工程熱力學(xué)1-6

1、考試大綱1.1 基本概念基本概念 熱力學(xué)系統(tǒng) 狀態(tài)平衡 狀態(tài)參數(shù) 狀態(tài)公理 狀態(tài)方程式 熱力參數(shù)及坐標(biāo)圖 功和熱量 熱力過(guò)程 熱力循環(huán) 單位制 1.2 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程、可逆過(guò)程和不可逆過(guò)程 1.3 熱力學(xué)第一定律熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第一定律的實(shí)質(zhì) 內(nèi)能 焓 熱力學(xué)第一定律在開口系 統(tǒng)和閉口系統(tǒng)表達(dá)式 儲(chǔ)存能 穩(wěn)定流動(dòng)能量方程及其應(yīng)用 1.4 氣體性質(zhì)氣體性質(zhì) 理想氣體模型及其狀態(tài)方程 實(shí)際氣體模型及其狀態(tài)方程 壓縮因子臨界參數(shù) 對(duì)比態(tài)及其定律 理想氣體比熱 混合氣 體的性質(zhì) 1.5 理想氣體基本熱力過(guò)程及氣體壓縮理想氣體基本熱力過(guò)程及氣體壓縮 定壓 定容 定溫和絕

2、熱過(guò)程 多變過(guò)程氣體壓縮軸功 余隙 多級(jí)壓縮和中間冷卻 1.6 熱力學(xué)第二定律熱力學(xué)第二定律 熱力學(xué)第二定律的實(shí)質(zhì)及表述 卡諾循環(huán)和卡諾定理 熵 孤立系統(tǒng) 熵增原理 1.7 水蒸氣和濕空氣水蒸氣和濕空氣 蒸發(fā) 冷凝 沸騰 汽化 定壓發(fā)生過(guò)程 水蒸氣圖表 水蒸氣基本熱力過(guò)程 濕空氣性質(zhì) 濕空氣焓濕圖 濕空氣基本熱力過(guò)程 1.8 氣體和蒸汽的流動(dòng)氣體和蒸汽的流動(dòng) 噴管和擴(kuò)壓管 流動(dòng)的基本特性和基本方程 流速 音速 流量 臨界狀態(tài) 絕熱節(jié)流 1.9 動(dòng)力循環(huán)動(dòng)力循環(huán) 朗肯循環(huán) 回?zé)岷驮贌嵫h(huán) 熱電循環(huán) 內(nèi)燃機(jī)循環(huán) 1.10 制冷循環(huán)制冷循環(huán) 空氣壓縮制冷循環(huán) 蒸汽壓縮制冷循環(huán) 吸收式制冷循環(huán) 熱泵

3、氣體的液化 工程熱力學(xué)工程熱力學(xué) 是一門研究是一門研究熱能熱能有效利用及有效利用及 熱能熱能和其它形式和其它形式能量能量轉(zhuǎn)換規(guī)律轉(zhuǎn)換規(guī)律 的科學(xué)的科學(xué) 人為選取一定范圍內(nèi)的物質(zhì)作為研究對(duì)象。 外界（或環(huán)境）外界（或環(huán)境） 系統(tǒng)以外的所有物質(zhì)。 邊界邊界 系統(tǒng)與外界的分界面。系統(tǒng)系統(tǒng)與與外界外界的作用都通過(guò)的作用都通過(guò)邊界邊界外界（或環(huán)境）的定義是指外界（或環(huán)境）的定義是指( )( )。 A A與系統(tǒng)發(fā)生熱交換的熱源與系統(tǒng)發(fā)生熱交換的熱源 B B與系統(tǒng)發(fā)生功交換的功源與系統(tǒng)發(fā)生功交換的功源 C C與系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)量交換的物源與系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)量交換的物源 D D系統(tǒng)邊界之外與系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的一切物體系統(tǒng)邊界

4、之外與系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的一切物體 答案：答案： D D系統(tǒng)邊界之外與系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的一切物體系統(tǒng)邊界之外與系統(tǒng)發(fā)生聯(lián)系的一切物體 固定、運(yùn)動(dòng)固定、運(yùn)動(dòng)以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分：以系統(tǒng)與外界關(guān)系劃分： 有有 無(wú)無(wú)是否傳質(zhì)是否傳質(zhì) 開口系開口系 閉口系閉口系是否傳熱是否傳熱 非絕熱系非絕熱系 絕熱系絕熱系是否傳功是否傳功 非絕功系非絕功系 絕功系絕功系是否傳熱、功、質(zhì)是否傳熱、功、質(zhì) 非孤立系非孤立系 孤立系孤立系1234mQW1 開口系開口系非孤立系相關(guān)外界非孤立系相關(guān)外界孤立系孤立系1+2 閉口系閉口系1+2+3 絕熱閉口系絕熱閉口系1+2+3+4 孤立系孤立系無(wú)熱交換的熱力系統(tǒng)稱為無(wú)熱交換的熱力系統(tǒng)稱

5、為( )( )。 A A孤立系統(tǒng)孤立系統(tǒng) B B閉口系統(tǒng)閉口系統(tǒng) C C絕熱系統(tǒng)絕熱系統(tǒng) D D開口系統(tǒng)開口系統(tǒng) 答案：答案： C C絕熱系統(tǒng)絕熱系統(tǒng) 2、狀態(tài)、狀態(tài) 某一瞬間熱力系統(tǒng)所呈現(xiàn)的宏觀物理狀態(tài)。3、狀態(tài)參數(shù)、狀態(tài)參數(shù) 描述熱力系狀態(tài)的物理量特征特征： 是宏觀量，是大量粒子的平均效應(yīng) 狀態(tài)的單值函數(shù) 變化量與路徑無(wú)關(guān)，只與初終態(tài)有關(guān) 在不受外界影響的條件下（重力場(chǎng)除 外），系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)不隨時(shí)間變化。 熱平衡 力平衡 相平衡 化學(xué)平衡 溫差 熱不平衡勢(shì) 壓差 力不平衡勢(shì) 相變 相不平衡勢(shì) 化學(xué)反應(yīng) 化學(xué)不平衡勢(shì)平衡的平衡的本質(zhì)本質(zhì)：不存在不平衡勢(shì)：不存在不平衡勢(shì)穩(wěn)定：穩(wěn)定：參數(shù)不隨時(shí)

6、間變化參數(shù)不隨時(shí)間變化穩(wěn)定穩(wěn)定但存在但存在不平衡勢(shì)差不平衡勢(shì)差去掉去掉外界影響，外界影響， 則則狀態(tài)變化狀態(tài)變化穩(wěn)定不一定平衡，但平衡一定穩(wěn)定穩(wěn)定不一定平衡，但平衡一定穩(wěn)定平衡平衡：時(shí)間上：時(shí)間上均勻均勻：空間上：空間上平衡不一定均勻，單相平衡態(tài)則一定是均勻的平衡不一定均勻，單相平衡態(tài)則一定是均勻的平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)可用可用一組一組狀態(tài)參數(shù)描述其狀態(tài)狀態(tài)參數(shù)描述其狀態(tài)狀態(tài)公理：確定熱力系統(tǒng)平衡態(tài)所狀態(tài)公理：確定熱力系統(tǒng)平衡態(tài)所需的獨(dú)立參數(shù)數(shù)目的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。需的獨(dú)立參數(shù)數(shù)目的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則。想確切描述某個(gè)熱力系，是否想確切描述某個(gè)熱力系，是否需要所有狀態(tài)參數(shù)？需要所有狀態(tài)參數(shù)？閉口系：閉口系：而不平衡勢(shì)差

7、彼此獨(dú)立 獨(dú)立參數(shù)數(shù)目N=不平衡勢(shì)差數(shù) =能量轉(zhuǎn)換方式的數(shù)目 =各種功的方式+熱量= n+1n 容積變化功、電功、拉伸功、表面張力功等不平衡勢(shì)差不平衡勢(shì)差 狀態(tài)變化狀態(tài)變化 能量傳遞能量傳遞簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)：N = n + 1 = 2只交換熱量和一種準(zhǔn)靜態(tài)的容積變化功 可以選取可測(cè)量參數(shù)p,v和T中的任意兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)作為自變量，其余參數(shù)（u,h,s等）則為p,v和T的因變量簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)：N = 2 基本狀態(tài)參數(shù)（基本狀態(tài)參數(shù)（p, ,v, ,T) )之間的關(guān)系之間的關(guān)系),( Tpfv0),(Tvpf理想氣體的狀態(tài)方程RTpv pVmRT具體形式：取決于工質(zhì)的性質(zhì)強(qiáng)度參數(shù)：強(qiáng)度參數(shù)：與系統(tǒng)內(nèi)所

8、含工質(zhì)的數(shù)量無(wú)關(guān)與系統(tǒng)內(nèi)所含工質(zhì)的數(shù)量無(wú)關(guān) 如如壓力壓力 p、溫度溫度T廣延參數(shù)：廣延參數(shù)：與系統(tǒng)內(nèi)所含工質(zhì)的數(shù)量有關(guān)與系統(tǒng)內(nèi)所含工質(zhì)的數(shù)量有關(guān)可加性可加性 如如質(zhì)量質(zhì)量m、容積容積 V、內(nèi)能內(nèi)能 U、焓焓 H、熵熵S比參數(shù)：比參數(shù)：比比容容VvmUum比比內(nèi)能內(nèi)能Hhm比比焓焓Ssm比比熵熵壓力壓力 p、溫度、溫度 T、比容、比容 v大氣氣壓力為大氣氣壓力為B B，系統(tǒng)中工質(zhì)真空表壓力讀數(shù)為，系統(tǒng)中工質(zhì)真空表壓力讀數(shù)為P Pl l時(shí)，系統(tǒng)的真實(shí)壓力為時(shí)，系統(tǒng)的真實(shí)壓力為( )( )。A A P P1 1 B BB+PB+P1 1 C CB-PB-P1 1 D. D. P P1 1B B 答案

9、：答案： C CB-PB-P1 1 某容器中氣體的表壓力為某容器中氣體的表壓力為0.04MPa0.04MPa，當(dāng)?shù)卮髿鈮毫Γ?dāng)?shù)卮髿鈮毫闉?.1MPa0.1MPa，則該氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)為（，則該氣體的絕對(duì)壓強(qiáng)為（ ）MPaMPa。A. 0.06 B. 0.04 C. 0.14 D. 0.05A. 0.06 B. 0.04 C. 0.14 D. 0.05 答案：答案： C C0.140.14壓力表測(cè)量的壓力是壓力表測(cè)量的壓力是( )( )。A A絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力 B. B. 標(biāo)準(zhǔn)大氣壓標(biāo)準(zhǔn)大氣壓 C C真空度真空度 D D相對(duì)壓力相對(duì)壓力 答案：答案： D D相對(duì)壓力相對(duì)壓力 簡(jiǎn)單可壓縮系統(tǒng)簡(jiǎn)單

10、可壓縮系統(tǒng) N=2，平面平面坐標(biāo)圖坐標(biāo)圖pv1 1）系統(tǒng)任何平衡態(tài)可系統(tǒng)任何平衡態(tài)可 表示在坐標(biāo)圖上表示在坐標(biāo)圖上說(shuō)明：說(shuō)明：2 2）過(guò)程線中任意一點(diǎn)過(guò)程線中任意一點(diǎn) 為平衡態(tài)為平衡態(tài)3 3）不平衡態(tài)無(wú)法在圖不平衡態(tài)無(wú)法在圖 上用實(shí)線表示上用實(shí)線表示常見常見p-v圖和圖和T-s圖圖21功功在力的推動(dòng)下，通過(guò)有序運(yùn)動(dòng)方式傳遞 的能量。 能量轉(zhuǎn)換的兩種方式：做功和傳熱 熱量熱量在溫度的推動(dòng)下，以微觀無(wú)序運(yùn)動(dòng)方 式傳遞的能量。功和熱量是過(guò)程量，其大小與過(guò)功和熱量是過(guò)程量，其大小與過(guò)程初終態(tài)以及過(guò)程性質(zhì)有關(guān)程初終態(tài)以及過(guò)程性質(zhì)有關(guān) 熱力學(xué)中規(guī)定：熱力學(xué)中規(guī)定：系統(tǒng)對(duì)外界作功取為正，系統(tǒng)對(duì)外界作功取為正

11、， 而外界對(duì)系統(tǒng)作功取為負(fù)。而外界對(duì)系統(tǒng)作功取為負(fù)。處于平衡狀態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)外界條件變化，在外界和系統(tǒng)間處于平衡狀態(tài)的熱力學(xué)系統(tǒng)，當(dāng)外界條件變化，在外界和系統(tǒng)間形成熱或力的不平衡時(shí)，受該不平衡勢(shì)的作用，在系統(tǒng)內(nèi)部造成形成熱或力的不平衡時(shí)，受該不平衡勢(shì)的作用，在系統(tǒng)內(nèi)部造成不平衡，使系統(tǒng)的平衡狀態(tài)遭到破壞，從而引起系統(tǒng)狀態(tài)的變化，不平衡，使系統(tǒng)的平衡狀態(tài)遭到破壞，從而引起系統(tǒng)狀態(tài)的變化，向新的平衡狀態(tài)過(guò)渡?？梢?，熱力過(guò)程中系統(tǒng)所經(jīng)歷的是一系列向新的平衡狀態(tài)過(guò)渡。可見，熱力過(guò)程中系統(tǒng)所經(jīng)歷的是一系列不平衡狀態(tài)。因?yàn)橹挥衅胶鉅顟B(tài)才有確定的狀態(tài)參數(shù)，才能用狀不平衡狀態(tài)。因?yàn)橹挥衅胶鉅顟B(tài)才有確定的狀

12、態(tài)參數(shù)，才能用狀態(tài)方程表示狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系，為此，熱力學(xué)引入一種理想的熱態(tài)方程表示狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系，為此，熱力學(xué)引入一種理想的熱力過(guò)程，即力過(guò)程，即準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。熱力系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)變化時(shí)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)的總和。 當(dāng)完成了某一過(guò)程之后，若有可能使工質(zhì)沿相同的路徑逆當(dāng)完成了某一過(guò)程之后，若有可能使工質(zhì)沿相同的路徑逆行而恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，并使相互作用中所涉及的外界也恢復(fù)到行而恢復(fù)到原來(lái)狀態(tài)，并使相互作用中所涉及的外界也恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，而不留下改變，則這一過(guò)程就稱為原來(lái)的狀態(tài)，而不留下改變，則這一過(guò)程就稱為可逆過(guò)程可逆過(guò)程。 不滿足上述條件的過(guò)程稱為不滿足上述條件的過(guò)程稱為不可逆過(guò)

13、程不可逆過(guò)程。 若工質(zhì)經(jīng)歷一可逆過(guò)程和一不可逆過(guò)程，且其若工質(zhì)經(jīng)歷一可逆過(guò)程和一不可逆過(guò)程，且其初態(tài)和終態(tài)相同，則兩過(guò)程中與外界交換的熱初態(tài)和終態(tài)相同，則兩過(guò)程中與外界交換的熱量量( )( ) A A相同相同 B B不相同不相同 C C不確定不確定 D D與狀態(tài)無(wú)關(guān)與狀態(tài)無(wú)關(guān) 答案：答案： C C不確定不確定熱力系統(tǒng)經(jīng)過(guò)一系列變化回到初態(tài)的封 閉熱力過(guò)程稱為熱力循環(huán)。可逆循環(huán)：全部由可逆過(guò)程組成的循環(huán)可逆循環(huán)：全部由可逆過(guò)程組成的循環(huán)不可逆循環(huán)：循環(huán)中由部分過(guò)程或全部過(guò)程是不可不可逆循環(huán)：循環(huán)中由部分過(guò)程或全部過(guò)程是不可逆的循環(huán)逆的循環(huán)正向循環(huán)：將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的循環(huán)正向循環(huán)：將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)

14、械能的循環(huán)逆向循環(huán)：將熱量從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩吹难h(huán)逆向循環(huán)：將熱量從低溫?zé)嵩磦鹘o高溫?zé)嵩吹难h(huán)性質(zhì)性質(zhì)目的目的熱效率熱效率制冷系數(shù)制冷系數(shù)供熱系數(shù)供熱系數(shù)國(guó)際單位制和工程單位制。平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)狀態(tài)不變化狀態(tài)不變化能量不能轉(zhuǎn)換能量不能轉(zhuǎn)換非平衡狀態(tài)非平衡狀態(tài)無(wú)法簡(jiǎn)單描述無(wú)法簡(jiǎn)單描述熱力學(xué)引入熱力學(xué)引入準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)（準(zhǔn)平衡準(zhǔn)平衡）過(guò)程過(guò)程破壞平衡所需時(shí)間破壞平衡所需時(shí)間（外部作用時(shí)間）（外部作用時(shí)間）恢復(fù)平衡所需時(shí)間恢復(fù)平衡所需時(shí)間（馳豫時(shí)間）（馳豫時(shí)間）有足夠時(shí)間恢復(fù)新平衡有足夠時(shí)間恢復(fù)新平衡 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)是一種熱力參數(shù)和作用力都有變化的過(guò)程，準(zhǔn)靜態(tài)是一種熱力參數(shù)和作用力都有

15、變化的過(guò)程，具有特性具有特性( )( ) A A內(nèi)部和邊界一起快速變化內(nèi)部和邊界一起快速變化 B B邊界上已經(jīng)達(dá)到平衡邊界上已經(jīng)達(dá)到平衡 C C內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)隨時(shí)處于均勻內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)隨時(shí)處于均勻 D D內(nèi)部參數(shù)內(nèi)部參數(shù)變化變化遠(yuǎn)快于外部作用力遠(yuǎn)快于外部作用力變化變化( (恢復(fù)平衡？恢復(fù)平衡？) ) 答案：答案： C C內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)隨時(shí)處于均勻內(nèi)部狀態(tài)參數(shù)隨時(shí)處于均勻 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)的所有的狀態(tài)都接近準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程中，系統(tǒng)經(jīng)過(guò)的所有的狀態(tài)都接近( )( )。 A A相鄰狀態(tài)相鄰狀態(tài) B B初狀態(tài)初狀態(tài) C C低能級(jí)狀態(tài)低能級(jí)狀態(tài) D D平衡狀態(tài)平衡狀態(tài) 答案：答案： D D平衡狀態(tài)平衡狀態(tài)疑問

16、：疑問：理論上理論上準(zhǔn)靜態(tài)準(zhǔn)靜態(tài)應(yīng)無(wú)限緩慢，表應(yīng)無(wú)限緩慢，表示示工程上工程上怎樣處理？怎樣處理？例：例：活塞式內(nèi)燃機(jī)活塞式內(nèi)燃機(jī) 20002000轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)/ /分分 曲柄曲柄 2 2沖程沖程/ /轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)，0.150.15米米/ /沖程沖程活塞運(yùn)動(dòng)速度活塞運(yùn)動(dòng)速度= =20002000 2 2 0.150.15/ /6060= =1010 m/s m/s壓力波恢復(fù)平衡速度（聲速）壓力波恢復(fù)平衡速度（聲速）350350 m/s m/s破壞平衡所需時(shí)間破壞平衡所需時(shí)間（外部作用時(shí)間）（外部作用時(shí)間）恢復(fù)平衡所需時(shí)間恢復(fù)平衡所需時(shí)間（馳豫時(shí)間）（馳豫時(shí)間）一般的工程過(guò)程都可認(rèn)為是一般的工程過(guò)程都可認(rèn)為是準(zhǔn)

17、靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 系統(tǒng)經(jīng)歷某一過(guò)程后，如果能使系統(tǒng)與外界同時(shí)恢復(fù)到初始狀態(tài)，而不留下任何痕跡。注意注意可逆過(guò)程只是指可能性，并不可逆過(guò)程只是指可能性，并不是指必須要回到初態(tài)的過(guò)程。是指必須要回到初態(tài)的過(guò)程。準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 + + 無(wú)耗散效應(yīng)無(wú)耗散效應(yīng) = = 可逆過(guò)程可逆過(guò)程無(wú)不平衡勢(shì)差無(wú)不平衡勢(shì)差通過(guò)摩擦使功通過(guò)摩擦使功變熱的效應(yīng)變熱的效應(yīng)( (摩阻，電阻，摩阻，電阻，非彈性變性，非彈性變性，磁阻等）磁阻等） 不平衡勢(shì)差不平衡勢(shì)差不可逆根源不可逆根源 耗散效應(yīng)耗散效應(yīng) 耗散效應(yīng)耗散效應(yīng)不等溫傳熱T1T2T1T2Q節(jié)流過(guò)程 (閥門）p1p2p1p2混合過(guò)程 自由膨脹真空判斷后選擇正確答

18、案是判斷后選擇正確答案是( )( )。 無(wú)約束的自由膨脹為一可逆過(guò)程無(wú)約束的自由膨脹為一可逆過(guò)程 混合過(guò)程是一不可逆過(guò)程混合過(guò)程是一不可逆過(guò)程C C準(zhǔn)平衡過(guò)程就是可逆過(guò)程準(zhǔn)平衡過(guò)程就是可逆過(guò)程 D D可逆過(guò)程是不可實(shí)現(xiàn)過(guò)程可逆過(guò)程是不可實(shí)現(xiàn)過(guò)程 答案：答案： B B混合過(guò)程是一不可逆過(guò)程混合過(guò)程是一不可逆過(guò)程 準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程是實(shí)際過(guò)程的理想化過(guò)程， 但并非最優(yōu)過(guò)程，可逆過(guò)程是最優(yōu)過(guò)程。 可逆過(guò)程的功與熱完全可用系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì) 的狀態(tài)參數(shù)表達(dá)，可不考慮系統(tǒng)與外界 的復(fù)雜關(guān)系，易分析。 實(shí)際過(guò)程不是可逆過(guò)程，但為了研究方 便，先按理想情況（可逆過(guò)程）處理， 用系統(tǒng)參數(shù)加以分析，然后考慮不可逆 因素加以修正

19、。表述：表述：自然界中的一切物質(zhì)都具有能量，能量不可能自然界中的一切物質(zhì)都具有能量，能量不可能被創(chuàng)造，也不可能被消滅；但能量可以從一種形態(tài)轉(zhuǎn)被創(chuàng)造，也不可能被消滅；但能量可以從一種形態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榱硪环N形態(tài)，且在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量的總量變?yōu)榱硪环N形態(tài)，且在能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程中能量的總量保持不變。保持不變。本質(zhì)：能量轉(zhuǎn)換與守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用，它確本質(zhì)：能量轉(zhuǎn)換與守恒定律在熱力學(xué)中的應(yīng)用，它確定了熱力過(guò)程中各種能量在數(shù)量上的相互關(guān)系。定了熱力過(guò)程中各種能量在數(shù)量上的相互關(guān)系。能量守恒與轉(zhuǎn)換定律是自然界的基本規(guī)律之一。能量守恒與轉(zhuǎn)換定律是自然界的基本規(guī)律之一。進(jìn)入系統(tǒng)的能量離開系統(tǒng)的能量進(jìn)入系統(tǒng)的能量

20、離開系統(tǒng)的能量系統(tǒng)儲(chǔ)存能的變化系統(tǒng)儲(chǔ)存能的變化關(guān)系式：分子動(dòng)能（熱運(yùn)動(dòng)）分子動(dòng)能（熱運(yùn)動(dòng)）分子位能（分子間相互作用）分子位能（分子間相互作用） 化學(xué)能化學(xué)能維持一定分子結(jié)構(gòu)維持一定分子結(jié)構(gòu) 原子能原子能 電磁能電磁能內(nèi)能內(nèi)能 移動(dòng)移動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)振動(dòng)振動(dòng)儲(chǔ)存于系統(tǒng)內(nèi)部的能量。儲(chǔ)存于系統(tǒng)內(nèi)部的能量。 內(nèi)能內(nèi)能是狀態(tài)量是狀態(tài)量 U U : : 廣延參數(shù)廣延參數(shù) kJ kJ u u : : 比參數(shù)比參數(shù) kJ/kg kJ/kg 內(nèi)能內(nèi)能總以變化量出現(xiàn)，內(nèi)能的變化只與初終態(tài)有關(guān)，總以變化量出現(xiàn)，內(nèi)能的變化只與初終態(tài)有關(guān)，而與過(guò)程路徑無(wú)關(guān)。而與過(guò)程路徑無(wú)關(guān)。 定義：定義：h = u + pv kJ/kg H

21、 = U + pV kJ 1、焓焓是狀態(tài)量是狀態(tài)量2、H為廣延參數(shù)為廣延參數(shù) H=U+pV= m(u+pv)= mh h為比參數(shù)為比參數(shù)3、對(duì)流動(dòng)工質(zhì)，對(duì)流動(dòng)工質(zhì)，焓焓代表能量代表能量(內(nèi)能內(nèi)能+推進(jìn)功推進(jìn)功) 對(duì)靜止工質(zhì)，對(duì)靜止工質(zhì)，焓焓不代表不代表能量能量4、物理意義：開口系中隨工質(zhì)物理意義：開口系中隨工質(zhì)流動(dòng)而攜帶流動(dòng)而攜帶的、取決的、取決 于熱力狀態(tài)的于熱力狀態(tài)的能量能量。 某理想氣體經(jīng)歷了一個(gè)內(nèi)能不變的熱力過(guò)程，某理想氣體經(jīng)歷了一個(gè)內(nèi)能不變的熱力過(guò)程，則該過(guò)程中工質(zhì)的焓變（則該過(guò)程中工質(zhì)的焓變（ ）。）。 A A大于零大于零 B. B. 等于零等于零 C. C. 小于零小于零 D D

22、不確定不確定 答案：答案： B B等于零等于零 W W Q Q一般式一般式 Q Q = = d dU U + + W W Q Q = = U U + + W W q q = = d du u + + w w q q = = u u + + w w單位工質(zhì)單位工質(zhì)適用條件：適用條件： 1 1）任何工質(zhì)）任何工質(zhì) 2) 2) 任何過(guò)程任何過(guò)程熱力學(xué)第一定律是關(guān)于熱能與其他形式的能量相熱力學(xué)第一定律是關(guān)于熱能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)換的定律，適用于互轉(zhuǎn)換的定律，適用于( )( ) A A一切工質(zhì)和一切熱力過(guò)程一切工質(zhì)和一切熱力過(guò)程 B B量子級(jí)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程量子級(jí)微觀粒子的運(yùn)動(dòng)過(guò)程 C C工質(zhì)的可

23、逆或準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程工質(zhì)的可逆或準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程 D D熱機(jī)循環(huán)的一切過(guò)程熱機(jī)循環(huán)的一切過(guò)程 答案：答案： A A一切工質(zhì)和一切熱力過(guò)程一切工質(zhì)和一切熱力過(guò)程 理想氣體定溫膨脹，必然有理想氣體定溫膨脹，必然有( )( )。A AQ=W BQ=W BQW C. QW C. Q0 S0 C. C. S=0 S0S0 答案：答案： D. D. T=0 T=0 S0 S0 1、理想氣體理想氣體 可用簡(jiǎn)單的式子描述，如空調(diào)中的濕空氣等可用簡(jiǎn)單的式子描述，如空調(diào)中的濕空氣等2、實(shí)際氣體、實(shí)際氣體 不能用簡(jiǎn)單的式子描述，真實(shí)工質(zhì)不能用簡(jiǎn)單的式子描述，真實(shí)工質(zhì) 火力發(fā)電的水和水蒸氣、制冷空調(diào)中制冷工質(zhì)等火力發(fā)電的水和水蒸

24、氣、制冷空調(diào)中制冷工質(zhì)等1. 分子之間沒有作用力分子之間沒有作用力 2. 分子本身不占容積分子本身不占容積 但是但是, 當(dāng)實(shí)際氣體當(dāng)實(shí)際氣體 p 很小很小, V 很大很大, T不太低不太低時(shí)時(shí), 即處于即處于遠(yuǎn)離液態(tài)遠(yuǎn)離液態(tài)的的稀薄稀薄狀態(tài)時(shí)狀態(tài)時(shí), 可視為可視為理想氣理想氣體體。 現(xiàn)實(shí)中沒有理想氣體現(xiàn)實(shí)中沒有理想氣體 當(dāng)實(shí)際氣體當(dāng)實(shí)際氣體 p 很小很小, V 很大很大, T不太低時(shí)不太低時(shí), 即即處于處于遠(yuǎn)離液態(tài)遠(yuǎn)離液態(tài)的的稀薄稀薄狀態(tài)時(shí)狀態(tài)時(shí), 可視為可視為理想氣體理想氣體。 T常溫常溫，p7MPa的的雙原子雙原子分子分子理想氣體理想氣體O2, N2, Air, CO, H2如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和

25、航空發(fā)動(dòng)機(jī)以空氣為主的如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)以空氣為主的燃?xì)馊細(xì)獾鹊热尤臃肿樱ǚ肿樱℉2O, CO2)一般一般不能不能當(dāng)作當(dāng)作理想氣體理想氣體特殊可以，如空調(diào)的特殊可以，如空調(diào)的濕空氣濕空氣，高溫?zé)煔獾?，高溫?zé)煔獾腃O2 理想氣體理想氣體定義：定義：是一種假想的氣體，即氣體分子是一些彈性的，忽是一種假想的氣體，即氣體分子是一些彈性的，忽略分子相互作用力，不占有體積的質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)實(shí)際氣略分子相互作用力，不占有體積的質(zhì)點(diǎn)；當(dāng)實(shí)際氣體體p0，v的極限狀態(tài)時(shí)的氣體。的極限狀態(tài)時(shí)的氣體。mm1 kmol: pVR Tm kmol : npVnR T1 kg : pvRTmRTpVm : kg 注意

26、注意: : Rm 與與R 摩爾容積摩爾容積V Vm m狀態(tài)狀態(tài)方程方程標(biāo)準(zhǔn)狀況下標(biāo)準(zhǔn)狀況下500(1.0132510273.15)pPaTKkmolmVm30414.22Rm通用通用氣體常數(shù)氣體常數(shù)mkJ8.3143 kmol KR gR氣體常數(shù)氣體常數(shù) mkJ/kg.KRRMm8.3143kJ0.287kg K28.97RRM空氣空氣例如例如與氣體種類無(wú)關(guān)與氣體種類無(wú)關(guān)與氣體種類有關(guān)與氣體種類有關(guān) 1 1、絕對(duì)壓力絕對(duì)壓力2 2、溫度溫度單位單位 K K3 3、統(tǒng)一單位（最好均用統(tǒng)一單位（最好均用國(guó)際單位國(guó)際單位）V V=1m=1m3 3的容器有的容器有N N2 2，溫度為，溫度為20 20

27、 ，壓力表讀數(shù)，壓力表讀數(shù)1000mmHg1000mmHg，p pb b=1atm=1atm，求，求N N2 2質(zhì)量質(zhì)量。1000 1.0 28168.48.3143 20mpVMmkgR T1 1）2 2）510001.013 101.0 287601531.58.3143 293.15mpVMmkgR T3 3）51000(1) 1.013 101.0 2876026588.3143 293.15mpVMmkgR T4 4）51000(1) 1.013 101.0 287602.6588.3143 1000 293.15mpVMmkgR T1. 分子間作用力不可忽略分子間作用力不可忽略 2

28、. 分子本身容積不可忽略分子本身容積不可忽略范德瓦爾斯范德瓦爾斯 (Vander Waals) 方程方程: 實(shí)際氣體是真實(shí)氣體實(shí)際氣體是真實(shí)氣體2mR Tapvbv引入壓縮因子，實(shí)際氣體方程引入壓縮因子，實(shí)際氣體方程: idmvpvzvR TmpvzR T說(shuō)明說(shuō)明: :z是氣體溫度和壓力的函數(shù)，是狀態(tài)是氣體溫度和壓力的函數(shù)，是狀態(tài)函數(shù)，通常采用對(duì)比態(tài)定律建立的通函數(shù)，通常采用對(duì)比態(tài)定律建立的通用性圖表用性圖表壓縮因子圖來(lái)確定。壓縮因子圖來(lái)確定。z z壓縮因子法是依據(jù)理想氣體計(jì)算參數(shù)修正后得壓縮因子法是依據(jù)理想氣體計(jì)算參數(shù)修正后得出實(shí)際氣體近似參數(shù)，下列說(shuō)法中不正確的是出實(shí)際氣體近似參數(shù)，下列說(shuō)

29、法中不正確的是（ ） A Az=f(pz=f(p，t)t) B Bz z是狀態(tài)的函數(shù)，可能大于是狀態(tài)的函數(shù)，可能大于1 1或小于或小于1 1 C Cz z表明實(shí)際氣體偏離理想氣體的程度表明實(shí)際氣體偏離理想氣體的程度 D Dz z是是同樣壓力同樣壓力下實(shí)際氣體體積與理想氣體體下實(shí)際氣體體積與理想氣體體積的比值積的比值 答案：答案： D Dz z是同樣壓力下實(shí)際氣體體積與是同樣壓力下實(shí)際氣體體積與理想氣體體積的比值理想氣體體積的比值5、對(duì)比態(tài)定律、對(duì)比態(tài)定律 對(duì)比態(tài)定律：對(duì)于滿足同一對(duì)比態(tài)方程式的各種氣體，對(duì)比參數(shù)中若有兩個(gè)相等，則第三個(gè)對(duì)比參數(shù)就一定相等，物質(zhì)也就處于對(duì)應(yīng)狀態(tài)中。對(duì)比態(tài)方程：用對(duì)

30、比參數(shù)表示的狀態(tài)方程。范德瓦爾斯范德瓦爾斯 對(duì)比態(tài)方程對(duì)比態(tài)方程: 28331rrrrTpvv比熱（比熱容）比熱（比熱容）：?jiǎn)挝晃锪康奈矬w，當(dāng)其溫度變化1K或1oC時(shí)，物體與外界交換的熱量。比熱容qCdtc : 質(zhì)量比熱容質(zhì)量比熱容 kJkg KCm: 摩爾比熱容摩爾比熱容kJkmol KC: 容積比熱容容積比熱容3kJNmKCm=Mc=22.414CokJkgCokJkmolC3okJNmCTs(1)(2)1 Kc1c2qCdt用的最多的某些特定過(guò)程的比熱容用的最多的某些特定過(guò)程的比熱容定容比熱容定容比熱容定壓比熱容定壓比熱容1、 cv 和和 cp ，過(guò)程已定，過(guò)程已定, 可當(dāng)作可當(dāng)作狀態(tài)量

31、狀態(tài)量 。2、推導(dǎo)推導(dǎo)沒有沒有用到用到理想氣體理想氣體性質(zhì)性質(zhì)3、 h、u 、s的計(jì)算要用的計(jì)算要用cv 和和 cp 。vv()ucT適用于適用于任何氣體任何氣體。pp()hcTcv物理意義物理意義： v 時(shí)時(shí)1kg工質(zhì)升高工質(zhì)升高1K內(nèi)能的增加量?jī)?nèi)能的增加量cp物理意義物理意義： p 時(shí)時(shí)1kg工質(zhì)升高工質(zhì)升高1K焓的增加量焓的增加量vTvTd() d() dd() duuuuTvcTvTvv理想氣體，任何過(guò)程理想氣體，任何過(guò)程理想氣體理想氣體 實(shí)際氣體實(shí)際氣體( , )uf T vvv()ucT( )uf Tvdduc T理想氣體或?qū)嶋H理想氣體或?qū)嶋H氣體定容此項(xiàng)氣體定容此項(xiàng)0理想氣體一切過(guò)

32、程或者實(shí)際氣體定容過(guò)程：理想氣體一切過(guò)程或者實(shí)際氣體定容過(guò)程：2211, , ()vvvduc dTuc dTuc TT 當(dāng)氣體溫度不太高且變化范圍不大，或計(jì)算精度要求當(dāng)氣體溫度不太高且變化范圍不大，或計(jì)算精度要求不高時(shí)，可將比熱容近似看作不隨溫度而變的定值。不高時(shí)，可將比熱容近似看作不隨溫度而變的定值。 答案：空氣視為雙原子理想氣體答案：空氣視為雙原子理想氣體 C. 1010J/(kg.K)C. 1010J/(kg.K) 把空氣作為理想氣體，當(dāng)其中02的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為21%，N2的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為78%，其他氣體的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1%，則其定壓比熱容cp為（ )。 A. 707J/ (kg K) B. 91

33、0J/ (kg K) C. 1010J/ (kg . K) D. 1023J/(kg K)pTpTd() d() dpd() dphhhhTcTTpp理想氣體，任何過(guò)程理想氣體，任何過(guò)程理想氣體理想氣體 實(shí)際氣體實(shí)際氣體( , )hf T ppp()hcT( )hf Tpddhc T理想氣體或?qū)嶋H理想氣體或?qū)嶋H氣體定壓此項(xiàng)氣體定壓此項(xiàng)0理想氣體一切過(guò)程或者實(shí)際氣體定壓過(guò)程：理想氣體一切過(guò)程或者實(shí)際氣體定壓過(guò)程：2211, , ()pppdhc dThc dThc TT 由相互不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的理想氣體組成，其中每一組元的性質(zhì)如同它們單獨(dú)存在一樣，因此整個(gè)混合氣體也具有理想氣體的性質(zhì)?；旌蠚怏w的性

34、質(zhì)取決于各組元的性質(zhì)與份額。如燃?xì)?，空?等1iiiimgmmmg1iiiiVrVVVr1iiiixnnnnx 1 1、由摩爾質(zhì)量定義，混合物折合摩爾質(zhì)量為：、由摩爾質(zhì)量定義，混合物折合摩爾質(zhì)量為：2 2、混合物的折合氣體常數(shù)為：、混合物的折合氣體常數(shù)為：121122iiimmmx Mx Mx MmMnnn112211nniiiiiiiiMx Mx Mx Mx MrM111nnmiimnimmiiiiiRmn RRnRMRg RMmmmP=piGas 1V, T+p1Gas 2V, Tp2Gas iV, Tpi=Gas mixtureV, TP=pi道爾頓定律道爾頓定律理想氣體混合物的壓力等理

35、想氣體混合物的壓力等 于各組成氣體分壓力之和于各組成氣體分壓力之和V=ViGas 1p, T+V1Gas 2p, TV2Gas ip, TVi=Gas 1p, TV1Gas 2p, TV2Gas ip, TViGas mixturep, TV=Vi亞美格定律亞美格定律理想氣體混合物的體積等理想氣體混合物的體積等 于各組成氣體分體積之和于各組成氣體分體積之和目的目的提高熱力學(xué)過(guò)程的熱功轉(zhuǎn)換效率提高熱力學(xué)過(guò)程的熱功轉(zhuǎn)換效率熱力學(xué)過(guò)程受外部條件影響熱力學(xué)過(guò)程受外部條件影響 主要研究外部條件對(duì)熱功轉(zhuǎn)換的影響主要研究外部條件對(duì)熱功轉(zhuǎn)換的影響利用外部條件利用外部條件, 合理安排合理安排過(guò)程過(guò)程，形成最佳，

36、形成最佳循環(huán)循環(huán)對(duì)已確定的對(duì)已確定的過(guò)程過(guò)程，進(jìn)行，進(jìn)行熱力計(jì)算熱力計(jì)算對(duì)象對(duì)象1) 參數(shù)參數(shù) ( p, T, v, u, h, s ) 變化變化2) 能量轉(zhuǎn)換關(guān)系能量轉(zhuǎn)換關(guān)系, q , w, wt方法方法抽象分類抽象分類 2) 可逆過(guò)程可逆過(guò)程 (不可逆再修正不可逆再修正)pvsTn基本過(guò)程基本過(guò)程2) 理想氣體理想氣體p pvv( ) ( )cpvRTccRkcuf Thf T3)可逆過(guò)程可逆過(guò)程t wpdvwvdp qTds 1) 熱一律熱一律tqduwdhwswzgchq221穩(wěn)流穩(wěn)流1) 確定確定過(guò)程方程過(guò)程方程-該過(guò)程中參數(shù)變化關(guān)系該過(guò)程中參數(shù)變化關(guān)系( ) , ( ) , ( )

37、pf vTf pTf v5) 計(jì)算計(jì)算w , wt , q4) 求求shu , , 3) 用用T - s 與與 p - v 圖表示圖表示2) 根據(jù)已知參數(shù)及根據(jù)已知參數(shù)及過(guò)程方程過(guò)程方程求求未知未知參數(shù)參數(shù)工質(zhì)比體積保持不變的過(guò)程工質(zhì)比體積保持不變的過(guò)程過(guò)程方程：過(guò)程方程： v常量常量由：由：pvRT得：得：2211TpTpv()?dTdsT斜率斜率上凸上凸? ?下凹？下凹？vTdsc dTpdvsTvpvTcvn n vv021w21 2211dvquuc T 加給氣體的熱量并未轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，全部用于加給氣體的熱量并未轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能，全部用于增加氣體的內(nèi)能。增加氣體的內(nèi)能。21()vuc TT

38、 21()phc TT 2lnvTscT 2211TvTv工質(zhì)壓力保持不變的過(guò)程工質(zhì)壓力保持不變的過(guò)程過(guò)程方程：過(guò)程方程： p常量常量由：由：pvRT得：得：vv0n p()?dTdsT斜率斜率上凸上凸?下凹？下凹？sTvpppTc0n ppn n pvcc21 221211d()()wp vp vvR TT21 2211dpqhhcT 加入（或放出）的熱量等于初、終狀態(tài)的焓差。加入（或放出）的熱量等于初、終狀態(tài)的焓差。21()vuc TT 21()phc TT 2lnpTscT 1 122p vp v工質(zhì)溫度保持不變的過(guò)程工質(zhì)溫度保持不變的過(guò)程過(guò)程方程：過(guò)程方程： T常量常量由：由：pvRT

39、得：得：0n T()?dpdvp斜率斜率上凸上凸?下凹？下凹？pvCsTvpppv 0n pT0pdvvdpn n vv1n TT1n 定溫膨脹時(shí)吸熱量全部轉(zhuǎn)換為膨脹功；定溫定溫膨脹時(shí)吸熱量全部轉(zhuǎn)換為膨脹功；定溫壓縮時(shí)消耗的壓縮功全部轉(zhuǎn)換為放熱量。壓縮時(shí)消耗的壓縮功全部轉(zhuǎn)換為放熱量。0u 0h 2112lnlnvpsRRvp 2211 211112dlnlnvpwp v RTRTvp2211 21 211112dlnlnvpqwp v RTRTvp工質(zhì)與外界沒有熱交換的過(guò)程，稱為工質(zhì)與外界沒有熱交換的過(guò)程，稱為絕熱過(guò)程，可逆絕熱過(guò)程即為定熵過(guò)程。絕熱過(guò)程，可逆絕熱過(guò)程即為定熵過(guò)程。過(guò)程方程：過(guò)

40、程方程： s常量常量由：由：pvRT得：得：()() =vvvvvpvpvqdupdvc dTpdvc dpdvRc vdpcR pdvpdvvdpcpdvRRRc pdvc vdpRRvp0dpdvdsccpvconstk constpvk三個(gè)條件三個(gè)條件: : (1) (1)理想氣體理想氣體 (2)(2)可逆過(guò)程可逆過(guò)程 (3) (3) k k 為常數(shù)為常數(shù)pvckc0dpdvkpv當(dāng)當(dāng)lnlnpkvconst0ds理想氣體理想氣體p,v,T關(guān)系式關(guān)系式1 12 2kkp vp v2112()kTvTv12211()kkTpTp空氣進(jìn)行可逆絕熱壓縮，壓縮比為6. 5，初始溫度為27，則終了

41、時(shí)氣體溫度可達(dá)( )A. 512K B. 450K C. 168 D. 46 答案：答案： D. 460n sTvpp0n psn n vv1n TT1n nksnks ?sdpdvCpvkkpv0)(kpvd10kkkpvdvv dpT()dppdvv 定熵膨脹時(shí)，膨脹功等于工質(zhì)內(nèi)能的減量；定熵定熵膨脹時(shí)，膨脹功等于工質(zhì)內(nèi)能的減量；定熵壓縮時(shí)，消耗的壓縮功等于工質(zhì)內(nèi)能的增量。壓縮時(shí)，消耗的壓縮功等于工質(zhì)內(nèi)能的增量。0s 1 20q211 2221 111()11kkccwpdvdvvp vp vvkk21()vuc TT 21()phc TT 過(guò)程方程過(guò)程方程constpvnn是常量，是常量

42、，每一過(guò)程有一每一過(guò)程有一 n 值值nn = ksnvvpp)(211212112)(nvvTTnnppTT11212)(0n sTvpp0n pn n vv1n TT1n nksnks1221221-21-2多變膨脹、吸熱降溫；多變膨脹、吸熱降溫；1-21-2多變壓縮、放熱升溫多變壓縮、放熱升溫Cpvk0)(kpvd工質(zhì)進(jìn)行了一個(gè)吸熱、升溫、壓力下降的多變過(guò)程，則多變指數(shù)( )。A. 0n1 B. lnk D. n 答案：答案： A. 0n1A. 0nW * BWsW* CWs=Ws D三種情況均可 答案：答案： B. B. WsW* (1)、特別快，來(lái)不及換熱。特別快，來(lái)不及換熱。(2)、

43、特別慢，熱全散走。特別慢，熱全散走。(3)、實(shí)際壓氣過(guò)程是實(shí)際壓氣過(guò)程是 kn 12p1p1T2n2s2pvT2n21Ts2p1ps2sTnnk1n 2p1p1T2n2s2pvT2n21Ts2p1ps2tTtntswww2T2n2svvvTns0qqq12T2n2sTTTT2p1p1T2n2s2pvT2n21Ts2p1ps21tT12lnpwRTpn 12ntn111 ()1npwRTnp12ts111 ()1kkkpwRTkp最小最小重要啟示重要啟示避免活塞與進(jìn)排氣避免活塞與進(jìn)排氣閥碰撞，留有閥碰撞，留有空隙空隙pV1234CV余隙容積余隙容積12壓縮過(guò)程壓縮過(guò)程23排氣，狀態(tài)未變排氣，狀態(tài)

44、未變34殘留氣體膨脹殘留氣體膨脹41進(jìn)新氣，狀態(tài)未變進(jìn)新氣，狀態(tài)未變活塞排量活塞排量pV1V3VCV1234V研究研究VC對(duì)對(duì)耗功耗功和和產(chǎn)氣產(chǎn)氣量量的影響的影響h13VVV14VVV新氣量新氣量產(chǎn)氣量產(chǎn)氣量11pVmRT有效吸氣容積有效吸氣容積pV1V3VCV1234V設(shè)設(shè)12和和43兩過(guò)程兩過(guò)程n相同相同12t111134441111nnnnnpWpVnppnp Vnp56功功面積面積12341面積面積12561面積面積4356423pp14pp2p1p1p1111pVm RTpV1V3VCV1234V12t1141() 11nnnpWp VVnp11pVmRT121111nnnppVnp

45、1t2t1111nnWnpwRTmnp余隙對(duì)單位產(chǎn)氣余隙對(duì)單位產(chǎn)氣量耗功不影響量耗功不影響pV1V3VCV1234V14Vh13VVVVVVChVcV定義定義容積效率容積效率433413133111VVVVVVVVV 33VV令令余隙比余隙比1132V411111nnppccpp 工程上一般工程上一般0.030.08活塞式壓氣機(jī)余隙的存在會(huì)使( )A容積效率降低，單位質(zhì)量工質(zhì)所消耗的理論功減小B容積效率不變，單位質(zhì)量工質(zhì)所消耗的理論功減小C容積效率降低，單位質(zhì)量工質(zhì)所消耗的理論功不變D容積效率不變，單位質(zhì)量工質(zhì)所消耗的理論功也不變 答案：答案： C.C.容積效率降低，單位質(zhì)量工質(zhì)所消耗的理論功

46、不變儲(chǔ)氣罐冷卻水高壓缸低壓缸進(jìn)氣口123452p1p12pp有一個(gè)最佳增壓比有一個(gè)最佳增壓比pv 省功省功123454p1ppv 省功省功IIIt(n)t(n)www分級(jí)n-12n11n-14n331() 11()1npRTnpnpRTnpn-1n-124nn1122()() 1nppwRTnpp分級(jí)2p2412pppp123454p1ppv 省功省功n-1n-124nn1122()() 1nppwRTnpp分級(jí)欲求欲求w分級(jí)分級(jí)最小值，最小值，20wp分級(jí)412ppp 2p1424111pp ppppppp終初可證明可證明若若m級(jí)級(jí)mpp終初最佳增壓比最佳增壓比壓氣機(jī)采用三級(jí)壓縮，pl是壓氣

47、機(jī)第一級(jí)進(jìn)口壓力，p4是最后一級(jí)的出口壓力，則最佳壓力比為( )。A. B. C. D. 答案：答案： B.B.413p341/pp41/pp441/pp341/pp123454p1ppvTs2p1p2p4p123456645TT 潤(rùn)滑油要求潤(rùn)滑油要求t100不可能不可能 t =100不可能不可能法國(guó)工程師卡諾法國(guó)工程師卡諾 ( (S. Carnot) )，1824年提出年提出卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)熱二律奠基人熱二律奠基人效率最高效率最高卡諾循環(huán)示意圖4-14-1定熵壓縮定熵壓縮過(guò)程，對(duì)內(nèi)作功過(guò)程，對(duì)內(nèi)作功1-21-2定溫吸熱定溫吸熱過(guò)程，過(guò)程， q q1 1 = = T T1 1( (s s2 2

48、- -s s1 1) )2-32-3定熵膨脹定熵膨脹過(guò)程，對(duì)外作功過(guò)程，對(duì)外作功3-43-4定溫放熱定溫放熱過(guò)程，過(guò)程， q q2 2 = = T T2 2( (s s2 2- -s s1 1) )卡諾循環(huán)由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成，卡諾循環(huán)由兩個(gè)等溫過(guò)程和兩個(gè)絕熱過(guò)程組成，過(guò)程的條件是過(guò)程的條件是( )( ) A A絕熱過(guò)程必須可逆，而等溫過(guò)程可以任意絕熱過(guò)程必須可逆，而等溫過(guò)程可以任意 B B所有過(guò)程均是可逆的所有過(guò)程均是可逆的 C C所有過(guò)程均可以是不可逆的所有過(guò)程均可以是不可逆的 D D等溫過(guò)程必須可逆，而絕熱過(guò)程可以任意等溫過(guò)程必須可逆，而絕熱過(guò)程可以任意 答案：答案： B B

49、所有過(guò)程均是可逆的所有過(guò)程均是可逆的一熱機(jī)按某種循環(huán)工作，自熱力學(xué)溫度為一熱機(jī)按某種循環(huán)工作，自熱力學(xué)溫度為T1 T1 =2000K=2000K的熱源吸收熱量的熱源吸收熱量1000kJ1000kJ，向熱力學(xué)溫度，向熱力學(xué)溫度為為T2 =300KT2 =300K的冷源放出熱量的冷源放出熱量l00kJl00kJ，則該熱機(jī)是，則該熱機(jī)是( )( )。A A可逆熱機(jī)可逆熱機(jī) B.B.不可逆熱機(jī)不可逆熱機(jī) C C不可能熱機(jī)不可能熱機(jī) D D三者均可三者均可 答案：答案： C C不可能熱機(jī)不可能熱機(jī) t1wq2212t,C121111TssTT ssT 卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)熱機(jī)效率熱機(jī)效率122111qqqq

50、q 2t,C11TT 某理想氣體在高溫?zé)嵩茨忱硐霘怏w在高溫?zé)嵩碩1T1和低溫?zé)嵩春偷蜏責(zé)嵩碩2T2之間進(jìn)行之間進(jìn)行卡諾循環(huán)，若卡諾循環(huán)，若T1 =nT2T1 =nT2，則此循環(huán)放給低溫?zé)嵩?，則此循環(huán)放給低溫?zé)嵩吹臒崃渴菑母邷責(zé)嵩次鼰崃康牡臒崃渴菑母邷責(zé)嵩次鼰崃康? )( )。A An n倍倍 B Bn-1n-1倍倍 C.(n+1) C.(n+1)n n倍倍 D. 1 D. 1n n倍倍 答案：答案： B B1/n1/n倍倍T0T2制冷制冷2212Cqqwqq221202122102()()()T ssTT ssT ssTT0211TTTss2s1T2 c T0T1制熱制熱Ts1112qqwqq

51、121112102110()()()T ssTT ssT ssTT0111TTs2s1T0 T0T2T1制冷制冷制熱制熱TsT1T2動(dòng)力動(dòng)力一卡諾機(jī)，當(dāng)它被作為熱機(jī)使用時(shí)，兩熱源的一卡諾機(jī)，當(dāng)它被作為熱機(jī)使用時(shí)，兩熱源的溫差越大對(duì)熱變功就越有利。當(dāng)被作制冷溫差越大對(duì)熱變功就越有利。當(dāng)被作制冷機(jī)使用時(shí)，兩熱源的溫差越大，則制冷系機(jī)使用時(shí)，兩熱源的溫差越大，則制冷系數(shù)數(shù)( )( )。A. A. 越大越大 B B越小越小 C. C. 不變不變 D D不確定不確定 答案：答案： B B越小越小一熱泵從溫度為一熱泵從溫度為-13-13的周圍環(huán)境向用戶提供的周圍環(huán)境向用戶提供9595的熱水，其最大供熱系數(shù)

52、為的熱水，其最大供熱系數(shù)為( )( )。A. 1.16 B. 2.41 C. 2.16 D. 3.41A. 1.16 B. 2.41 C. 2.16 D. 3.41 答案：答案： D D3.413.41 卡諾提出：卡諾提出：卡諾循環(huán)卡諾循環(huán)效率最高效率最高即在恒溫即在恒溫T1、T2下下t,Rt,任某制冷循環(huán)中，工質(zhì)從溫度為某制冷循環(huán)中，工質(zhì)從溫度為-73-73的冷源吸的冷源吸熱熱l00kJl00kJ，并將熱量，并將熱量220kJ220kJ傳給溫度傳給溫度2727的的熱源，則此循環(huán)為熱源，則此循環(huán)為( )( )。 A A可逆循環(huán)可逆循環(huán) B.B.不可逆循環(huán)不可逆循環(huán) C C不能實(shí)現(xiàn)的循環(huán)不能實(shí)現(xiàn)的循環(huán) D D均有可能均有可能 答案：答案： B B不可逆循環(huán)不可逆循環(huán) Q1=1000J W=900JQ1=2000J Q2=300JQ2=500J W=1500J0.85tc900100020003002000150015005000.9tc0.85tc0.75tc1WQ熱二律推論之一熱二律推論之一 卡諾定理卡諾定理給出熱機(jī)的給出熱機(jī)的最高理想最高理想熱二律推論之二熱二律推論之二 克勞修斯不等式克勞修斯不等式反映反映方向性方向性 定義定義熵熵?zé)岫赏普撝裏岫赏普撝?