《《工程熱力學(xué)》第五版復(fù)習(xí)提綱.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《《工程熱力學(xué)》第五版復(fù)習(xí)提綱.doc（49頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 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)。 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)。 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)。 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

2、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（T）、壓力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、內(nèi)能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）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(shí)質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大量微觀分子熱運(yùn)動的強(qiáng)弱程度的宏觀反映。 注：熱力學(xué)溫標(biāo)和攝氏溫標(biāo)，T=273+t。 熱力學(xué)第零定律：如兩個物體分別和

3、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(qiáng)。 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。 注：課本中如無特殊說明，則所說壓力即為絕對壓力。 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(qiáng)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(qiáng)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

4、之和，如系統(tǒng)的容積、內(nèi)能、焓、熵等。在熱力過程中，廣延性參數(shù)的變化起著類似力學(xué)中位移的作用，稱為廣義位移。 準(zhǔn)靜態(tài)過程：過程進(jìn)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(fù)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(zhǔn)靜態(tài)過程。 可逆過程：當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行正、反兩個過程后，系統(tǒng)與外界均能完全回復(fù)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?。┒ㄟ^界面向外界傳遞的機(jī)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

5、態(tài)開始，經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化，最后又回復(fù)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 溫度： 壓 力 ： 1． 式中 F—整個容器壁受到的力，單位為牛（N）； f—容器壁的總面積（m2）。 2． （P>B） （P

6、環(huán)熱效率: 式中 q1—工質(zhì)從熱源吸熱； q2—工質(zhì)向冷源放熱； w0—循環(huán)所作的凈功。 制冷系數(shù)： 式中 q1—工質(zhì)向熱源放出熱量； q2—工質(zhì)從冷源吸取熱量； w0—循環(huán)所作的凈功。 供熱系數(shù)： 式中 q1—工質(zhì)向熱源放出熱量 q2—工質(zhì)從冷源吸取熱量 w0—循環(huán)所作的凈功 3.重要圖表 圖1-1 熱力系統(tǒng) 圖1-2邊界可變形系統(tǒng) 圖1-3開口系統(tǒng) 圖1-4 孤立系統(tǒng) 圖1-5 U形壓力計(jì)測壓 圖1-6 各壓力間的關(guān)系 圖1-14 任意循環(huán)在圖上的表示 (a)正循環(huán) ； (b)逆循

7、環(huán) 例題： 1、把熱量轉(zhuǎn)化為功的媒介稱為（ ） A、功源 B、熱源 C、質(zhì)源 D、工質(zhì) 2、（ ）與外界肯定沒有熱量交換但可能有質(zhì)量交換 A、 絕熱系統(tǒng) B、孤立系統(tǒng) C、閉口系統(tǒng) D、開口系統(tǒng) 3、從大氣壓力算起的壓力為（ ） A、表壓力 B、絕對壓力 C、真空度 D、標(biāo)準(zhǔn)壓力 4、強(qiáng)度性參數(shù)與系統(tǒng)的質(zhì)量（ ），（ ）可加性 A、 有關(guān)/不具有 B、 無關(guān)/不具有 C、 有關(guān)/具有 D、 無關(guān)/具有 5、在工質(zhì)熱力狀態(tài)參數(shù)中，屬于基本狀態(tài)參數(shù)是（ ） A、壓力 B、內(nèi)能

8、 C、焓 D、熵 6、工質(zhì)經(jīng)過一個循環(huán)，又回到初態(tài)，其焓值（ ） A、增加 B、減少 C、不變 D、變化不定 7、系統(tǒng)進(jìn)行一個過程后，如能使（ ）沿著與原過程相反的方向恢復(fù)初態(tài)則這樣的過程為可逆過程 A、系統(tǒng) B、外界 C、系統(tǒng)和外界 D、系統(tǒng)或外界 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(diǎn)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

9、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。 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Pi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Vi之和。 混合氣體的質(zhì)量成分：混合氣體中某組元?dú)怏w的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為混

10、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?dú)怏w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?dú)怏w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。 2.常用公式 理想氣體狀態(tài)方程： 1． 式中 p—絕對壓力 Pa —比容 m3/kg T—熱力學(xué)溫度 K 適用于1千克理想氣體。 2． 式中 V—質(zhì)量為mkg氣體所占的容積 適用于m千克理想氣體。 3． 式中 VM=Mv—?dú)怏w的摩爾容積，m3/kmol； R0=MR—通用氣體常數(shù)， J/kmolK 適用于1千摩爾理想氣體

11、。 4． 式中 V—nKmol氣體所占有的容積，m3； n—?dú)怏w的摩爾數(shù)，，kmol 適用于n千摩爾理想氣體。 5．通用氣體常數(shù)：R0 J/KmolK R0與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無關(guān)。 6．氣體常數(shù)：R J/kgK R與狀態(tài)無關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。 7． 比熱： 1．比熱定義式： 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： 式中 c—質(zhì)量比熱，kJ/Kgk —容積比熱，kJ/m3k Mc—摩爾比熱，kJ/Kmolk 3

12、．定容比熱： 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： 表明單位物量的氣體在定壓情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱量。 5．梅耶公式： 6．比熱比： 道爾頓分壓定律： 阿密蓋特分容積定律： 質(zhì)量成分： 容積成分：

13、 摩爾成分： 容積成分與摩爾成分關(guān)系： 質(zhì)量成分與容積成分： 分壓力的確定 例題： 1、氣體的定容比熱較定壓比熱（ ） A、大一些　　　　

14、B、大很多　　　C、小　　　　　　D、相等 2、理想氣體的比熱( ) A、與壓力和溫度有關(guān) B、與壓力無關(guān)而與溫度有關(guān) C、與壓力和溫度都無關(guān) D、與壓力有關(guān)而與溫度無關(guān) 第三章 熱力學(xué)第一定律 1.基本概念 熱力學(xué)第一定律：能量既不能被創(chuàng)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(xué)第一定律。 第一類永動機(jī)：不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機(jī)，稱為第一類永動機(jī)。 熱力

15、學(xué)能：熱力系處于宏觀靜止?fàn)顟B(tài)時系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所具有的能量之和。（狀態(tài)量） 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(biāo)的系統(tǒng)宏觀運(yùn)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Ws：系統(tǒng)通過機(jī)械軸與外界傳遞的機(jī)械功稱為軸功。（過程量） 流動功（或推動功）Wf：當(dāng)工質(zhì)在流進(jìn)和流出控制體界面時，后面的流體推開前面的流體而前進(jìn)，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(jī)械功，它是維持流體正常流動所必須傳遞的能量。 （狀態(tài)量） 焓：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)

16、的那部分能量。對于流動工質(zhì)，焓=內(nèi)能+流動功，即焓具有能量意義；對于不流動工質(zhì)，焓只是一個復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。H=u+pv 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(jìn)出系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點(diǎn)工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運(yùn)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Wt：在熱力過程中可被直接利用來作功的能量，稱為技術(shù)功。 （過程量） 動力機(jī)：動力機(jī)是利用工質(zhì)在機(jī)器中膨脹獲得機(jī)械功的設(shè)備。 壓氣機(jī)：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設(shè)備稱為壓氣機(jī)。 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： 2

17、． 重力位能： 式中 g—重力加速度。 系統(tǒng)總儲存能： 1． 或 2． 3． 或（沒有宏觀運(yùn)動，并且高度為零） 熱力學(xué)能變化： 1．， 適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程 2． 適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程（用定值比熱計(jì)算） 3． 適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程（用平均比熱計(jì)算） 4．把的經(jīng)驗(yàn)公式代入積分。 適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程（用真實(shí)比熱公式計(jì)算） 5． 由理想氣體組成的混合氣體的熱力學(xué)能等于各組成氣體熱力學(xué)能之和，各組成氣體熱力學(xué)能又可表示為單位質(zhì)量熱力學(xué)能與其質(zhì)量的乘積。 6．

18、 適用于任何工質(zhì)，可逆過程。 7． 適用于任何工質(zhì)，可逆定容過程 8． 適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過程。 9． 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(xué)能或理想氣體定溫過程。 10． 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. 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. 適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程 13． 熱力學(xué)能的變化等于焓的變化與流動功的差值。 焓的變化： 1． 適用于m千克工質(zhì) 2． 適用于1千克工質(zhì) 3． 適用于理想氣體

19、 4．， 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程 5． 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程，用定值比熱計(jì)算 6． 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程用平均比熱計(jì)算 7．把的經(jīng)驗(yàn)公式代入積分。 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實(shí)際氣體的定壓過程，用真實(shí)比熱公式計(jì)算 8． 由理想氣體組成的混合氣體的焓等于各組成氣體焓之和，各組成氣體焓又可表示為單位質(zhì)量焓與其質(zhì)量的乘積。 9．熱力學(xué)第一定律能量方程 適用于任何工質(zhì)，任何熱力過程。 10． 適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力

20、過程 11． 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。 12． 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。 13． 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． 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． 適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過程。 熵的變化： 1． 適用于任何氣體，可逆過程。 2． 為熵流，其值可正、可負(fù)或?yàn)榱?；為熵產(chǎn)，其值恒大于或等于零。 3．（理想氣體、可逆定容過程） 4．（

21、理想氣體、可逆定壓過程） 5．（理想氣體、可逆定溫過程） 6．（定熵過程） 適用于理想氣體、任何過程。 功量： 膨脹功（容積功）： 1． 或 適用于任何工質(zhì)、可逆過程 2． 適用于任何工質(zhì)、可逆定容過程 3． 適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程 4． 適用于理想氣體、可逆定溫過程 5． 適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過程。 6． 適用于理想氣體定溫過程。 7． 適用于任何氣體絕熱過程。 8． 適用于理想氣體、絕熱過程 9． 適用于理想氣體、可逆絕熱過程 1

22、0． 適用于理想氣體、可逆多變過程 流動功: 推動1kg工質(zhì)進(jìn)、出控制體所必須的功。 技術(shù)功: 1． 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。 2． 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程 3． 技術(shù)功等于膨脹功與流動功的代數(shù)和。 4． 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程 5． 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程 熱量： 1． 適用于任何工質(zhì)、微元可逆過程。 2． 適用于任何工質(zhì)、可逆過程 3． 適用于mkg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程 4． 適用于

23、1kg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程 5． 適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程。 6． 適用于任何工質(zhì)可逆過程。 7 適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過程。 8． 適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程 9． 適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程 10． 適用于任何工質(zhì)定容過程 11． 適用于理想氣體定容過程。 12． 適用于任何工質(zhì)定壓過程 13． 適用于理想氣體、定壓過程 14． 適用于任何工質(zhì)、絕熱過程 15． 適用于理想氣體、多變過程 3.重要圖表 圖3－1 軸功

24、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 圖3－5 開口系統(tǒng) 例題： 1、外界對系統(tǒng)輸入功80kJ同時系統(tǒng)向外界放熱20kJ則系統(tǒng)的熱力學(xué)能變化量為( ) A、20 B、100 C、60 D、100 2、dq=du+dw的適用范圍是閉口系統(tǒng)（ ） A、理想工質(zhì)，可逆過程 B、任意工質(zhì)，可逆過程 C、理想工質(zhì)，任意過程 D、任意工質(zhì)，任意過程 3、熱力學(xué)一般規(guī)定，系統(tǒng)向外界放熱為（ ），系統(tǒng)對外界做功為（ ） A、正/負(fù)

25、 B、負(fù)/負(fù) C、正/正 D、負(fù)/正 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(jì)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(jìn)行的狀態(tài)變化過程，即或稱為絕熱過程。 定熵過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。 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

26、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(jī)工作原理：吸氣過程、壓縮過程、排氣過程，活塞每往返一次，完成以上三個過程。 活塞式壓氣機(jī)的容積效率：活塞式壓氣機(jī)的有效容積和活塞排量之比，稱為容積效率。 活塞式壓氣機(jī)的余隙：為了安置進(jìn)、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(diǎn)間留有一定的余隙，稱為余隙容積，簡稱余隙。 最佳升壓比：使多級壓縮中間冷卻壓氣機(jī)耗功最小時，各級的增壓比稱為最佳增壓比。 壓氣機(jī)的效率：在相同的初態(tài)及增壓比條件下，

27、可逆壓縮過程中壓氣機(jī)所消耗的功與實(shí)際不可逆壓縮過程中壓氣機(jī)所消耗的功之比，稱為壓氣機(jī)的效率。 熱機(jī)循環(huán)：若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，則此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。 課本P79結(jié)論。 1、 各級氣缸的進(jìn)出口溫度（進(jìn)氣溫度、排氣溫度）相等。 2、 各級所消耗的軸功相等。 3、 每級向外散出的熱量相等。 2.常用公式 氣體主要熱力過程的基本公式 過程 定容過程 定壓過程 定溫過程 定熵過程 多變過程 過程指數(shù)n ∞ 0 1 к n 過程

28、方程 v=常數(shù) p=常數(shù) pv=常數(shù) pvк=常數(shù) pv n =常數(shù) P、v、T關(guān)系 膨脹功 w=0 熱量 比熱容 0 備注 表中比熱容為定值比熱容。（技術(shù)功） 多變指數(shù)n： z級壓氣機(jī)，最佳級間升壓比： 兩級壓縮時，最有利的級間壓力為。 多變壓縮軸功： N級壓氣機(jī)所需的軸功： 3.重要圖表 圖4－1絕熱過程

29、p-v圖 圖4－2絕熱過程T-s圖 圖4－3多變過程p-v圖 （定熵線比定溫線陡。） 圖4－3多變過程T-s圖 （定容線比定壓線陡。） 圖4－6單級活塞式壓氣機(jī) 圖4－7理論壓氣過程示功圖 圖4－8三種壓縮過程p-v圖和T-s圖 圖4-11為兩級壓氣機(jī)工作過程圖 例題： 1、活塞式壓氣機(jī)的余隙容積增大使（ ） A、ws增大， ηv減小 B、ws不變， ηv減小 C、ws不變， ηv不變 D、ws減小，ηv減小 2、理想氣體過程方程PV^n=常數(shù)，當(dāng)n=∞時，其熱力過程是（

30、 ） A、等壓過程 B、等溫過程 C、等容過程 D、絕熱過程 3、 壓縮機(jī)壓縮過程實(shí)際上是（ ）過程 A、定溫 B、絕熱 C、多變 D、定壓 4、為降低活塞式壓氣機(jī)的耗功，應(yīng)盡量采用（ ）壓縮過程 A、等容 B、絕熱 C、等溫 D、多變 5、對于一定質(zhì)量的理想氣體，不可能發(fā)生的過程是---- A、氣體絕熱壓縮，溫度降低 B、氣體放熱，溫度升高 C、氣體絕熱膨脹，溫度降低 D、氣體

31、吸熱，溫度升高 第五章 熱力學(xué)第二定律 1.基本概念 熱力學(xué)第二定律：（方向性） 開爾文說法：只冷卻一個熱源而連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機(jī)是造不成功的。 克勞修斯說法：熱不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。 第二類永動機(jī)：從單一熱源取得熱量，并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能而不引起其 他變化的循環(huán)發(fā)動機(jī)，稱為第二類永動機(jī)。 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)。 孤立系統(tǒng)熵增原理：絕熱閉口系統(tǒng)或孤立系統(tǒng)的熵只能增加（不可逆過程） 或保持不變（可逆過程），而絕不能減少。任何實(shí)際過程都是不可逆過程， 只能沿著使孤立系統(tǒng)熵增加的方向進(jìn)行。（P95）

32、 定熵過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進(jìn)行的可逆熱力過程，稱為定 熵過程。 熱機(jī)循環(huán)：若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變 為機(jī)械能，則此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。 制冷：對物體進(jìn)行冷卻，使其溫度低于周圍環(huán)境溫度，并維持這個低溫稱為 制冷。 制冷機(jī)：從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機(jī)械稱為制冷機(jī)。 熱泵：將從低溫?zé)嵩次〉臒崃總魉椭粮邷嘏宜玫臋C(jī)械裝置稱為熱泵。 理想熱機(jī)：熱機(jī)內(nèi)發(fā)生的一切熱力過程都是可逆過程，則該熱機(jī)稱為理想熱 機(jī)。 卡諾循環(huán)：在兩個恒溫?zé)嵩撮g，由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程組 成的循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)。（P88） 卡諾定理：

33、 1．所有工作于同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可逆循環(huán)，其熱效率都相等，與采用哪種工質(zhì)無關(guān)。 2．在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán)，其熱效率必小于可逆循 環(huán)。 自由膨脹：氣體向沒有阻力空間的膨脹過程，稱為自由膨脹過程。 2.常用公式 熵的定義式： J/kg K 工質(zhì)熵變計(jì)算： ， 工質(zhì)熵變是指工質(zhì)從某一平衡狀態(tài)變化到另一平衡狀態(tài)熵的差值。因?yàn)殪厥菭顟B(tài)參數(shù)，兩狀態(tài)間的熵差對于任何過程，可逆還是不可逆都相等。 1． 理想氣體、已知初、終態(tài)T、v值求ΔS。 2． 理想氣體已知初、終態(tài)T、P值求ΔS。 3． 理想氣體、已知初、終態(tài)P、v值求ΔS。 4． 卡

34、諾循環(huán)熱效率： (課本P87結(jié)論) 制冷系數(shù)： 供熱系數(shù)： 5．熱源熵變： 克勞修斯不等式： 任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠(yuǎn)小于零，可逆過程時等于零。 3.重要圖表 圖5-4卡諾循環(huán)的p-v圖和T-s圖 圖5-4 逆卡諾循環(huán)的p-v圖和T-s圖 圖5-7 任意可逆循環(huán) 圖5-7 熵變、熵流與熵產(chǎn) 例題： 1、卡諾循環(huán)是由（ ）組成的 A、等溫過程和定壓過程 B、等溫過程和定容過程 C、等溫過程和可逆絕熱過程 D、定熵過程和定容過程 2、卡諾循環(huán)的熱效率僅與（

35、）有關(guān) A、熱源溫度 B、冷源溫度 C、循環(huán)過程 D、冷熱源溫度 3、卡諾循環(huán)是在（ ）過程從外界吸熱。 A、等溫過程 B、絕熱膨脹過程 C、絕熱壓縮過程 D、定容過程 第七章 水蒸氣 1．基本概念 未飽和水: 水溫低于飽和溫度的水稱為未飽和水（也稱過冷水）. 飽和水: 當(dāng)水溫達(dá)到壓力P所對應(yīng)的飽和溫度時，水將開始沸騰，這時的水稱為飽和水。 濕飽和蒸汽：把預(yù)熱到ts的飽和水繼續(xù)加熱，飽和水開始沸騰，在定溫下產(chǎn)生蒸汽而形成飽和液體和飽和蒸汽的混合物，這種混合物稱為濕飽和蒸汽，簡稱濕蒸汽。 干飽和蒸汽：濕蒸汽的體積隨著蒸汽

36、的不斷產(chǎn)生而逐漸加大，直至水全部變?yōu)檎羝?，這時的蒸汽稱為干飽和蒸汽（即不含飽和水的飽和蒸汽）。 一點(diǎn)、兩線、三區(qū)、五種狀態(tài)。 蒸發(fā)：液體表面的汽化過程，通常在任何溫度下都可以發(fā)生。 沸騰：液體內(nèi)部的汽化過程，它只能在達(dá)到沸點(diǎn)溫度時發(fā)生。 汽化潛熱：將1kg飽和液體轉(zhuǎn)變成同溫度的干飽和蒸汽所需要的熱量。 過熱度：過熱蒸汽的溫度超過飽和溫度之值。 2．常用公式 干度： （濕蒸氣——飽和水加飽和蒸汽） 濕蒸汽的參數(shù)： （當(dāng)p不太大，x不太小時） 過熱蒸汽的焓： 其中是過熱熱量，t為過熱蒸汽的溫度，cpm為過熱蒸汽由t到ts的平均比定壓熱容。 過熱蒸汽的熱

37、力學(xué)能： 過熱蒸汽的熵： 水蒸氣定壓過程： 或 水蒸氣定容過程： 水蒸氣定溫過程： 水蒸氣絕熱過程： 3．重要圖表 7-1 凝固時體積膨脹的物質(zhì)的p-t圖 圖7-2 凝固時體積縮小的物質(zhì)的p-t圖 圖7-4 水蒸氣定壓發(fā)生過程示意圖 圖7-5 水蒸氣的p-v圖 圖7-6 水蒸氣的T-s圖 圖7-7 水蒸氣的T-s圖 圖7-8 水蒸氣的h-s圖 圖7-9 水蒸氣的定壓過程 圖7-10 水蒸氣的定容過程 圖7-11 水蒸氣的定溫過程 圖7-12

38、 水蒸氣的定熵過程 圖7-13 水蒸氣的不可逆絕熱過程 圖7-14 例7-3 例題： 1、過熱蒸汽的溫度與該壓力下的飽和溫度之差稱為（ ） A、過熱度 B、干度 C、飽和熱 D、比潛熱 2、水在定壓下的汽化過程中，下列四個狀態(tài)里，除（ ）外，另外三個狀態(tài)的溫度是相同的 A、飽和水 B、過熱蒸汽 C、干飽和蒸汽 D、濕蒸汽 3、在水蒸氣的P-V圖中，飽和水線和飽和蒸汽線之間的區(qū)域稱為（ ） A、過冷水狀態(tài)區(qū) B、濕蒸汽狀態(tài)區(qū) C、過熱蒸汽狀態(tài)區(qū) D、固體狀態(tài)區(qū) 4、濕蒸汽的狀態(tài)由（

39、）決定。 A、壓力與溫度 B、壓力與干度 C、過熱度與壓力 D、過冷度與溫度 5、干度x=0的工質(zhì)是指（ ） A、未飽和度 B、飽和液 C、濕飽和液 D、過熱蒸汽 第八章 濕空氣 1.基本概念 濕空氣：干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。 飽和空氣：干空氣和飽和水蒸氣所組成的混合氣體。 未飽和空氣：干空氣和過熱水蒸氣所組成的混合氣體。 絕對濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量。 飽和絕對濕度：在一定溫度下飽和空氣的絕對濕度達(dá)到最大值，稱為飽和絕對濕度。 相對濕度：濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度的比值。

40、 含濕量(比濕度)：在含有1kg干空氣的濕空氣中，所混有的水蒸氣質(zhì)量。 飽和度：濕空氣的含濕量d與同溫下飽和空氣的含濕量ds的比值。 濕空氣的比體積：在一定溫度T和總壓力p下，1kg干空氣和0.001d水蒸氣所占濕空氣的焓：1kg干空氣的焓和0.001dkg水蒸氣的焓的總和。 2.常用公式 濕空氣的總壓力： 濕空氣的平均分子量： 濕空氣的氣體常數(shù)： 絕對濕度： 飽和絕對濕度： 相對濕度： 相對濕度反映了濕空氣中水蒸氣

41、含量接近飽和的程度。在某溫度t下，值小，表示空氣干燥，具有較大的吸濕能力；值大，表示空氣潮濕，吸濕能力小。當(dāng)時為干空氣，時則為飽和空氣。未飽和空氣的相對濕度在0到1之間()。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，相對濕度又可表示為 含濕量(或稱比濕度) d： 飽和度D： 飽和度D略小于相對濕度，即D≤，如，則。 濕空氣比體積：

42、 濕空氣的焓： (kJ/kg(a)) 3.重要圖表 圖8－3 干、濕球溫度計(jì) 圖8－4濕空氣的h-d圖 圖8－5 圖四個區(qū)域的特征 圖8－6露點(diǎn)在圖上的表示 圖8－9 濕空氣的加熱 圖8－10 濕空氣的冷卻 圖8－12定溫加濕過程 圖8－11 濕空氣的絕熱加濕過程 圖8－13 濕空氣的混合過程 圖8－14 冷卻塔示意圖 例題： 1、大氣中（ ）時的溫度稱為露點(diǎn) A、水蒸氣開始凝聚 B、水蒸氣開始結(jié)冰 C、水珠開始汽化 D、水開始結(jié)冰 2

43、、飽和水蒸氣和干空氣的混合物稱為（ ） A、過熱空氣 B、干飽和空氣 C、飽和空氣 D、未飽和空氣 3、在空調(diào)系統(tǒng)中加濕或除濕，其主要的目的是調(diào)節(jié)空氣中的（ ），給人們以舒適感。 A、相對濕度 B、過熱度 C、干度 D、過冷度 4、液面上飽和蒸汽壓力所對應(yīng)的沸騰溫度稱為（ ） A、露點(diǎn) B、飽和溫度 C、沸點(diǎn) D、B或C 第九章 氣體和蒸汽的流動 1．基本概念 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流：穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流是指開口系統(tǒng)內(nèi)每一點(diǎn)的熱力學(xué)和力學(xué)參數(shù)都不隨時間而變化的流動，但在系統(tǒng)內(nèi)不同點(diǎn)上，參數(shù)值可以不同。為了簡

44、化起見，可認(rèn)為管道內(nèi)垂直于軸向的任一截面上的各種參數(shù)都均勻一致，流體參數(shù)只沿管道軸向或流動方向發(fā)生變化。 定熵滯止參數(shù)：將具有一定速度的流體在定熵條件下擴(kuò)壓，使其流速降低為零，這時氣體的參數(shù)稱為定熵滯止參數(shù)。 減縮噴管：當(dāng)進(jìn)入噴管的氣體是M < 1的亞音速氣流時，這種沿著氣體流動方向噴管截面積逐漸縮小的噴管稱為漸縮噴管。 漸擴(kuò)噴管：當(dāng)進(jìn)入噴管的氣體是M > 1的超音速氣流時，這種沿氣流方向噴管截面積逐漸擴(kuò)大的噴管稱為漸擴(kuò)噴管。 縮放噴管：如需要將M < 1的亞音速氣流增大到M > 1的超音速氣流，則噴管截面積應(yīng)由df < 0逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閐f > 0，即噴管截面積應(yīng)由逐漸縮小轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u擴(kuò)大

45、，這種噴管稱為漸縮漸擴(kuò)噴管，或簡稱縮放噴管，也稱拉伐爾（Laval）噴管。 節(jié)流：節(jié)流過程是指流體（液體、氣體）在管道中流經(jīng)閥門、孔板或多孔堵塞物等設(shè)備時，由于局部阻力，使流體壓力降低的一種特殊流動過程。這些閥門、孔板或多孔堵塞物稱為節(jié)流元件。若節(jié)流過程中流體與外界沒有熱量交換，稱為絕熱節(jié)流，常常簡稱為節(jié)流。在熱力設(shè)備中，壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)或測量流量以及獲得低溫流體等領(lǐng)域經(jīng)常利用節(jié)流過程，而且由于流體與節(jié)流元件換熱極少，可以認(rèn)為是絕熱節(jié)流。 冷效應(yīng)區(qū)：在轉(zhuǎn)回曲線與溫度縱軸圍成的區(qū)域內(nèi)所有等焓線上的點(diǎn)恒有mj > 0，發(fā)生在這個區(qū)域內(nèi)的絕熱節(jié)流過程總是使流體溫度降低，稱為冷效應(yīng)區(qū)。 熱效應(yīng)

46、區(qū)：在轉(zhuǎn)回曲線之外所有等焓線上的點(diǎn)，其mj < 0，發(fā)生在這個區(qū)域的微分絕熱節(jié)流總是使流體溫度升高，即壓力降低dp，溫度增高dT，稱為熱效應(yīng)區(qū)。 噴管效率：是指實(shí)際過程氣體出口動能與定熵過程氣體出口動能的比值。 2．常用公式 連續(xù)性方程： 式中，， ——各截面處的質(zhì)量流量（kg/s）； f1，f2，f ——各截面處的截面積（m2）； c1，c2，c ——各截面處的氣流速度（m/s）； v1，v2，v ——各截面處氣體的比容的（m3/kg）。 對微元穩(wěn)定流動過程，連續(xù)性方程可表示為 絕熱穩(wěn)定流動能量方程式： 對于微元絕熱穩(wěn)定流

47、動過程，可寫成 定熵過程方程式： 對于微元定熵過程有 只適用于理想氣體的比熱容比κ為常數(shù)（定比熱容）的可逆絕熱過程。對于變比熱容的定熵過程，κ應(yīng)取過程范圍內(nèi)的平均值。 可壓縮性流體音速的計(jì)算式： 理想氣體的音速計(jì)算 馬赫數(shù) c是給定狀態(tài)的氣體流速，a是該狀態(tài)下的音速。根據(jù)馬赫數(shù)的大小，可以把氣流速度分為三檔：當(dāng)M＜1，稱為亞音速，當(dāng)M＝1，稱為音速，當(dāng)M＞1，稱為超音速。 氣體流速變化與狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系： 在管道內(nèi)作定熵流動時，dc與dp的符號相反；即氣流速度增加，必導(dǎo)致氣體的壓力下降，這就是噴管中的氣體流動特性；而氣體速度下降，將導(dǎo)致氣體的壓力升

48、高，這是擴(kuò)壓管中的氣體流動特性。 管道截面變化的規(guī)律： 理想氣體的當(dāng)?shù)匾羲伲? 3．重要圖表 圖9-1 噴管中個參數(shù)沿軸向變化的示意圖 圖9-2 定熵滯止過程 圖9-3 質(zhì)量流量隨壓力比的變化 圖9-4 水蒸氣h-s圖上的定熵過程 圖9-6 漸縮噴管中的變工況流動 圖9-7 漸縮漸擴(kuò)噴管中的變工況流動 圖9-8 定熵過程與實(shí)際的絕熱過程 圖9-9 蒸氣引射器示意圖 圖9-10 絕熱節(jié)流前后參數(shù)變化 圖9-11 氣體絕熱節(jié)流過程 圖9-12 水蒸氣絕熱節(jié)流過程 圖9-13 焦耳－湯姆遜絕熱節(jié)流試驗(yàn)裝置 圖9-1

49、4 絕熱節(jié)流的T-p圖 噴管和擴(kuò)壓管流速變化與截面變化的關(guān)系 表9-1 判斷題： 1、用壓力表可以直接讀出絕對壓力值。 （ ） 2、熱力學(xué)第二定律指出能量在轉(zhuǎn)換中是有方向性的。 （ ） 3、單一熱源的熱機(jī)，又稱為第二類永動機(jī)，它違反了熱力學(xué)第一定律。 （ ） 4、當(dāng)空氣被視為理想氣體時，其內(nèi)能只由溫度決定。 （ ） 5、可逆過程必是準(zhǔn)靜態(tài)過程，準(zhǔn)靜態(tài)過程不一定是可逆過程。 （ ） 6、卡諾循環(huán)的熱效率僅與高溫?zé)嵩吹臏囟群偷蜏責(zé)嵩吹臏囟扔嘘P(guān)。 （ ） 7、制冷系數(shù)是

50、大于1的數(shù)。 （ ） 8、技術(shù)功為軸功和流動功之和。 （ ） 9、任何過程的熵只增不減。 （ ） 10、熱力學(xué)平衡態(tài)是指系統(tǒng)同時處于壓力平衡和溫度平衡。 （ ） 11、在剛形容器中，一定質(zhì)量的空氣被300℃的熱源從100℃加熱到300℃，此過程是可逆的。 （ ） 12、不可能從單一熱源取熱使之完全變?yōu)楣Α? （ ） 13、濕空氣的相對濕度越高，吸收水分的能力越強(qiáng)。 （ ） 14、在相同的熱源與冷源之間，卡諾循環(huán)的熱效率最高。 （ ） 15、干度x=1的工質(zhì)是指飽和水蒸氣。 （ ） 16、熱力學(xué)平衡態(tài)是指系統(tǒng)同時處于壓力平衡和溫度平衡。 （ ） 17、混合氣體中的質(zhì)量成分較大的組分，其摩爾成分不一定較大。 （ ） 18、活塞式壓氣機(jī)采用多級壓縮和級間冷卻方法可以提高它的容積效率。 （ ） 19、熱力學(xué)第一定律適用于任意的熱力過程，不管過程是否可逆。 （ ） 20、理想氣體不可能進(jìn)行吸熱而降溫的過程。 （ ） 21、在溫熵圖上，準(zhǔn)靜態(tài)過程可以用一條連續(xù)曲線表示，但可逆過程不可以。 （ ）