喉部及出口截面积。【空气比定压热容为空气比定压热容为1004J/(kgK)，比定容热容为，比定容热容为717 J/(kgK)】解：这是一个既要讲究方法，又要记忆适当公式的题。解：这是一个既要讲究方法，又要记忆适当公式的题。开口系统，假设稳态稳流，忽略位能差，工质不对外作功。开口系统，假设稳态稳流，忽略位能差，工质不对外作功。1）能量守恒：）能量守恒：222121outoutininchch36111kg/m 593. 44402871058. 0TRpgm/s 6 .125106 . 2593. 45 . 13111 ,AmcfK 86.447100426 .1254402)(221 ,10pfccTTMPa 617. 0)44086.447(58. 0)(4 . 0/4 . 1)1/(1010kkTTpp滞止参数：滞止参数：K 2 .3734 . 11286.447)12(0kTTcrMPa 3259. 0)4 . 112(617. 0)12(4 . 0/4 . 1)1/(0kkcrkpp临界参数：临界参数：22,221 ,12121ffchch2）喉部：）喉部：m/s 2 .387