【工程熱力學(xué)】（第五版）復(fù)習(xí)提綱

第一章基本概念

1.根本概念

熱力系統(tǒng)：用界面將所要研究的對(duì)象與周圍環(huán)境分隔開來(lái)，這種人為分隔的

研究對(duì)象，稱為熱力系統(tǒng)，簡(jiǎn)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(jiǎn)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(shí)間而變

化，系統(tǒng)內(nèi)外同時(shí)建立了熱的和力的平衡，這時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀

態(tài)，簡(jiǎn)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

〔刀、壓力〔0、比容〔切或密度〔0、內(nèi)能〔切、焰〔加、熠〔0、自

由能5、自由靖⑷等。

根本狀態(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(cè)量出來(lái)，稱為根本狀態(tài)參數(shù)。

溫度：是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時(shí)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(dòng)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(gè)物體分別和第三個(gè)物體處于熱平衡，那么它們彼此

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(duì)壓力：相對(duì)于大氣環(huán)境所測(cè)得的壓力。如工程上常用測(cè)壓儀表測(cè)定系統(tǒng)

中工質(zhì)的壓力即為相對(duì)壓力。

注：課本中如無(wú)特殊說(shuō)明，那么所說(shuō)壓力即為絕對(duì)壓力。

比容：?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)所具有的容積,稱為工質(zhì)的比容。

密度：?jiǎn)挝蝗莘e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(gè)系統(tǒng)的參數(shù)值一樣，與質(zhì)量多少

無(wú)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(dòng)

力作用，稱為廣義力或勢(shì)。

廣延性參數(shù)：整個(gè)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、焙、燧等。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)展得非常緩慢，使過程中系統(tǒng)內(nèi)部被破壞了的平衡有足

夠的時(shí)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(gè)過程可看作是由一系列韭賞接近乎衡態(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)展正、反兩個(gè)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〔增大或縮小〕而通過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)從某一初態(tài)開場(chǎng)，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(jiǎn)稱循環(huán)。

2.常用公式

溫度：7=273+，

壓力：

1F

式中—整個(gè)容器壁受到的力，單位為牛〔N〕；

J容器壁的總面積〔m2〕。

2.p=B+PR[P>B]

p=B-H

式中8—當(dāng)?shù)卮髿鈮毫?/p>

與一高于當(dāng)?shù)卮髮毫r(shí)的相對(duì)壓力，稱表壓力；

HT氐于當(dāng)?shù)卮髿鈮毫r(shí)的相對(duì)壓力，稱為真空值。

比容：

1.v=—m3/kg

m

式中—工質(zhì)的容積

m—工質(zhì)的質(zhì)量

2.pv=\

式中夕一工質(zhì)的密度kg/m3

i一工質(zhì)的比容m3/kg

熱力循環(huán)：

或￡=0tf=0

循環(huán)熱效率：7=也=如二"=1-"

%%%

式中6一工質(zhì)從熱源吸熱；

我一工質(zhì)向冷源放熱；

何一循環(huán)所作的凈功。

制冷系數(shù)：￡心=工-

嗎)坊一夕2

式中6—工質(zhì)向熱源放出熱量;

0—工質(zhì)從冷源吸取熱量；

血一循環(huán)所作的凈功。

供熱系數(shù)：%=五=^-

%%一42

式中(J1—工質(zhì)向熱源放出熱量

我一工質(zhì)從冷源吸取熱量

仞一循環(huán)所作的凈功

3.重要圖表

邊界

活塞

：??系統(tǒng)?：?

氣缸、

水平

圖1-1熱力系統(tǒng)

孤

立

系

統(tǒng)

邊

界

圖1-3開口系統(tǒng)

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(duì)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(wú)關(guān)/不具有C、有關(guān)/具有D、無(wú)關(guān)/具有

5、在工質(zhì)熱力狀態(tài)參數(shù)中，屬于根本狀態(tài)參數(shù)是。

A、壓力B、內(nèi)能C、焰D、熔

6、工質(zhì)經(jīng)過一個(gè)循環(huán)，又回到初態(tài)，其焰值〔〕

A、增加B、減少C、不變D、變化不定

7、系統(tǒng)進(jìn)展一個(gè)過程后，如能使〔〕沿著與原過程相反的方向恢復(fù)初態(tài)那么

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.根本概念

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：?jiǎn)挝晃锪康奈矬w,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。

混合氣體的分壓力：維持混合氣體的溫度和容積不變時(shí)，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。等于各組成氣體分壓力A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(shí)，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M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.pv=RT

式中「一絕對(duì)壓力Pa

v—比容m3/kg

T—熱力學(xué)溫度K

適用于1千克理想氣體。

2.pV=mRT

式中V—質(zhì)量為777kg氣體所占的容積

適用于m千克理想氣體。

3.pVM=

式中出二以一氣體的摩爾容積，m3/kmol;

Ro=MR一通用氣體常數(shù)，J/kmol-K

適用于1千摩爾理想氣體。

4.pV=nR（）T

式中AnKmol氣體所占有的容積，m3;

n一氣體的摩爾數(shù)，〃="■,kmol

M

適用于n千摩爾理想氣體。

5.通用氣體常數(shù)：R。

%=8314J/KmolK

用與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無(wú)關(guān)。

6.氣體常數(shù)：R

/?=^=—J/kg-K

MM二

/?與狀態(tài)無(wú)關(guān)，僅決定于氣體性質(zhì)。

7PM二〃2匕

.4.(

比熱：

1.比熱定義式：。=條

(IT

說(shuō)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：。'=筮=0。

式中c—質(zhì)量比熱，kJ/Kgk

C，一容積比熱,kJ/m3?k

Me—摩爾比熱，kJ/Kmol-k

3.定容比熱：,=繪=%=(粵］

dTdT\dT)v

說(shuō)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：與=竺=空

pc!TdT

說(shuō)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：〃=0+P2+〃3+....+P“=tPi

」=iJr.v

阿密蓋特分容積定律:V=%+匕+匕+……+匕=歸匕

」=1JT.P

質(zhì)量成分：g,二生

m

容積成分：1(

摩爾成分：x產(chǎn)生

n

容積成分與摩爾成分關(guān)系：乙=2=陽(yáng)質(zhì)量成分與容積成分：

n

分壓力確實(shí)定8=(〃=b

例題：

1、氣體的定容比熱較定壓匕瀕〔〕

A、大一些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(wú)關(guān)而與溫度有關(guān)

C、與壓力和溫度都無(wú)關(guān)D、與壓力有關(guān)而與溫度無(wú)關(guān)

第三章熱力學(xué)第一定律

1.根本概念

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(gè)系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(dòng)機(jī)：不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循仄發(fā)動(dòng)機(jī)，稱為第一

類永動(dòng)機(jī)。

熱力學(xué)能：熱力系處于宏觀靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所具有的能量之

和?！矤顟B(tài)量〕

外儲(chǔ)存能：也是系統(tǒng)儲(chǔ)存能的一局部，取決于系統(tǒng)工質(zhì)與外力場(chǎng)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(dòng)所具有的能量〔宏觀動(dòng)

能〕。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲(chǔ)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(dòng)功〔或推動(dòng)功〕Wf:當(dāng)工質(zhì)在流進(jìn)和流出控制體界面時(shí)，后面的流體

推開前面的流體而前進(jìn)，這樣后面的流體對(duì)前面的流體必須作推動(dòng)功。因此,

流動(dòng)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(dòng)所必須傳遞的能量?！矤顟B(tài)量〕

焙：流開工質(zhì)向流動(dòng)前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那局部能量。對(duì)

于流開工質(zhì)，焙二內(nèi)能+流動(dòng)功，即焙具有能量意義；在于不流開工質(zhì)，焙

只是一個(gè)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(dòng)參數(shù)都保持一定，不隨時(shí)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(lái)作功的能量，稱為技術(shù)功。

〔過程量〕

動(dòng)力機(jī)：動(dòng)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(dòng)，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體壓力

降!氐的現(xiàn)象。

2.常用公式

外儲(chǔ)存能：

1.宏觀動(dòng)能：

2.重力位能：

式中g(shù)一重力加速度。

系統(tǒng)總儲(chǔ)存能：

1.E=U+E.+En

或E=U+gnic2+mgz

）1，

z.e=u+—c"+gz

3.E=U或八〃〔沒有宏觀運(yùn)動(dòng),并且高度為零〕

熱力學(xué)能變化：

2

1.du=cdT,Au=JcdT

viv

適用于理想氣體一切過程或者實(shí)際氣體定容過程

2.^U=CV（T2一篤）

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?^u=\cvdt=\cvdt-/cvdt=c\-t2-c\J-r,

f10011

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G，=f⑺的經(jīng)歷公式代入Ayic/T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.+%+…==

M/=1

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。

2

6.△〃=夕一Jpdv

1

適用于任何工質(zhì)，可逆過程。

適用于任何工質(zhì)，可逆定容過程

8.△〃=Jpdv

1

適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過程。

9.At/=O

適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)絕熱、對(duì)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.AU=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.Au=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

YZ.du=8q-pdv

適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程

13.=

熱力學(xué)能的變化等于焰的變化與流動(dòng)功的差值。

培的變化：

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[r}

適用于理想氣體

4.dh=cdT,A/?=]cdT

pip

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.A//=cp(T2-T1)

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

計(jì)算

熱

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

2

7.把％=/(7j的經(jīng)歷公式代入M=積分。

1

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.”=〃]+〃2

i=li=l

由理想氣體組成的混合氣體的焙等于各組成氣體焙之和，各組成氣體

焰又可表示為單位質(zhì)量始與其質(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.dh=Sqde2-gdz-

適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程

11.dh=3q-

適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動(dòng)能和位能的變化。

2

12.^h=q-\vdp

1

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(dòng)能和位能的變化。

13.A/z=-fvdp

i

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(dòng)能和位能的變

化。

14.AA=(7

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(dòng)能和位能的變

化。

15.A/i=0

適用于任何工質(zhì)等焰或理想氣體等溫過程。

端的變化：

j嚕

適用于任何氣體，可逆過程。

2.As=A5y+A%

A”為崎流，其值可正、可負(fù)或?yàn)榱?；?%為燧產(chǎn)，其值恒大于或等于零。

3.小〔理想氣體、可逆定容過程〕

4.Afln今〔理想氣體、可逆定壓過程】

5.A5=Rln&=Rln小〔理想氣體、可逆定溫過程〕

匕P2

6.加=0〔定嫡過程〕

適用于理想氣體、任何過程。

功量：

膨脹功〔容積功〕：

2

1.<5vv=pdv或卬=Jpdv

i

適用于任何工質(zhì)、可逆過程

2.卬=0

適用于任何工質(zhì)、可逆定容過程

3.嶺_匕）

適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程

4.w=RT\n^-

適用于理想氣體、可逆定溫過程

5.w=q-Au

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.卬=一&4

適用于任何氣體絕熱過程。

8.w=-\CdT

iv

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

卬=—^（〃1匕一“2叱）

n-\

10.=-^-R（T-T）

n-\12

=生，?q（"］）

〃-iIP"

適用于理想氣體、可逆多變過程

流動(dòng)功:

推動(dòng)1kg工質(zhì)進(jìn)、出控制體所必須的功。

技術(shù)功:

11.9▲

.wf=—bc~+gAz+ws

熱力過程中可被直接利用來(lái)作功的能量，統(tǒng)稱為技術(shù)功。

2.=—Jr2+gdz+

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程

3.嗎=W+/?!V|-%悔

技術(shù)功等于膨脹功與流動(dòng)功的代數(shù)和。

4.她--vdp

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元可逆熱力過程

2

5.嗎=-fvdp

i

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、可逆過程

熱量：

1.3q=TdS

適用于任何工質(zhì)、微元可逆過程。

2.q=\Tds

?

適用于任何工質(zhì)、可逆過程

3.Q=AU+W

適用于mkg質(zhì)量任］可工質(zhì)，開口、閉口，可逆、不可逆過程

4.q=△〃+卬

適用于1kg質(zhì)量任何工質(zhì)，開口、閉口,可逆、不可逆過程

5.dq=du+pdv

適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程。

2

6.4=△〃+Jpdv

1

適用于任何工質(zhì)可逆過程。

73Q=\h2+gZ2卜與J%+必）刎+Ms+dEa

適用于任何工質(zhì)，任何系統(tǒng)，任何過程。

8.Sq=dh+gde2+gdz+砌$

適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程

9.q=Ah+wt

適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程

10.q=Au

適用于任何工質(zhì)定容過程

11.q=cv（T2-T｝）

適用于理想氣體定容過程。

12.4=A/?

適用于任何工質(zhì)定壓過程

13.4抱—刀)

適用于理想氣體、定壓過程

14.q=0

適用于田可工質(zhì)、絕熱過程

15.q=此一7；)("1)

n-\

適用于理想氣體、多變過程

3.重要圖表

控制體界面

圖3?2流動(dòng)功

圖3-3閉口系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換

圖3?7技術(shù)功

/控制體界面

C]

06%

dAcv

2/3加2

〃2

/—

/開口系統(tǒng)（控制體）〃2。2

6。

2

基準(zhǔn)面

圖3?5開口系統(tǒng)

例題：

1、外界對(duì)系統(tǒng)輸入功80kJ同時(shí)系統(tǒng)向外界放熱20kJ那么系統(tǒng)的熱力學(xué)能

變化量為()

A、20B、100C、60D、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(duì)外界做功為〔〕

A、正/負(fù)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.根本概念

分析熱力過程的一般步驟：L依據(jù)熱力過程特性建立過程方程式fp=f(v);

2.確定初、終狀態(tài)的根本狀態(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)展的狀態(tài)變化過程，即的=0

或4=0稱為絕熱過程。

定端過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進(jìn)展的可逆熱力過程，稱為定

燧過程。

多變過程：凡過程方程為川”=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(shí)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(shí)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(shí)的熱力過程稱為定溫過程。

單級(jí)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(gè)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)、排氣閥以及防止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(jiǎn)稱余

隙。

最正確升壓比：使多級(jí)壓縮中間冷卻壓氣機(jī)耗功最小時(shí)，各級(jí)的增壓比稱為

最正確增壓比。

壓氣機(jī)的效率：在一樣的初態(tài)及增壓比條件下，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)：假設(shè)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,那么此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。

課本P79結(jié)論。

1、各級(jí)氣缸的進(jìn)出口溫度〔進(jìn)氣溫度、排氣溫度〕相等。

2、各級(jí)所消耗的軸功相等。

3、每級(jí)向外散出的熱量相等。

2.常用公式

氣體主要熱力過程的根本公式

過程定容過程定壓過程定溫過程定烯過程多變過程

過程指數(shù)

OO01Kn

n

過程方程々常數(shù)方常數(shù)夕々常數(shù)夕，二常數(shù)夕以二常數(shù)

PH=PXPF；=P2V；

P、匕Tr-l

Zk=h.PM=P2V2

工Plc

關(guān)系I

*fer

A〃=q(7；_7；)

=q區(qū)-7；)

M=0

△Ah=cp(T2-T,)

Aw=cv(7；-7；)AM=CV(7；-7；)

△0=0

An、AhAS=cln^-+/?ln—

、A5兇=%(q_7；)1V,

AS=Rln&M=cJT「T)

△S=q嗎

計(jì)算式Tv=c—

AC12iT\Pi

AS=cpIny-

=Rln且AS=0

=cIn—+crIn

Pi片Pi

w=-Aw=——(PM-PW)

K-\

w=p(v-v)w」F(PM-PQ

膨脹功2i=_L/?X(7;_1r2)/I-

w=RT\n^-K-\

*

=RJT1)d.RX(7]-T)

Kr2

2W^=0

n-l

vv=jpdv=R71n且喑卜閨'-r]

Pi

“-1

熱量

q=n-K

2q=?

q=\cdT—)q=AAq=T^sn-\

q=0

1“pg-、=vvxcv(7；-7；)

2

=\Tds(E

1

n-K

比熱容C，Cp80G=IG

n-\

備注表中比熱容為定值比熱容。〔技術(shù)功叱=nw]

多變指數(shù)n:

z級(jí)壓氣機(jī)，最正確級(jí)間升壓比：

兩級(jí)壓縮時(shí)，最有利的級(jí)間壓力為P2=JP]P3。

n

多變壓縮軸功：叱.”=」7PMi=」7而也-n)

〃-1IP"n-\

n

N級(jí)壓氣機(jī)所需的軸功：w，“=N—jpM1-"=N_、mR(7]-7j

〃-1{pjn-\

3.重要圖表

圖4-1絕熱過程pz圖圖4-2絕熱過程T-s圖

例題：

1、活塞式壓氣機(jī)的余隙容積噌大使〔〕

A、ws增大，削減小B、ws不變，不減小

C、Ws不變,r)v不變D、Ws減小，rjv減小

2、理想氣體過程方程PV^n二常數(shù),當(dāng)n=±8時(shí)，其熱力過程是〔〕

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、7E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(duì)于一定質(zhì)量的理想氣體，不可能發(fā)生的過程是一一

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、氣體吸熱，溫度升高

第五章熱力學(xué)第二定律

1.根本概念

熱力學(xué)第二定律：〔方向性〕

開爾文說(shuō)法：只冷卻一個(gè)熱源而連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動(dòng)機(jī)是造不成功的。

克勞修斯說(shuō)法：熱不可能自發(fā)地、不付代價(jià)地從低溫物體傳到高溫物體。

第二類永動(dòng)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(dòng)機(jī)，稱為第二類永動(dòng)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)嫡增原理：絕熱閉口系統(tǒng)或孤立系統(tǒng)的帽只能增加〔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)嫡增加的方向進(jìn)展。(P95)

定埔過程：系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進(jìn)展的可逆熱力過程,稱為定

崎過程。

熱機(jī)循環(huán)：假設(shè)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，那么此循環(huán)稱為熱機(jī)循環(huán)。

制冷：對(duì)物體進(jìn)展冷卻，使其溫度低于周圍環(huán)境溫度，并維持這個(gè)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，那么該熱機(jī)稱為理想

熱

機(jī)。

卡諾循環(huán)：在兩個(gè)恒溫?zé)嵩撮g，由兩個(gè)可逆定溫過程和兩個(gè)可逆絕熱過程組

成的循環(huán)，稱為卡諾循環(huán)?！睵88〕

卡諾定理：

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(wú)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)，其臧率必小于可逆循

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

燧的定義式：

6噌J/kgK

工質(zhì)燧變計(jì)算：

As=.-4,ftZv=0

工質(zhì)燧變是指工質(zhì)從某一平衡狀態(tài)變化到另一平衡狀態(tài)烯的差值。因?yàn)?/p>

燧是狀態(tài)參數(shù)，兩狀態(tài)間的燧差對(duì)于任何過程，可逆還是不可逆都相等。

1.As,=cvIn—+/?In—

T\匕

理想氣體、初、終態(tài)T、/值求AS。

2.As=In—-/?In—

T\R

理想氣體初、終態(tài)T、戶值求AS。

3.As=CpIn——+cvIn——

vip\

理想氣體、初、終態(tài)P、v值求AS。

4.卡諾循環(huán)熱效率：乙-1（課本P87結(jié)論）

制冷系數(shù)：外,=三

供熱系數(shù)：弓，=白>1

5.熱源嫡變：

克勞修斯不等式：f^<o

任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠(yuǎn)小于零，可逆過程時(shí)等于零。

3.重要圖表

圖5-4卡諾循環(huán)的p-v圖和「s圖

圖5-4逆卡諾循環(huán)的p-v圖和廠s圖

圖5-7任意可逆循環(huán)

//〃/力

圖5-7嫡變、燧流與嫡產(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、定燧過程和定容過程

2、卡諾循環(huán)的熱效率僅與〔〕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.根本概念

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)水溫到達(dá)壓力戶所對(duì)應(yīng)的飽和溫度/、時(shí)，水將開場(chǎng)沸騰，這時(shí)的

水稱為飽?口水。

濕飽和蒸汽：把預(yù)熱到心的顏口水繼續(xù)加熱,飽和水開場(chǎng)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(jiǎn)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

為蒸汽，這時(shí)的蒸汽稱為干腳口蒸汽〔即不含飽和水的飽和蒸汽1。

一點(diǎn)、兩線、三區(qū)、五種狀態(tài)。

蒸發(fā)：液體外表的汽化過程，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，它只能在到達(dá)沸點(diǎn)溫度時(shí)發(fā)生。

汽化潛熱：將1kg傾口液體轉(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

千度：

干度濕蒸己誓量〔濕蒸氣—傾口水加飽和蒸汽〕

濕蒸汽的總質(zhì)量

濕蒸汽的參數(shù)：

Vxk劉"〔當(dāng)夕不太大，x不太小時(shí)〕

過熱蒸汽的焙：

其中Cpm（-4）是過熱熱量，?為過熱蒸汽的溫度，Cpm為過熱蒸汽由f到&的平

均比定壓熱容。

過熱蒸汽的熱力學(xué)能：

過熱蒸汽的埔:

水蒸氣定壓過程：

w=g-A”或w=p（v2-vj

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(shí)體積膨脹的物質(zhì)的圖圖7-2凝固時(shí)體積縮小的物質(zhì)的圖

圖7-4水蒸氣定壓發(fā)生過程示意圖

p

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，以下四個(gè)狀態(tài)里，除〔〕外，另外三個(gè)狀態(tài)的溫

度是一樣的

A、飽和水B、過熱蒸汽C、干飽?口蒸汽D、濕蒸汽

3、在水蒸氣的P-V圖中，飽和水窗口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〔〕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、顏口液C、濕飽和液D、過熱蒸汽

第八章濕空氣

1.根本概念

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：干空氣和過麴耋氣所組成的混合氣體。

絕對(duì)濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量。

飽和絕對(duì)濕度：在一定溫度下飽和空氣的絕對(duì)濕度到達(dá)最大值，稱為飽和絕對(duì)濕

度。

相對(duì)濕度：濕空氣的絕對(duì)濕度2與同溫度下頸口空氣的飽和絕對(duì)濕度R的比值。

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與同溫下顏口空氣的含濕量2的比值。

濕空氣的比體積：在一定溫度廳口總壓力夕下,1kg干空氣和0.0014水蒸氣所

占濕空氣的焰：1kg干空氣的焰和O.OOlokg水蒸氣的焰的總和。

2.常用公式

濕空氣的總壓力〃：P=P0+P、,

濕空氣的平均分子量：

濕空氣的氣體常數(shù)：

絕對(duì)濕度：

飽和絕對(duì)濕度與：￡=懸

相對(duì)濕度。：夕=2

2

相對(duì)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?下，9值

小，表示空氣枯燥，具有較大的吸濕能力；。值大，表示空氣潮濕，吸濕能力小。

當(dāng)W=0時(shí)為干空氣，9=1時(shí)那么為飽和空氣。未飽?口空氣的相對(duì)濕度在0到1

之間(0＜夕＜1)。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程，相對(duì)濕度又可表示為

含濕量(或稱比濕度)d：d4a

inaPa

622—^—

飽和度D=—=—

4622B_p,

B-P、

飽和度。略小于相對(duì)濕度9,即D＜(p,如〃—,那么。

濕空氣比體積：v=—=以加3/kg(a))

叫

濕空氣的焙：力=也+0.001"、(kJ/kg(a))

3.重要圖表

(

g

M

6w

wn

+Y1

J

?o>

y

7i-I

d(g/kg(a))

圖8-3干、濕球溫度計(jì)圖8-4濕空氣的力，圖

h

圖8-6露點(diǎn)在h-d圖上的表小

圖8-5。圖四個(gè)區(qū)域的特征

圖8-9濕空氣的加熱

圖8-12定溫加濕過程

圖8-10濕空氣的冷卻

圖8-11濕空氣的絕熱加濕過程

圖8-13濕空氣的混合過程

空氣出口

圖8