《工程熱力學(xué)》知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)總結(jié)

第一部分(第一章～第五章)一、概念（一）基本概念、基本術(shù)語(yǔ)1等問(wèn)題。2研究對(duì)象。這種空間內(nèi)的物質(zhì)的總和稱(chēng)為熱力系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)系統(tǒng)。3時(shí)又稱(chēng)為控制質(zhì)量系統(tǒng)。4系統(tǒng)為控制體積系統(tǒng)，簡(jiǎn)稱(chēng)控制體。5、絕熱系統(tǒng)：系統(tǒng)與外界之間沒(méi)有熱量傳遞的系統(tǒng)，稱(chēng)為絕熱系統(tǒng)。6、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)交換的系統(tǒng)，稱(chēng)為孤立系統(tǒng)。7、熱力狀態(tài)：我們把系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況，稱(chēng)為工質(zhì)的熱力狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)為狀態(tài)。8、狀態(tài)參數(shù)：我們把描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱(chēng)為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。9無(wú)關(guān)，沒(méi)有可加性的狀態(tài)參數(shù)稱(chēng)為強(qiáng)度性參數(shù)。10、廣延性狀態(tài)參數(shù)：在給定的狀態(tài)下，凡與系統(tǒng)內(nèi)所含物質(zhì)的數(shù)量有關(guān)的狀態(tài)參數(shù)稱(chēng)為廣延性參數(shù)。11、平衡狀態(tài)：在不受外界影響（重力場(chǎng)除外）所處的狀態(tài)稱(chēng)為平衡狀態(tài)。12、熱力過(guò)程：把工質(zhì)從某一狀態(tài)過(guò)渡到另一狀態(tài)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)變化稱(chēng)為熱力過(guò)程。13平衡有足夠的時(shí)間恢復(fù)到新的平衡態(tài)，從而使過(guò)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)，于是整個(gè)過(guò)程就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(chēng)之為準(zhǔn)靜態(tài)過(guò)程。14這樣的過(guò)程稱(chēng)為可逆過(guò)程。15力循環(huán)，簡(jiǎn)稱(chēng)循環(huán)。16、循環(huán)熱效率：正循環(huán)中熱轉(zhuǎn)換功的經(jīng)濟(jì)性指標(biāo)用循環(huán)熱效率表示，循環(huán)熱效率等于循環(huán)中轉(zhuǎn)換為功的熱量除以工質(zhì)從熱源吸收的總熱量。17、卡諾循環(huán)：由兩個(gè)可逆定溫過(guò)程與兩個(gè)可逆絕熱過(guò)程組成的，我們稱(chēng)之為卡諾循環(huán)。18效率為最高。②在同溫?zé)嵩磁c同溫冷源之間的一切可逆熱機(jī)，其熱效率均相等。19、孤立系統(tǒng)熵增原理：孤立系統(tǒng)的熵只能增大（不可逆過(guò)程）或不變（可逆過(guò)程為孤立系統(tǒng)熵增原理，簡(jiǎn)稱(chēng)熵增原理。（二）與工質(zhì)性質(zhì)有關(guān)的概念1、溫度：把這種可以確定一個(gè)系統(tǒng)是否與其它系統(tǒng)處于熱平衡的物理量定義為溫度。2、壓力：流體單位面積上所受作用力的法向分量稱(chēng)為壓力（又稱(chēng)壓強(qiáng)。3、比容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)所占有的容積稱(chēng)為工質(zhì)的比容。4占有體積的質(zhì)點(diǎn)，分子相互之間沒(méi)有作用力（引力和斥力。5、比熱：?jiǎn)挝晃锪康奈矬w，溫度升高或降低1K所吸收或放出的熱量，稱(chēng)為該物體的比熱，即cq。dT6、定容比熱：在定容情況下，單位物量的氣體，溫度變化1K所吸收或放出的熱量，稱(chēng)為該氣體的定容比q熱，即c v。v dT7、定壓比熱：氣體加熱在壓力不變的情況下進(jìn)行，加入的熱量部分用于增加氣體的內(nèi)能，使其溫度升高，q部分用于推動(dòng)活塞升高而對(duì)外作膨脹功。即：c p。p dT（三）與能量有關(guān)的概念1、功：在熱力學(xué)里，我們這樣來(lái)定義功界的作用可用在外界舉起重物的單一效果來(lái)代替2、膨脹功：由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化（增大或縮?。┓e功。3、軸功：系統(tǒng)通過(guò)機(jī)械軸與外界傳遞的機(jī)械功稱(chēng)為軸功。4、流動(dòng)功：開(kāi)口系統(tǒng)因工質(zhì)流動(dòng)而傳遞的功。5、技術(shù)功：技術(shù)上可資利用的功，它是穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)動(dòng)能、位能的增量與軸功三項(xiàng)之和。6、熱量：熱量學(xué)的熱量定義是，在溫差作用下系統(tǒng)與外界傳遞的能量稱(chēng)為熱量。7、系統(tǒng)儲(chǔ)存能：系統(tǒng)儲(chǔ)存的能量稱(chēng)為儲(chǔ)存能，它有內(nèi)部?jī)?chǔ)存能和外部?jī)?chǔ)存能之分。8（內(nèi)儲(chǔ)存能。9、外部?jī)?chǔ)存能：與系統(tǒng)整體運(yùn)動(dòng)以及外界重力場(chǎng)有關(guān)的能量,稱(chēng)為外儲(chǔ)存能。10、焓：焓的定義式為hupv。對(duì)于流動(dòng)工質(zhì)，焓具有能量意義，它表示流動(dòng)工質(zhì)向流動(dòng)前方傳遞的總能量（共四項(xiàng)）中取決于熱力狀態(tài)的那部分能量。對(duì)于不流動(dòng)工質(zhì)，因pv不是流動(dòng)功，焓只是一個(gè)復(fù)合狀態(tài)參數(shù)，沒(méi)有明確的物理意義。11、熵：熵是一種廣延性的狀態(tài)參數(shù)。熵的定義式ds換的熱量與熱力學(xué)溫度的比值。二、公式（一）基本定律、基本方程1、理想氣體狀態(tài)方程①pvRT （1kg物量表示的狀態(tài)方程式）

Qre，即熵的變化等于可逆過(guò)程中系統(tǒng)與外界交T②PVmRT （mkg物量表示的狀態(tài)方程式）pV RT （1kmol物量表示的狀態(tài)方程式）M 0④pVnRT （nkmol物量表示的狀態(tài)方程式）02、熱力學(xué)第一定律閉口系統(tǒng)能量方程quw （任何工質(zhì)，任何過(guò)程）②qdu（任何工質(zhì)，任何過(guò)程）③qdupdv （可逆過(guò)程）2qupdv （可逆過(guò)程）1開(kāi)口系統(tǒng)能量方程Qh1c2gz

h1c2gz

W dE2 2 2

2

1 2

1

net cv開(kāi)口系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程①qhwt

（任何工質(zhì)，任何過(guò)程）②qdhwt

（任何工質(zhì)，任何過(guò)程）③qdhvdp （可逆過(guò)程）2④qh

vdp （可逆過(guò)程）13、熱力學(xué)第二定律①Q(mào)0 （循環(huán)過(guò)程）T②SQTr③SS Sf

（閉口系統(tǒng)）（閉口系統(tǒng)）Siso0 （孤立系統(tǒng)或閉口絕熱系統(tǒng)）（二）基本公式1、溫度tT273.152、循環(huán)效率0① wq01

1qqq1

1 2qqq1② q21 w01③ q1

2qqqq1 2q 1q2 w qq0 1 23、理想氣體比熱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、系統(tǒng)總儲(chǔ)存能eue e uk p5、理想氣體內(nèi)能變化

12c2gz①du

dT （理想氣體，任何過(guò)程）v②u

2cdT （理想氣體，任何過(guò)程）v16、理想氣體焓變計(jì)算①dh

dT （理想氣體，任何過(guò)程）p②h

2cdT （理想氣體，任何過(guò)程）p17、理想氣體熵變計(jì)算①scv

Tln T1

Rln 2vvv1②scp

Tln T1

Rln 2ppp1③sc lnv2clnp2p v v p1 18、膨脹功①wpdv2wpdv （僅適用于可逆過(guò)程）219、流動(dòng)功①w pvf②w pvf 22

pv1

（移動(dòng)1kg工質(zhì)進(jìn)、出控制體凈流動(dòng)功）10、技術(shù)功1①w c2t 21

gzws

（任何工質(zhì)，任何過(guò)程）②wt

dc22

gdzs

（任何工質(zhì)，任何過(guò)程）③w vdp （可逆過(guò)程）t④wt11

212

vdp （可逆過(guò)程）①qTds②q

2Tds112、多變指數(shù)nln(p2

/p)1ln(v1

/v)213、多變比熱nc cn n1 v14、活塞式壓氣機(jī)余隙百分比 Vc 3 VV V1 315、多級(jí)壓氣機(jī)每級(jí)升壓比pzzpzzp116、卡諾循環(huán)熱效率①t,c

1T2T21②1,c

T2TT21 2q q T③ 1 1 1 2,c w0

qq1

TT1 217、作功能力損失①LTS0 g②Liso

TS0

iso18、熵方程①S

S Ssys f

（閉口系統(tǒng)）②s sg 2

ss1

（穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流的開(kāi)口系統(tǒng)）（三）導(dǎo)出公式1、多變過(guò)程的過(guò)程方程式pvnConst2、多變過(guò)程初、終狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)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、膨脹功

n1pnw21

pdv 1 (p

pv)n1 1

11 22R(TT)n1

1 2 p n1nn n1

2 4、技術(shù)功

1p1 pwnwt5、熱量

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、圖

n 2 1（一）pv圖和Ts圖上的分布規(guī)律（1）pv圖pv

np（2）Ts圖

dv v多變過(guò)程線(xiàn)在Ts圖上的斜率：dTT

n1Tds cn

c(n)v（二）在pv圖和Ts圖上各線(xiàn)群的大小變化趨向（三）過(guò)程中qw和正負(fù)值的判斷wpvw為正，反之為負(fù)。Tsw0w0的過(guò)程線(xiàn)位于定容線(xiàn)的左上方。wt

的正負(fù)應(yīng)以過(guò)起點(diǎn)的定壓線(xiàn)為分界。pv圖上，由同一起點(diǎn)出發(fā)的多變過(guò)程線(xiàn)，若位于定壓線(xiàn)的下方，各過(guò)程的wt

Tswt

0的過(guò)程線(xiàn)位于定壓線(xiàn)的右下方；wt

0的位于定壓線(xiàn)的左上方。熱量q的正負(fù)以過(guò)起點(diǎn)的定熵線(xiàn)為分界。顯然，Ts圖上，任何同一起點(diǎn)的多變過(guò)程線(xiàn)，若位于定熵線(xiàn)的右方，則q0；反之q0。pv圖上，若位于定熵線(xiàn)右上方，q0；反之q0。u(hTTsu(hT0，反之則u(hT0pvu(hT0的過(guò)程位于定溫線(xiàn)的右上方；反之則位于定溫線(xiàn)的左下方。（四）根據(jù)過(guò)程的要求，在pv圖和Ts圖上表示該過(guò)程例如，要求將工質(zhì)又膨脹、又吸熱、又降溫的過(guò)程表示在pv圖和Ts圖上。步驟如下：①先在pv圖和Ts圖上畫(huà)出四條基本過(guò)程線(xiàn)，如圖3-4所示。pv圖上在定容線(xiàn)右側(cè)，Ts圖上在定容線(xiàn)右下側(cè)，如圖3-4所示的1區(qū)域。pv圖上在定熵線(xiàn)右上側(cè)，Ts3-4所示的2區(qū)域。pv圖上在定溫線(xiàn)左下側(cè)，Ts3-4所示的3區(qū)域。pv圖、Ts圖上，所標(biāo)的以上3域。從a點(diǎn)向該區(qū)域畫(huà)一條線(xiàn)ab，該過(guò)程線(xiàn)即為所要求的過(guò)程線(xiàn)，見(jiàn)圖3-4四、過(guò)程多變過(guò)程 pvnConst1、n0時(shí)，pConst，表示定壓過(guò)程；2、n1pvConst，表示定溫過(guò)程；3、npvConst4、nvConst，表示定容過(guò)程。第二部分水蒸氣一、概念1汽化過(guò)程，通常在任何溫度下都可以發(fā)生，沸騰是指液體內(nèi)部的汽化過(guò)程，它只能在達(dá)到沸點(diǎn)溫度時(shí)才會(huì)發(fā)生。2、凝結(jié)：物質(zhì)由氣相轉(zhuǎn)變?yōu)橐合嗟倪^(guò)程，稱(chēng)為凝結(jié)。3、水蒸氣的飽和狀態(tài)：液體汽化和氣體凝結(jié)的動(dòng)態(tài)平衡狀況稱(chēng)為水蒸氣的飽和狀態(tài)。4、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。5、干度：?jiǎn)挝毁|(zhì)量濕蒸汽中所含干飽和蒸汽的質(zhì)量叫作濕飽和蒸汽的干度。6、臨界點(diǎn)：當(dāng)溫度超過(guò)一定值tc

時(shí)，液相不可能存在，而只可能是氣相。tc

稱(chēng)為臨界溫度，與臨界溫度相對(duì)應(yīng)的飽和壓力pc

稱(chēng)為臨界壓力。所以，臨界溫度和壓力是液相與氣相能夠共存時(shí)的最高值。當(dāng)壓力高于臨界壓力時(shí)，液-汽兩相的轉(zhuǎn)變不經(jīng)歷兩相平衡共存的飽和狀態(tài)，在定壓下液-汽兩個(gè)相區(qū)不存在明顯的、確定的界線(xiàn)。臨界參數(shù)是物質(zhì)的固有常數(shù)。二、公式1、干度vx mvm mf v2、濕飽和蒸汽的參數(shù)值①yxy(1x)y'y'x(yy')②x

yy'yy3、汽化潛熱rTs三、圖

(s"s')h"h'1pv圖和Ts圖2、水蒸氣的焓熵圖四、過(guò)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、絕熱過(guò)程q0wuw htuh2

h(pv1 2

pv)11第三部分濕空氣一、概念1、未飽和空氣：由干空氣與過(guò)熱水蒸氣（狀態(tài)點(diǎn)a）所組成的濕空氣稱(chēng)為未飽和空氣。2、飽和空氣：由干空氣與飽和水蒸氣組成的濕空氣稱(chēng)為飽和空氣。3、干球溫度：指用普通溫度計(jì)（又稱(chēng)干球溫度計(jì)）測(cè)得的溫度就是干球溫度。4、露點(diǎn)溫度：露點(diǎn)溫度td

pv

下的飽和溫度，簡(jiǎn)稱(chēng)露點(diǎn)。5溫度。6、濕球溫度：指用濕紗布包裹的濕球溫度計(jì)測(cè)得的濕紗布中水的溫度。7、絕對(duì)濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量，稱(chēng)為濕空氣的絕對(duì)濕度。8、相對(duì)濕度：濕空氣的絕對(duì)濕度v

與同溫度下飽和空氣的飽和絕對(duì)濕度s

的比值，稱(chēng)為相對(duì)濕度。9、含濕量：在含有干空氣的濕空氣中，所混有的水蒸氣質(zhì)量稱(chēng)為濕空氣的含濕量（或稱(chēng)比濕度。10、飽和度：濕空氣的含濕量d與同溫下飽和空氣的含濕量d，的比值稱(chēng)為飽和度。11T和總壓力p干空氣和干空氣的濕空氣容積。12干空氣的焓和水蒸氣的焓的總和。13、熱濕比：為了說(shuō)明過(guò)程中焓和含濕量的變化，可以用狀態(tài)變化前后的焓差和含濕量差的比值來(lái)描繪過(guò) 11000 2 1dd2 1也稱(chēng)角系數(shù)。二、公式

1000d

(kJ/kg)在hd1、濕空氣的總壓力pp pa v2、濕空氣的分子量及氣體常數(shù)p p Bp pMrMa a3、絕對(duì)濕度

rMv

aMB

vM B v

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

(kg/m3)s RTv4、相對(duì)濕度pv vp ps s5、含濕量（比濕度）p pd622 vBpv

622Bs

(g/kg(a))6、飽和度Ddds

BpBpsvs7、濕空氣的容積Rv aT(10.001606d) (m3/kg(a))Rp8、濕空氣的密度1v9、濕空氣的焓值h(25011.85t) (kJ/kg(a))10、濕空氣中干空氣的質(zhì)量pV (Bp(Bpm a v va RT RT 287Ta11、熱濕比21 hh21

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

d) dd d1 2 1三、濕空氣的焓濕圖定含濕量線(xiàn)d線(xiàn)是一組垂直線(xiàn)，自左向右d值逐漸增加，縱坐標(biāo)為d0的定d一個(gè)水平軸來(lái)標(biāo)出含濕量d的值。定焓線(xiàn)定h135負(fù)值，自下向上焓值逐漸增加?？v坐標(biāo)軸上的讀數(shù)也是干空氣在不同溫度下的焓值。定溫（干球溫度）線(xiàn)根據(jù)h(25011.85t的關(guān)系式，可以看出，當(dāng)th與d成線(xiàn)性關(guān)系，其斜率0.001(25011.85t)為正值并隨t所以各定溫線(xiàn)不是平行的。但斜率中的2501遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于的值，所以各定溫線(xiàn)又幾乎是平行的。定相對(duì)濕度線(xiàn)根據(jù)d622 ps 的關(guān)系式。在一定的大氣壓力B下，當(dāng)值一定時(shí)，含濕量d與水蒸氣飽和分Bps

s之間有一系列的對(duì)應(yīng)值，而ps

又是溫度t的單值函數(shù)。因此，當(dāng)為某一定值時(shí)，把不同溫度t的

值代入式d622

ps ，就可得到相應(yīng)溫度t下的一系列d值。在hd圖上可得到相s Bs0100hd圖分成兩部分，上部為未飽和濕空氣區(qū)域，1；線(xiàn)上各點(diǎn)是飽和濕空氣；下部沒(méi)有實(shí)際意義，因?yàn)檫_(dá)到100%時(shí)已經(jīng)飽和，再冷卻則水蒸氣凝結(jié)為水析出，濕空氣仍保持100%應(yīng)該指出，如大氣壓力B105PaBt99.63C。當(dāng)濕空氣溫度t99.63C時(shí)，定線(xiàn)是向上凸出的曲線(xiàn)，它表征，在一定值下，隨著溫度（或焓值）氣中的含濕量相應(yīng)增加。當(dāng)濕空氣溫度t99.63psBpd622

622 B

622

，說(shuō)明相對(duì)濕度與td（

）有關(guān)。因此，Bps

BB 1 v在hd圖上，定B相應(yīng)的飽和溫度線(xiàn)之后變成一條與等d線(xiàn)平行垂直向上的直線(xiàn)。由于在空hd圖未示出這種情況。但在干燥工程中所應(yīng)用hd濕空氣的溫度往往超過(guò)，所給出的hd圖中定線(xiàn)就包括上述的垂直線(xiàn)段。水蒸氣分壓力線(xiàn)d

pBvvv

,可得pv

Bd Bp622d

僅與含濕量d有pv

f(dB常數(shù)的hdpv

不是相互獨(dú)立的兩個(gè)狀態(tài)參數(shù)當(dāng)d 622時(shí)，pv

與dhddpv

之間的變換線(xiàn)?？衫?00%曲dpv所給出的hd圖。定濕球溫度線(xiàn)

值表示在圖右下方的縱軸上，也可以表示在橫坐標(biāo)軸上，如附錄圖2在工程計(jì)算中完全可用定焓線(xiàn)來(lái)代替定濕球溫度線(xiàn)，定焓線(xiàn)與100%線(xiàn)的交點(diǎn)所通過(guò)的定溫線(xiàn)的溫度值，就是這條定濕球溫度線(xiàn)的濕球溫度值，此時(shí)tw露點(diǎn)溫度

t'。w到飽和狀態(tài)時(shí)的溫度。在hd8-61100的飽和曲線(xiàn)相交得點(diǎn)2，通過(guò)點(diǎn)2的定溫線(xiàn)的讀數(shù)就是狀態(tài)點(diǎn)1的濕空氣的露點(diǎn)溫度t。d熱濕比從1000