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热工基础 ——复习与总结 热工基础是研究热能利用的基本原理和应用，以提高热能利用经济性的一门学科。 热工基础与应用 基础理论 工程应用 热能转换的基本理论 基本概念 热力性质及过程 基本定律 热力学第一定律 热力学第二定律 点： 线： 面： 系统 热力过程 可逆过程与循环的功量、热量 理想气体的热力性质与过程 水蒸气的热力性质与过程 基本概念 点： 系统及描述 系统与工质：定义、分类 状态参数 热力状态：平衡态及实现条件 定义、分类 数学特征： 基本状态参数 非基本状态参数 基本概念（续） 线： 面： 准平衡（静态）过程： 热力过程 可逆过程的功量、热量 计算： 可逆过程： 实现：准平衡+无耗散 定义 图示： 1、热力系统、工质；闭口系统、开口系统；孤立系统，绝热系统；广延量，强度量;热力平衡状态；准平衡过程；可逆过程与不可逆过程；热力循环 2、基本状态参数：温度、压力、比体积 3、表压力、真空(度)、绝对压力 第一章 热力学第一定律 基本概念(理解) 闭口系（控制质量CM） —没有质量越过边界 开口系（控制体积CV） —通过边界与外界有质量交换 2. 按系统与外界质量交换 绝热系 —与外界无热量交换; 孤立系 —与外界无任何形式的质能交换。 3. 按能量交换 1）闭口系与系统内质量不变的区别； 2）开口系与绝热系的关系； 3）孤立系与绝热系的关系。 注意： 一 、热力系分类 1. 按组元和相 按组元数： 单元系、多元系 按相数：单相系、复相系 热力系示例 刚性绝热气缸-活塞系统，B侧设有电热丝 红线内 ——闭口绝热系 黄线内不包含电热丝 ——闭口系 黄线内包含电热丝 ——闭口绝热系 蓝线内 ——孤立系 二、 状态参数坐标图 简单可压缩系只有两个独立参数，故可用平面坐标上一点确定其状态，反之任一状态可在平面坐标上找到对应点： p~v图 T~s图 三、准平衡过程 进行条件：破坏平衡的势— 过程进行无限缓慢 工质有恢复平衡的能力 准平衡过程可在状态参数图上用连续实线表示 无穷小 定义：偏离平衡态无穷小，随时恢复平衡的状态变化过程。 非准静态过程，不可逆 准静态过程，不可逆 准静态过程，可逆 ●作功过程 p F f pb 1.可逆=准静态+没有耗散效应 2.一切实际过程不可逆 3.可逆过程可用状态参数图上实线表示 讨论： 四、焓与熵 1、定义：H = U + pV h = u + pv 单位：J（kJ） J/kg（kJ/kg） 2、焓是状态参数。 物理意义：引进或排出工质而输入或排出系统的总能量。 熵 1. 定义 2. 熵是状态参数 焓 可用的公式： 基本定律 热力学第一定律：量守恒 热力学第二定律 说法与实质 卡诺循环与定理 开氏说法 克氏说法 第二类永动机造不成的说法 热力性质及过程 热力性质 过程 计算公式 图示 热力学能 焓和熵 混合物： 过程： 三步骤 查表、图 状态方程： 蒸气 热力性质： 一点、二线 三区五状态 理想气体 五、热力学第一定律及其解析式 实质：能量守恒与转换定律在热现象中的应用。 表述：热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的时候，他们之间的比值是一定的。 热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时必定产生相应量的功；消耗一定量的功时，必出现与之相应量的热。 应用范围：系统、工质、过程 第一定律第一解析式 功的基本表达式 热 流入系统的能量 流出系统的能量 系统内部储能增量: ΔECV – = 考虑到稳流特征： ΔECV=0 m1=m2=m; 及h=u+pv 六、稳定流动能量方程式 1）改写式（B）为式（C） 热能转变 成功部分 输出轴功 流动功 机械能增量 （C） 可逆过程 3)第一定律第二解析式 可逆 第二章 气体的性质 一、理想气体的状态方程 二、比热容定义 1、定义： c与过程有关 c是温度的函数 2、定压比热容cp和定容比热容cV 温度的函数 3、 cp- cV 迈耶公式 三、 理想气体热力学能和焓 仅是温度的函数 2、 1、 因理想气体分子间无作用力 3、利用气体热力性质表计算热量 定比热 四、理想气体的熵是状态参数 五、 几个名词 饱和液：处于饱和状态的液体 t = ts 干饱和蒸汽：处于饱和状态的蒸汽 t = ts 未饱和液：温度低于所处压力下饱和温度的液体 t ts 过热蒸汽：温度高于饱