《工程热力学》知识点复习总结

第一部分(第一章～第五章)一、概念（一）基本概念、基本术语1等问题。2研究对象。这种空间内的物质的总和称为热力系统，简称系统。3时又称为控制质量系统。4系统为控制体积系统，简称控制体。5、绝热系统：系统与外界之间没有热量传递的系统，称为绝热系统。6、孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统，称为孤立系统。7、热力状态：我们把系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。8、状态参数：我们把描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。9无关，没有可加性的状态参数称为强度性参数。10、广延性状态参数：在给定的状态下，凡与系统内所含物质的数量有关的状态参数称为广延性参数。11、平衡状态：在不受外界影响（重力场除外）所处的状态称为平衡状态。12、热力过程：把工质从某一状态过渡到另一状态所经历的全部状态变化称为热力过程。13平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，于是整个过程就可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。14这样的过程称为可逆过程。15力循环，简称循环。16、循环热效率：正循环中热转换功的经济性指标用循环热效率表示，循环热效率等于循环中转换为功的热量除以工质从热源吸收的总热量。17、卡诺循环：由两个可逆定温过程与两个可逆绝热过程组成的，我们称之为卡诺循环。18效率为最高。②在同温热源与同温冷源之间的一切可逆热机，其热效率均相等。19、孤立系统熵增原理：孤立系统的熵只能增大（不可逆过程）或不变（可逆过程为孤立系统熵增原理，简称熵增原理。（二）与工质性质有关的概念1、温度：把这种可以确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量定义为温度。2、压力：流体单位面积上所受作用力的法向分量称为压力（又称压强。3、比容：单位质量工质所占有的容积称为工质的比容。4占有体积的质点，分子相互之间没有作用力（引力和斥力。5、比热：单位物量的物体，温度升高或降低1K所吸收或放出的热量，称为该物体的比热，即cq。dT6、定容比热：在定容情况下，单位物量的气体，温度变化1K所吸收或放出的热量，称为该气体的定容比q热，即c v。v dT7、定压比热：气体加热在压力不变的情况下进行，加入的热量部分用于增加气体的内能，使其温度升高，q部分用于推动活塞升高而对外作膨胀功。即：c p。p dT（三）与能量有关的概念1、功：在热力学里，我们这样来定义功界的作用可用在外界举起重物的单一效果来代替2、膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）积功。3、轴功：系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功。4、流动功：开口系统因工质流动而传递的功。5、技术功：技术上可资利用的功，它是稳定流动系统动能、位能的增量与轴功三项之和。6、热量：热量学的热量定义是，在温差作用下系统与外界传递的能量称为热量。7、系统储存能：系统储存的能量称为储存能，它有内部储存能和外部储存能之分。8（内储存能。9、外部储存能：与系统整体运动以及外界重力场有关的能量,称为外储存能。10、焓：焓的定义式为hupv。对于流动工质，焓具有能量意义，它表示流动工质向流动前方传递的总能量（共四项）中取决于热力状态的那部分能量。对于不流动工质，因pv不是流动功，焓只是一个复合状态参数，没有明确的物理意义。11、熵：熵是一种广延性的状态参数。熵的定义式ds换的热量与热力学温度的比值。二、公式（一）基本定律、基本方程1、理想气体状态方程①pvRT （1kg物量表示的状态方程式）

Qre，即熵的变化等于可逆过程中系统与外界交T②PVmRT （mkg物量表示的状态方程式）pV RT （1kmol物量表示的状态方程式）M 0④pVnRT （nkmol物量表示的状态方程式）02、热力学第一定律闭口系统能量方程quw （任何工质，任何过程）②qdu（任何工质，任何过程）③qdupdv （可逆过程）2qupdv （可逆过程）1开口系统能量方程Qh1c2gz

h1c2gz

W dE2 2 2

2

1 2

1

net cv开口系统稳态稳流能量方程①qhwt

（任何工质，任何过程）②qdhwt

（任何工质，任何过程）③qdhvdp （可逆过程）2④qh

vdp （可逆过程）13、热力学第二定律①Q0 （循环过程）T②SQTr③SS Sf

（闭口系统）（闭口系统）Siso0 （孤立系统或闭口绝热系统）（二）基本公式1、温度tT273.152、循环效率0① wq01

1qqq1

1 2qqq1② q21 w01③ q1

2qqqq1 2q 1q2 w qq0 1 23、理想气体比热①c②c'③c

qdTMc22.4McM

c0④c cp v

R （梅耶公式）⑤cpcv

c' Mcc' ppv vpp⑥c v⑦c p

R1R1⑧Mcv

iR2 0⑨Mc

i2 Rp 2 04、系统总储存能eue e uk p5、理想气体内能变化

12c2gz①du

dT （理想气体，任何过程）v②u

2cdT （理想气体，任何过程）v16、理想气体焓变计算①dh

dT （理想气体，任何过程）p②h

2cdT （理想气体，任何过程）p17、理想气体熵变计算①scv

Tln T1

Rln 2vvv1②scp

Tln T1

Rln 2ppp1③sc lnv2clnp2p v v p1 18、膨胀功①wpdv2wpdv （仅适用于可逆过程）219、流动功①w pvf②w pvf 22

pv1

（移动1kg工质进、出控制体净流动功）10、技术功1①w c2t 21

gzws

（任何工质，任何过程）②wt

dc22

gdzs

（任何工质，任何过程）③w vdp （可逆过程）t④wt11

212

vdp （可逆过程）①qTds②q

2Tds112、多变指数nln(p2

/p)1ln(v1

/v)213、多变比热nc cn n1 v14、活塞式压气机余隙百分比 Vc 3 VV V1 315、多级压气机每级升压比pzzpzzp116、卡诺循环热效率①t,c

1T2T21②1,c

T2TT21 2q q T③ 1 1 1 2,c w0

qq1

TT1 217、作功能力损失①LTS0 g②Liso

TS0

iso18、熵方程①S

S Ssys f

（闭口系统）②s sg 2

ss1

（稳态稳流的开口系统）（三）导出公式1、多变过程的过程方程式pvnConst2、多变过程初、终状态参数间的关系p vn①2 1

（pvn

定值）p v1 2T v

n1v②2 1vT1 2

（Tvn1定值）T p

n1 T③2 2

（ 定值）T p1 13、膨胀功

n1pnw21

pdv 1 (p

pv)n1 1

11 22R(TT)n1

1 2 p n1nn n1

2 4、技术功

1p1 pwnwt5、热量

R 1q c

T)

T)cT) c

T)n v 2 1

n1 1 2

v 2 1

n1 v 2 1nc(TT)c(TT)n1 v 2 1三、图

n 2 1（一）pv图和Ts图上的分布规律（1）pv图pv

np（2）Ts图

dv v多变过程线在Ts图上的斜率：dTT

n1Tds cn

c(n)v（二）在pv图和Ts图上各线群的大小变化趋向（三）过程中qw和正负值的判断wpvw为正，反之为负。Tsw0w0的过程线位于定容线的左上方。wt

的正负应以过起点的定压线为分界。pv图上，由同一起点出发的多变过程线，若位于定压线的下方，各过程的wt

Tswt

0的过程线位于定压线的右下方；wt

0的位于定压线的左上方。热量q的正负以过起点的定熵线为分界。显然，Ts图上，任何同一起点的多变过程线，若位于定熵线的右方，则q0；反之q0。pv图上，若位于定熵线右上方，q0；反之q0。u(hTTsu(hT0，反之则u(hT0pvu(hT0的过程位于定温线的右上方；反之则位于定温线的左下方。（四）根据过程的要求，在pv图和Ts图上表示该过程例如，要求将工质又膨胀、又吸热、又降温的过程表示在pv图和Ts图上。步骤如下：①先在pv图和Ts图上画出四条基本过程线，如图3-4所示。pv图上在定容线右侧，Ts图上在定容线右下侧，如图3-4所示的1区域。pv图上在定熵线右上侧，Ts3-4所示的2区域。pv图上在定温线左下侧，Ts3-4所示的3区域。pv图、Ts图上，所标的以上3域。从a点向该区域画一条线ab，该过程线即为所要求的过程线，见图3-4四、过程多变过程 pvnConst1、n0时，pConst，表示定压过程；2、n1pvConst，表示定温过程；3、npvConst4、nvConst，表示定容过程。第二部分水蒸气一、概念1汽化过程，通常在任何温度下都可以发生，沸腾是指液体内部的汽化过程，它只能在达到沸点温度时才会发生。2、凝结：物质由气相转变为液相的过程，称为凝结。3、水蒸气的饱和状态：液体汽化和气体凝结的动态平衡状况称为水蒸气的饱和状态。4、汽化潜热：将1kg饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需要的热量。5、干度：单位质量湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量叫作湿饱和蒸汽的干度。6、临界点：当温度超过一定值tc

时，液相不可能存在，而只可能是气相。tc

称为临界温度，与临界温度相对应的饱和压力pc

称为临界压力。所以，临界温度和压力是液相与气相能够共存时的最高值。当压力高于临界压力时，液-汽两相的转变不经历两相平衡共存的饱和状态，在定压下液-汽两个相区不存在明显的、确定的界线。临界参数是物质的固有常数。二、公式1、干度vx mvm mf v2、湿饱和蒸汽的参数值①yxy(1x)y'y'x(yy')②x

yy'yy3、汽化潜热rTs三、图

(s"s')h"h'1pv图和Ts图2、水蒸气的焓熵图四、过程qqhh h2 1uh hp(v v)2 1 2 1wqu或wp(v v)2 1wvdp0twwpdv0quuh hv(p p)2 1 2 1w vdpv(pp)t 1 2qqT(s s)2 1wquw qhtuh h(pv pv)2 1 22 114、绝热过程q0wuw htuh2

h(pv1 2

pv)11第三部分湿空气一、概念1、未饱和空气：由干空气与过热水蒸气（状态点a）所组成的湿空气称为未饱和空气。2、饱和空气：由干空气与饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和空气。3、干球温度：指用普通温度计（又称干球温度计）测得的温度就是干球温度。4、露点温度：露点温度td

pv

下的饱和温度，简称露点。5温度。6、湿球温度：指用湿纱布包裹的湿球温度计测得的湿纱布中水的温度。7、绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量，称为湿空气的绝对湿度。8、相对湿度：湿空气的绝对湿度v

与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度s

的比值，称为相对湿度。9、含湿量：在含有干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的含湿量（或称比湿度。10、饱和度：湿空气的含湿量d与同温下饱和空气的含湿量d，的比值称为饱和度。11T和总压力p干空气和干空气的湿空气容积。12干空气的焓和水蒸气的焓的总和。13、热湿比：为了说明过程中焓和含湿量的变化，可以用状态变化前后的焓差和含湿量差的比值来描绘过 11000 2 1dd2 1也称角系数。二、公式

1000d

(kJ/kg)在hd1、湿空气的总压力pp pa v2、湿空气的分子量及气体常数p p Bp pMrMa a3、绝对湿度

rMv

aMB

vM B v

vM vMB a B p① mv v (kg/m3)pv V RTvp② p

(kg/m3)s RTv4、相对湿度pv vp ps s5、含湿量（比湿度）p pd622 vBpv

622Bs

(g/kg(a))6、饱和度Ddds

BpBpsvs7、湿空气的容积Rv aT(10.001606d) (m3/kg(a))Rp8、湿空气的密度1v9、湿空气的焓值h(25011.85t) (kJ/kg(a))10、湿空气中干空气的质量pV (Bp(Bpm a v va RT RT 287Ta11、热湿比21 hh21

ahh h1000 2 11000 (kJ/kg)0.001(d2

d) dd d1 2 1三、湿空气的焓湿图定含湿量线d线是一组垂直线，自左向右d值逐渐增加，纵坐标为d0的定d一个水平轴来标出含湿量d的值。定焓线定h135负值，自下向上焓值逐渐增加。纵坐标轴上的读数也是干空气在不同温度下的焓值。定温（干球温度）线根据h(25011.85t的关系式，可以看出，当th与d成线性关系，其斜率0.001(25011.85t)为正值并随t所以各定温线不是平行的。但斜率中的2501远远大于的值，所以各定温线又几乎是平行的。定相对湿度线根据d622 ps 的关系式。在一定的大气压力B下，当值一定时，含湿量d与水蒸气饱和分Bps

s之间有一系列的对应值，而ps

又是温度t的单值函数。因此，当为某一定值时，把不同温度t的

值代入式d622

ps ，就可得到相应温度t下的一系列d值。在hd图上可得到相s Bs0100hd图分成两部分，上部为未饱和湿空气区域，1；线上各点是饱和湿空气；下部没有实际意义，因为达到100%时已经饱和，再冷却则水蒸气凝结为水析出，湿空气仍保持100%应该指出，如大气压力B105PaBt99.63C。当湿空气温度t99.63C时，定线是向上凸出的曲线，它表征，在一定值下，随着温度（或焓值）气中的含湿量相应增加。当湿空气温度t99.63psBpd622

622 B

622

，说明相对湿度与td（

）有关。因此，Bps

BB 1 v在hd图上，定B相应的饱和温度线之后变成一条与等d线平行垂直向上的直线。由于在空hd图未示出这种情况。但在干燥工程中所应用hd湿空气的温度往往超过，所给出的hd图中定线就包括上述的垂直线段。水蒸气分压力线d

pBvvv

,可得pv

Bd Bp622d

仅与含湿量d有pv

f(dB常数的hdpv

不是相互独立的两个状态参数当d 622时，pv

与dhddpv

之间的变换线。可利用100%曲dpv所给出的hd图。定湿球温度线

值表示在图右下方的纵轴上，也可以表示在横坐标轴上，如附录图2在工程计算中完全可用定焓线来代替定湿球温度线，定焓线与100%线的交点所通过的定温线的温度值，就是这条定湿球温度线的湿球温度值，此时tw露点温度

t'。w到饱和状态时的温度。在hd8-61100的饱和曲线相交得点2，通过点2的定温线的读数就是状态点1的湿空气的露点温度t。d热湿比从1000