工程热力学名词概念总结2

工程热力学知识总结

第一章基本概念

1.基本概念

热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研

究对象，称为热力系统，简称系统。

边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。

外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。

闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。

开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制

体，其界面称为控制界面。

绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。

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，称为孤立系统。

单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。

复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。

单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。

多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。

均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。

非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。

热力状态：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。

平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化,

系统内外同时建立了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称

为平衡状态。

状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（。、

压力⑺、比容（〃）或密度3、内能（〃）、焰（力、摘（s）、自由能（力、

自由焙（g）等。

基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接

或间接地用仪表测量出来，称为基本状态参数。

温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部

大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。

热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间

也必然处于热平衡。

压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。

相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中

工质的压力即为相对压力.

比容：单位质量工质所具有的容积，称为工质的比容C

密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。

强度性参数：系统中单亓体的参数值与整个系统的参数值相同.与质量多少无

关，没有可加性，如温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，

称为广义力或势。

广延性参数：整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值

之和，如系统的容积、内能、焰、摘等。在热力过程中，广延性参数的变化起着

类似力学中位移的作用，称为广义位移。

准静态过程：过程进行得非常缓慢，使过程中系统内都被破坏了的平衡有足够

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，整个过程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。

可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状

态，这样的过程称为可逆过程。

膨胀功：由于系统容积发生变化(增大或缩小)而通过界面向外界传递的机械

功称为膨胀功，也称容积功。

热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。

热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状

态的全部过程称为热力循环，简称循环。

第二章气体的热力性质

1.基本概念

理想气体：气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力(引力和斥力)、

不占有体积的质点所构成C

比热：单位物量的物体，温度升高或降低1K(1℃)所吸收或放出的热量，称

为该物体的比热。

定容比热：在定容情况下，单位物量的物体，温度变化1K(1℃)所吸收或放

出的热量，称为该物体的定容比热。

定压比热：在定压情况下，单位物量的物体，温度变化1K(1℃)所吸收或放

出的热量，称为该物体的定压比热。

定压质量比热：在定压过程中，单位质量的物体，当其温度变化1K(1℃)时，

物体和外界交换的热量，称为该物体的定压质量比热。

定压容积比热：在定压过程中，单位容积的物体，当其温度变化1K(1℃)时,

物体和外界交换的热量，称为该物体的定压容积比热。

定压摩尔比热：在定压过程中，单位摩尔的物体，当其温度变化1K(1℃)时，

物体和外界交换的热量，称为该物体的定压摩尔比热。

定容质量比热：在定容过程中，单位质量的物体，当其温度变化1K(1℃)时,

物体和外界交换的热量，称为该物体的定容质量比热。

定容容积比热：在定容过程中，单位容积的物体，当其温度变化IK(PC)时,

物体和外界交换的热量，称为该物体的定容容积比热。

定容摩尔比热：在定容过程中，单位摩尔的物体，当其温度变化1K(1℃)时，

物体和外界交换的热量，称为该物体的定容摩尔比热。

混合气体的分压力：维持混合气体的温度和容积不变时，各组成气体所具有的

压力。

道尔顿分压定律：混合气体的总压力夕等于各组成气体分压力片之和。

混合气体的分容积：维持混合气体的温度和压力不变时，各组成气体所具有的

容积。

阿密盖特分容积定律：混合气体的总容积V等干各组成气体分容积Vi之和0

混合气体的质量成分：混合气体中某组元气体的质量与混合气体总质量的比值

称为混合气体的质量成分，

混合气体的容积成分：混合气体中某组元气体的容积与混合气体总容积的比值

称为混合气体的容积成分。

混合气体的摩尔成分：混合气体中某组元气体的摩尔数与混合气体总摩尔数的

比值称为混合气体的摩尔成分。

对比参数：各状态参数与临界状态的同名参数的比值,

对比态定律：对于满足同一对比态方程式的各种气体，对比参数P，、7；和乙中

若有两个相等，则第三个对比参数就一定相等，物质也就处于对应状态中。

比热：

1.比热定义式：。=旦

dT

表明单位物量的物体升高或降低1K所吸收或放出的热量。其值不仅取决于物质

性质，还与气体热力的过程和所处状态有关。

第三章热力学第一定律

1.基本概念

热力学第一定律:能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成

另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定，这一自然界

普遍规律称为能量守恒与转换定律。把这一定律应用于学有热现象的能量和转移

过程，即为热力学第一定律。

第一类永动机：不消耗任何能量而能连续不断作功的循环发动机，称为第一类

永动机。

热力学能：热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和。

外储存能：也是系统储存能的一部分，取决于系统工质与外力场的相互作用（如

重力位能）及以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量（宏观动能）。这

两种能量统称为外储存能。

轴功：系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功C

流动功（或推动功）：当工质在流进和流出控制体界面时，后面的流体推开前面

的流体而前进，这样后面的流体对前面的流体必须作推动功。因此，流动功是为

维持流体通过控制体界面而传递的机械功，它是维持流为正常流动所必须传递的

能量。

始:流动工质向流动前方传递的总能量中取决于热力状态的那部分能量。对于

流动工质，烯二内能+流动功，即焰具有能量意义；对于不流动工质，焙只是一个

复合状态参数。

稳态稳流工况：工质以恒定的流量连续不断地进出系统，系统内部及界面上各

点工质的状态参数和宏观运动参数都保持一定，不随时间变化，称稳态稳流工况。

技术功：在热力过程中可被直接利用来作功的能量，称为技术功。

动力机：动力机是利用工质在机器中膨胀获得机械功的设备。

压气机：消耗轴功使气体压缩以升高其压力的设备称为压气机。

节流：流体在管道内流动，遇到突然变窄的断面，由于存在阻力便流体压力降

低的现象。

第四章理想气体的热力过程及气体压缩

1.基本概念

分析热力过程的一般步骤：1.依据热力过程特性建立过程方程式，p=f（v）；

2.确定初、终状态的基本状态参数；

3.将过程线表不在p-v图及T-s图上，使过程直观，使十分析讨论。

4.计算过程中传递的热量和功量。

绝热过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行的状态变化过程，即的=()或

q=0称为绝热过程。

定燧过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程，称为定焙

过程。

多变过程：凡过程方程为“”=常数的过程，称为多变过程。

定容过程：定量工质容积保持不变时的热力过程称为定容过程。

定压过程：定量工质压力保持不变时的热力过程称为定压过程。

定温过程：定量工质温度保持不变时的热力过程称为定温过程。

单级活塞式压气机工作原理：吸气过程、压缩过程、排气过程，活塞每往返一

次，完成以上三个过程。

活塞式压气机的容积效率：活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比，称为容

积效率。

活塞式压气机的余隙：为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞,

在汽缸端盖与活塞行程终点间留有一定的余隙，称为余隙容积，简称余隙。

最佳增压比：使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时，各级的增工比称为最佳

增压比。

压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩过程中压气机所消耗

的功与实际不可逆压缩过程中压气机所消耗的功之比，称为压气机的效率。

热机循环：若循环的结果是工质将外界的热能在一定条件下连续不断地转变为

机械能，则此循环称为热机循环。

多变指数n：

z级压气机，最佳级间升压比：

靖

第五章热力学第二定律

1.基本概念

热力学第二定律：

开尔文说法：只冷却一个热源而连续不断作功的循环发动机是造不成功的。

克劳修斯说法：热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体。

第二类永动机：从单一热源取得热量，并使之完全转变为机械能而不引起其他

变化的循环发动机.称为第二类永动机C

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，称为孤立系统。

孤立系统燧增原理：任何实际过程都是不可逆过程，只能沿着使孤立系统烯增

加的方向进行。

定牖过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程，称为定熔

过程。

热机循环：若循环的结朱是工质将外界的热能在一定条件下连续小断地转变为

机械能，则此循环称为热机循环。

制冷：对物体进行冷却，使其温度低于周围环境温度，并维持这个低温称为制

冷。

制冷机：从低温冷藏室吸取热量排向大气所用的机械称为制冷机。

热泵：将从低温热源吸取的热量传送至高温暖室所用的机械装置称为热泵。

理想热机：热机内发生的一切热力过程都是可逆过程，则该热机称为理想热机。

卡诺循环：在两个恒温热源间，由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成

的循环，称为卡诺循环。

卡诺定理：

1.所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切可逆循环，其热效率都相等，与

采用哪种工质无关。

2.在同温热源与同温冷源之间的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循

环。

自由膨胀：气体向没有隹力空间的膨胀过程，称为自由膨胀过程。

第七章水蒸气

1.基本概念

未饱和水：水温低于饱和温度的水称为未饱和水（也称过冷水）.

饱和水：当水温达到压力夕所对应的饱和温度时，水将开始沸腾，这时的水

称为饱和水。

湿饱和蒸汽：把预热到心的饱和水继续加热，饱和水开始沸腾，在定温下产生

蒸汽而形成饱和液体和饱和蒸汽的混合物，这种混合物称为湿饱和蒸汽，简称湿

蒸汽。

干饱和蒸汽：湿蒸汽的体积随着蒸汽的不断产生而逐渐加大，直至水全部变为

蒸汽，这时的蒸汽称为干饱和蒸汽（即不含饱和水的饱和蒸汽）。

干度：

.席=湿蒸汽中含干蒸汽的质量

-湿蒸汽的总质量

第八章湿空气

1.基本概念

湿空气：干空气和水蒸气所组成的混合气体。

饱和空气：干空气和饱和水蒸气所组成的混合气体。

未饱和空气：干空气和过热水蒸气所组成的混合气体C

绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量。

饱和绝对湿度：在一定温度下饱和空气的绝对湿度达到最大值，称为饱和绝对

湿度

相对湿度：湿空气的绝对湿度0与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度0的比值

含湿量仕匕湿度）：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量

饱和度：湿空气的含湿量d与同温下饱和空气的含湿量状的比值

湿空气的比体积：在一定温度7和总压力2下，1kg干空气和0.0014水蒸气所

占有的体积湿空气的焙：1kg干空气的焰和0.OOlokg水蒸气的焰的总和

h=1.0If+0.001a2501+1.85/)

第九章气体和蒸汽的流动

1.基本概念

稳态稳流：稳态稳流是指开口系统内每一点的热力学和力学参数都不随时间而

变化的流动，但在系统内不同点上，参数值可以不同。为了简化起见，可认为管

道内垂直于轴向的任一截面上的各种参数都均匀一致，流体参数只沿管道轴向或

流动方向发生变化。

定礴滞止参数：将具有一定速度的流体在定燧条件下扩压，使其流速降低为零,

这时气体的参数称为定嫡滞止参数。

减缩喷管：当进入喷管的气体是必<1的亚音速气流时，这种沿着气体流动方

向喷管截面积逐渐缩小的喷管称为渐缩喷管。

渐扩喷管：当进入喷管的气体是M>1的超音速气流时，这种沿气流方向喷管

截面积逐渐扩大的喷管称为渐扩喷管。

缩放喷管：如需要将M<1的亚音速气流增大到必>1的超音速气流，则喷管

截面积应由df<0逐渐转变为df>0,即喷管截面积应由逐渐缩小转变为逐渐

扩大，这种喷管称为渐缩渐扩喷管，或简称缩放喷管，也称拉伐尔（Laval）喷

管。

节流：节流过程是指流体（液体、气体）在管道中流经阀门、孔板或多孔堵塞

物等设备时，由于局部阻力，使流体压力降低的一种特殊流动过程。这些阀门、

孔板或多孔堵塞物称为节流元件。若节流过程中流体与外界没有热量交换，称为

绝热节流，常常简称为节流。在热力设备中，压力调节、流量调节或测量流量以

及获得低温流体等领域经常利用节流过程，而且由于流体与节流元件换热极少，

可以认为是绝热节流。

冷效应区：在转回曲线与温度纵轴围成的区域内所有等均线上的点恒有必>0,

发生在这个区域内的绝热节流过程总是使流体温度降低，称为冷效应区。

热效应区：在转回曲线之外所有等焰线上的点，其从<0,发生在这个区域的

微分绝热节流总是使流体温度升高，即压力降低d〃，温度增高d7,称为热效应

区。

喷管效率：是指实际过程气体出口动能与定嫡过程气体出口动能的比值。

第十章动力循环

1.基本概念

热机：将热能转化为机械能的设备叫做热力原动机，简称热机。

动力循环：热机的工作循环称为动力循环。根据热机所用工质的不同，动力循

环可