(完整版)工程熱力學知識總結(jié)

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)，也稱控制質(zhì)量。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)，又稱控制體積，簡稱控制體，其界面稱為控制界面。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)。單相系 ：系統(tǒng)中工質(zhì)的物理、化學性質(zhì)都均勻一致的系統(tǒng)稱為單相系。復相系 ：由兩個相以上

2、組成的系統(tǒng)稱為復相系，如固、液、氣組成的三相系統(tǒng)。單元系 ：由一種化學成分組成的系統(tǒng)稱為單元系。多元系 ：由兩種以上不同化學成分組成的系統(tǒng)稱為多元系。均勻系 ：成分和相在整個系統(tǒng)空間呈均勻分布的為均勻系。非均勻系 ：成分和相在整個系統(tǒng)空間呈非均勻分布，稱非均勻系。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（

3、 ）或密度（ ）、內(nèi)能（ u）、焓（ h）、熵（ s）、自由能（ f ）、自由焓（ g）等?；緺顟B(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， 其物理實質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大量微觀分子熱運動的強弱 程度的宏觀反映。熱力學第零定律 ：如兩個物體分別和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。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。比容 ：單位質(zhì)量工質(zhì)所具有的容積，稱為工

4、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，沒有可加性，如溫度、 壓力等。在熱力過程中，強度性參數(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中位移的作用，稱為廣義位移。準靜態(tài)過程 ：過程進行得非常緩慢，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)

5、所組成，并稱之為準靜態(tài)過程?？赡孢^程 ：當系統(tǒng)進行正、反兩個過程后，系統(tǒng)與外界均能完全回復到初始狀態(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?。?而通過界面向外界傳遞的機械功稱為膨脹功， 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)從某一初態(tài)開始， 經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化， 最后又回復到初始狀態(tài)的全部過程稱為熱力循環(huán)， 簡稱循環(huán)。2. 常用公式狀態(tài)參數(shù) : dx x2 x1dx 01狀態(tài)參數(shù)是狀態(tài)的函數(shù)，對應一定的狀態(tài)，狀態(tài)參數(shù)都有唯一確定的數(shù)值，工質(zhì)在熱力過程中發(fā)生狀 態(tài)變化時，由初狀態(tài)經(jīng)過不同路徑，最后到達終點，其參數(shù)的變化值，僅與初

6、、終狀態(tài)有關，而與狀態(tài)變 化的途徑無關。溫 度 ：12mw2BT2式中 mw 分子平移運動的動能，其中2B比例常數(shù)； T氣體的熱力學溫度。2 T 273 t壓 力 ：m是一個分子的質(zhì)量， w 是分子平移運動的均方根速度；1 p22 mw n 322 nBT3式中P單位面積上的絕對壓力；n分子濃度，即單位容積內(nèi)含有氣體的分子數(shù)n N ，其中 N為容積 V 包含的氣體分子總數(shù)。 V2 p FfF整個容器壁受到的力，單位為牛（N）；f 容器壁的總面積（ m2 ）。3 p B pg（ PB）p B H（ PB）式中B當?shù)卮髿鈮毫g高于當?shù)卮髿鈮毫r的相對壓力，稱表壓力；H 低于當?shù)卮髿鈮毫r的相對壓

7、力，稱為真空值。比容 :V31 vm3/kgm式中V工質(zhì)的容積m工質(zhì)的質(zhì)量2 v 1式中工質(zhì)的密度kg/m3v 工質(zhì)的比容m3/kg熱力循環(huán) :qwu 0 ， du 0循環(huán)熱效率w0q1 q2q2q1q1q1式中q1 工質(zhì)從熱源吸熱；q2 工質(zhì)向冷源放熱；q2q2制冷系數(shù) ：供熱系數(shù)：w0 循環(huán)所作的凈功。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。1w0 q1 q2q1w0q1q1 q2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）

8、 、不占有體積的質(zhì)點所構(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。1K（1）時，物體和外界交換的熱量，1K（1）時，物體和外界交換的熱量，1K（1）時，物體和外界交換的熱量，1K（1）時，物體和外界交換的熱量，1K（1）時，物體和外界交換的熱量，1K（1）時，物體和外界交換的熱量，定壓質(zhì)量比熱 ：在定壓過程中，單位質(zhì)量的物體，當其溫度變化

9、 稱為該物體的定壓質(zhì)量比熱。定壓容積比熱 ：在定壓過程中，單位容積的物體，當其溫度變化 稱為該物體的定壓容積比熱。定壓摩爾比熱 ：在定壓過程中，單位摩爾的物體，當其溫度變化 稱為該物體的定壓摩爾比熱。定容質(zhì)量比熱 ：在定容過程中，單位質(zhì)量的物體，當其溫度變化 稱為該物體的定容質(zhì)量比熱。定容容積比熱 ：在定容過程中，單位容積的物體，當其溫度變化 稱為該物體的定容容積比熱。定容摩爾比熱 ：在定容過程中，單位摩爾的物體，當其溫度變化稱為該物體的定容摩爾比熱。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

10、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e V等于各組成氣體分容積 Vi 之和?；旌蠚怏w的質(zhì)量成分 ：混合氣體中某組元氣體的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為混合氣體的質(zhì)量成分?；旌蠚怏w的容積成分 ：混合氣體中某組元氣體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 ：混合氣體中某組元氣體的摩爾數(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。pr 、Tr 和vr中若有兩個相等，則第三對比參數(shù) ：各狀態(tài)參數(shù)與臨界狀態(tài)的同名參數(shù)的比值。對比態(tài)定律 ：對于滿足同一對比態(tài)方程式的各種氣體，對比參數(shù) 個對

11、比參數(shù)就一定相等，物質(zhì)也就處于對應狀態(tài)中2. 常用公式理想氣體狀態(tài)方程 ：1 pv RT式中 p絕對壓力Pav 比容m3/kgT熱力學溫度 K適用于 1 千克理想氣體。2 pV mRT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。式中VM=Mv氣體的摩爾容積， m3 /kmol ；R0=MR通用氣體常數(shù)，J/kmol K適用于 1 千摩爾理想氣體。4 pVnR0T式中V nKmol 氣體所占有的容積， m3；n氣體的摩爾數(shù)， 適用于 n 千摩爾理想氣體。5通用氣體常數(shù)： R0mn ， kmol MR0 8314J/Kmol KR0與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無關6氣體常數(shù)： RR0M83

12、14MJ/kg KR與狀態(tài)無關，僅決定于氣體性質(zhì)。7 p1v1 p2v2T1T2比熱：1比熱定義式： c qdT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。2質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關系：cMc22.4i1式中c質(zhì)量比熱， kJ/Kg kc 容積比熱， kJ/m3kMc 摩爾比熱， kJ/Kmol k3定容比熱： cvqv duv dT dT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： cpq p dh dT dT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

13、梅耶公式：cpcvcp cv0RMc p Mcv MR R06比熱比：cp c p Mcp cv cv McvnR1質(zhì)量成分：道爾頓分壓定律 ：p p1 p2 p3pnnpii1T ,Vcp阿密蓋特分容積定律： V V1 V2 V3VnnVii 1 T ,Pgi mmimng1 g2 L L gngi 1i1容積成分：r r1 r2 L rnnri 1riViV摩爾成分：xini容積成分與摩爾成分關系：量成分與容積成分：gimmimni M inMxiMiMgiri折合分子量：折合氣體常數(shù)：R0Mxx1 x2Mi ri iLLxnxi 11rinixiR0r1M1分壓力的確定pigi g gp

14、iMiMg1M1nR0mR0 r2M 2 LMgigMi ppigiR ri Riri inni M ii1i1xi M inriMii1g2M2gnMngiMiniR0i0nmii 1 i M iR0rnMnVipVRiRigp混合氣體的比熱容 ： c g1c1 +g2 c2 +L Lri混合氣體的容積比熱容： c r1c+1 r 2c2+Ln混合氣體的摩爾比熱容 ： Mc Mgi cii1r1R1r2R2gncni1rncnxi M icingi Rii1LLgicii1rnRnric i1n rii 1 Rii1nn混合氣體的熱力學能、焓和熵U U i 或i1Umiui1nnH Hi 或

15、 Hi 1 i 1mihinSSi或i1Snmi sii1范德瓦爾 (Van der Waals) 方程ap 2 v vb RT對于 1kmol 實際氣體ap VM2VM bR0T壓縮因子：v zvidpv RT對比參數(shù)：Tr T， prp ， vrvrrTcpcvc第三章 熱力學第一定律1. 基本概念熱力學第一定律 : 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 用于伴有熱現(xiàn)象的能量和轉(zhuǎn)移過程，即為熱力學第一定律。第一類永動機 ：不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)

16、發(fā)動機，稱為第一類永動機。熱力學能 ：熱力系處于宏觀靜止狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所具有的能量之和。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 考坐標的系統(tǒng)宏觀運動所具有的能量（宏觀動能） 。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲存能。軸功 ：系統(tǒng)通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。流動功（或推動功） ：當工質(zhì)在流進和流出控制體界面時，后面的流體推開前面的流體而前進，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械功，它是維 持流體正常流動所必須傳遞的能量。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)的那部分能

17、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)，焓只是一個復合狀態(tài)參數(shù)。穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況 ：工質(zhì)以恒定的流量連續(xù)不斷地進出系統(tǒng)， 系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運 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 ：在熱力過程中可被直接利用來作功的能量，稱為技術(shù)功。動力機 ：動力機是利用工質(zhì)在機器中膨脹獲得機械功的設備。壓氣機 ：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設備稱為壓氣機。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 ： 宏觀動能：12 E kmck2重力位能：E p mgz式中g(shù)重力加速度。系

18、統(tǒng)總儲存能 ：1 EEk E p或E12mc2mgz212c gz23 E沒有宏觀運動，并且高度為零）熱力學能變化 ：1 du cv dT ，2cvdT1適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程2 u cv (T2 T1 )適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程用定值比熱計算）t2t 2t13 u cvdtcv dtcvdt ct100t2 vm 0vm t01 t1用平均比熱計算）適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程24把 cv f T 的經(jīng)驗公式代入 u cvdT 積分。1適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用真實比熱公式計算）nnU imi uii 1 i 1 由理想

19、氣體組成的混合氣體的熱力學能等于各組成氣體熱力學能之和， 位質(zhì)量熱力學能與其質(zhì)量的乘積。5U U1 U 2Un各組成氣體熱力學能又可表示為單26 u q pdv1適用于任何工質(zhì)，可逆過程。7 u q適用于任何工質(zhì)，可逆定容過程28 u pdv1 適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過程。 9 U 0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能或理想氣體定溫過程。 10 U Q W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. u q w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. du q pdv 適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程 13 u h

20、 pv熱力學能的變化等于焓的變化與流動功的差值。焓的變化 ：1 H U pV適用于 m 千克工質(zhì)2 h u pv 適用于 1 千克工質(zhì)3 h u RT f T適用于理想氣體24 dh cpdT ， h cpdT1 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程5 h cp(T2 T1)適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程，用定值比熱計算t2t2t1t2t16hcpdtcpdtcpdtcpm 02t2c pm01t1t100適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程用平均比熱計算7 把2cp f T 的經(jīng)驗公式代入 h cpdT 積分。1適用于理想氣體的一切熱力過程或者

21、實際氣體的定壓過程，用真實比熱公式計算nn8 H H1 H2HnHimihii 1 i 1各組成氣體焓又可表示為單位質(zhì)量焓與其質(zhì)量由理想氣體組成的混合氣體的焓等于各組成氣體焓之和，的乘積。9 熱力學第一定律能量方程Q h2 2C2gz2 m2h1 12C12gz1 m1WS dECV適用于任何工質(zhì)，任何熱力過程wfp2v2 p1v11210 dh q dc gdz ws適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程11 dh qws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。212 h q vdp1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。213 h vdp1忽略工質(zhì)動能和位能的

22、變化。忽略工質(zhì)動能和位能的變化。適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過程，14 h q適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定壓過程，15 h 0適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過程。熵的變化：2q1 s1T適用于任何氣體，可逆過程。2 s sfsgsf 為熵流，其值可正、可負或為零；sg 為熵產(chǎn)，其值恒大于或等于零。3 s cv lnT2 （理想氣體、可逆定容過程）T14cplnT2 （理想氣體、可逆定壓過程）5Rlnv2 Rln p1 （理想氣體、可逆定溫過程） v1p260 （定熵過程）cv ln T2 Rln v2T1v1cpln T2 Rln p2T1 p1cplnv2 cvln p2v1p1適用

23、于理想氣體、任何過程功量 ：膨脹功（容積功） ：21 w pdv 或 w pdv1 適用于任何工質(zhì)、可逆過程2 w 0適用于任何工質(zhì)、可逆定容過程3 w p v2 v1適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程v24 w RTln 2v1適用于理想氣體、可逆定溫過程5 w q u適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過程6 w q 適用于理想氣體定溫過程。7 wu適用于任何氣體絕熱過程。28 wCvdT1適用于理想氣體、絕熱過程9 wu1p1v1 p2v2k11k1R T1T2RT1k1p2k1kp1適用于理想氣體、可逆絕熱過程10 1wp1v1 p2v2n11RT1 T2n1RT1 1n1n1p2 n n 1 n

24、1 p1適用于理想氣體、可逆多變過程流動功 :推動 1kg 工質(zhì)進、出控制體所必須的功。 技術(shù)功 :1 wt12c g z ws 2s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 wt12dc gdz ws適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程3 wt w p1v1 p2v2技術(shù)功等于膨脹功與流動功的代數(shù)和4 wtvdp適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程25 wtvdp1適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程熱量 ：1 q TdS適用于任何工質(zhì)、微元可逆過程。22 q Tds1適用于任何工質(zhì)、可逆過程3 Q U W適用于 mkg 質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程4 qu w適用于 1kg 質(zhì)量任何工質(zhì)

25、，開口、閉口，可逆、不可逆過程 5 q du pdv適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程。26 qu pdv1適用于任何工質(zhì)可逆過程。h1122C12 gZ1 m1WS dECV127 Q h2 C2 gZ2 m22 2 2 2 2適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過程。8q dh 12dc2 gdz ws適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程9 qh wt適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程10 q u適用于任何工質(zhì)定容過程11 q cv T2 T1適用于理想氣體定容過程。12 q h 適用于任何工質(zhì)定壓過程13 q cp T2 T1適用于理想氣體、定壓過程14 q 0適用于任何工質(zhì)、絕熱過程nk15 qcv T2 T1 n 1n1適用

26、于理想氣體、多變過程第四章 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 Ts 圖上, 使過程直觀，便于分析討論。4. 計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行的狀態(tài)變化過程，即 q 0 或 q 0 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行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。多變過程 ：凡過程方程為 pvn 常數(shù)的過程，稱為多變過程。定容過程 ：定量工質(zhì)容積保持不變時的熱力過程稱為定容過程。定壓過

27、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。 活塞式壓氣機的容積效率 ：活塞式壓氣機的有效容積和活塞排量之比，稱為容積效率?；钊綁簹鈾C的余隙 ：為了安置進、 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 點間留有一定的余隙，稱為余隙容積，簡稱余隙。最佳增壓比 ：使多級壓縮中間冷卻壓氣機耗功最小時，各級的增壓比稱為最佳增壓比。壓氣機的效率 ：在相同的初態(tài)及增壓比條件下， 可逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功與實際不可逆壓縮過

28、程 中壓氣機所消耗的功之比，稱為壓氣機的效率。熱機循環(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械能， 則此循環(huán)稱為熱機 循環(huán)。多變指數(shù) n：z 級壓氣機，最佳級間升壓比：第五章 熱力學第二定律1. 基本概念熱力學第二定律 ： 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 ：從單一熱源取得熱量， 并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機，稱為第 二類永動機。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 ：任何實際過程都是不

29、可逆過程，只能沿著使孤立系統(tǒng)熵增加的方向進行。定熵過程 ：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程，稱為定熵過程。熱機循環(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械能， 則此循環(huán)稱為熱機 循環(huán)。制冷 ：對物體進行冷卻，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 ：從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機械稱為制冷機。熱泵 ：將從低溫熱源吸取的熱量傳送至高溫暖室所用的機械裝置稱為熱泵。理想熱機 ：熱機內(nèi)發(fā)生的一切熱力過程都是可逆過程，則該熱機稱為理想熱機?？ㄖZ循環(huán) ：在兩個恒溫熱源間，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)。 卡諾定

30、理 ： 1所有工作于同溫熱源與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。2 在同溫熱源與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：2qs J/kg K1T工質(zhì)熵變計算：s s2 s1 ， ds 0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。 因為熵是狀態(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 s cv ln T2 Rln v2T1v1理想氣體、已知初、終態(tài) T、v 值求 S。T2P22 s cP lnRlnP T1P1理想氣體已知初、終態(tài)

31、 T、P值求 S。3 s cP ln v2 cv ln P2P v1v P1理想氣體、已知初、終態(tài) P、v 值求 S。 4固體及液體的熵變計算：mcdTT2ds , s mclnTT15熱源熵變：QsT克勞修斯不等式： Q 0Tr任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠小于零，可逆過程時等于零。閉口系統(tǒng)熵方程 ： sisossysssur或nsisosii1飽和水 : 當水溫達到壓力 P 所對應的飽和溫度ts 時，水將開始沸騰，這時的水稱為飽和水。式中： Ssys 系統(tǒng)熵變； Ssur 環(huán)境熵變； SI 某子系統(tǒng)熵變。開口系統(tǒng)熵方程 ：sisossysssurm2s2m1s1式中： m2s2工質(zhì)流出系統(tǒng)的熵

32、； m1s1工質(zhì)流入系統(tǒng)的熵。 不可逆作功能力損失：W T0 SISO式中： T0環(huán)境溫度； SISO 孤立系統(tǒng)熵增。第七章 水蒸氣1基本概念也稱過冷水）未飽和水 : 水溫低于飽和溫度的水稱為未飽和水濕飽和蒸汽： 把預熱到 t s 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） 。2常用公式干度：干度 x 濕蒸汽中含干蒸汽的質(zhì) 量濕蒸汽的總質(zhì)量xs(1x)s s x(s s)rxTs濕蒸汽的

33、參數(shù)：vxxv(1x)vv x(v v)vxxv（當p 不太大，x 不太小時）hxxh(1x)hh x(h h ) h xrux hx pvx過熱蒸汽的焓：h h cpm (t ts )其中 cpm(t ts) 是過熱熱量，t 為過熱蒸汽的溫度cpm為過熱蒸汽由 t 到 t s的平均比定壓熱容。過熱蒸汽的熱力學能：u h pv過熱蒸汽的熵：rssTsdT cp TTscpm ln pm Ts水蒸氣定壓過程：h2h1wth2h1p(v2v1)u 或 w p(v2v1)pp vdp 0Tscpm ln TTTsdTcpTs Ts p Ts水蒸氣定容過程：vw pdv 0vquu h2 h1 v(

34、p2 p1 )p2wtvdp v( p1 p2)p1水蒸氣定溫過程：qT(s2s1)wquwtqhu h2 h1 (p2 v2 p1v1)水蒸氣絕熱過程：q0 wu wthu h2 h1 (p2v2 p1v1)第八章 濕空氣1kg1. 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到最大值，稱為飽和絕對濕度 相對濕度：濕空氣的絕對濕度 v 與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度 s的比值 含濕量 (比濕度

35、) ：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 0.001 d水蒸氣所占有的體積濕空氣的焓： 干空氣的焓和 0.001 dkg 水蒸氣的焓的總和2. 常用公式濕空氣的總壓力 p ： p pa pv濕空氣的平均分子量：raMa rvM vpBaMpvBMvB pvBMapBvMMapv (M a Mv)B28.97 (28.97 18.02) pv濕空氣的氣體常數(shù)8314831428.97 10.95 pvB2871 0.378 pv B絕對濕度：mvV

36、pvRvTv飽和絕對濕度psRvT相對濕度vs相對濕度 反映了濕空氣中水蒸氣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 0 時為干空氣， 1時則為飽和空氣。未飽和空氣的相對濕度在 0 到 1 之間 ( 0 1) 。應用理想氣體狀態(tài)方程，相對濕度又可表示為vpvsps含濕量 (或稱比濕度 ) d ：mvd 622B psps (g/kg(a)pv622d飽和度 D：D dBpvBpsds622psBpvBpsama飽和度 D 略小于相對濕度即 D ，如 p pv p ps ，則 D濕空氣比體積V vma3va(m3 /k

37、g(a)VvmaRa gT (1 pRvRa0.001d)v濕空氣的焓：RagT (1 0.001606d) m3/ kg(a) ph ha 0.001dhv (kJ/kg(a)h 1.01t 0.001d (2501 1.85t)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)每一點的熱力學和力學參數(shù)都不隨時間而變化的流動， 但在系統(tǒng)內(nèi)不 同點上， 參數(shù)值可以不同。 為了簡化起見，可認為管道內(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壓，使其流速降低為零， 這時氣體的參數(shù)稱為定熵

38、 滯止參數(shù)。減縮噴管： 當進入噴管的氣體是 M 1 的超音速氣流時，這種沿氣流方向噴管截面積逐漸擴大的噴管稱為 漸擴噴管?？s放噴管： 如需要將 M 1 的超音速氣流，則噴管截面積應由 df 0，即噴管截面積應由逐漸縮小轉(zhuǎn)變?yōu)橹饾u擴大，這種噴管稱為漸縮漸擴噴管，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。在熱力設備中，壓力調(diào)節(jié)、流量調(diào)節(jié)或測量流量

39、以 及獲得低溫流體等領域經(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，可以認為是絕熱節(jié)流。冷效應區(qū)： 在轉(zhuǎn)回曲線與溫度縱軸圍成的區(qū)域內(nèi)所有等焓線上的點恒有j 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，稱為冷效應區(qū)。熱效應區(qū)： 在轉(zhuǎn)回曲線之外所有等焓線上的點，其j 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，稱為熱效應區(qū)。噴管效率 ：是指實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：m1 m2 m 常數(shù)f1c1 f2c2 fc 常數(shù)v1v2v式中 m&1， m&2 ， m& 各截面處的質(zhì)量流量（ kg/s ）；

40、f 1 ， f 2， 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dm d（ fc） 0vdc df dv0cfv絕熱穩(wěn)定流動能量方程式：2c22c1h1 h2對于微元絕熱穩(wěn)定流動過程，可寫成2 dc dh2定熵過程方程式：pv 常數(shù)對于微元定熵過程有dppdvv111( 1)只適用于理想氣體的比熱容比 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，應取過程范圍內(nèi)的平均值。可壓縮性流體音速的計算式：理想氣體的音速計算a pv RT馬赫數(shù)Mc ac 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 M 1，稱為超音速。氣體流速變化與狀態(tài)參數(shù)間的關系：cdc v