工程热力学复习重点2012【参考】.doc

工程热力学复习重点2012.3 绪 论 理解热能利用的两种主要方式及其特点 了解常用的热能动力转换装置的工作过程 1．什么是工程热力学 从工程技术观点出发研究物质的热力学性质热能转换为机械能的规律和方法以及有效、合理地利用热能的途径。 3. 热能及其利用 热能能量的一种形式 来源一次能源以自然形式存在可利用的能源。如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。 二次能源由一次能源转换而来的能源如能、机械能。 利用形式 直接利用将热能利用来直接加热物体。如烘干采暖熔炼(能源消耗比例大) 间接利用各种热能动力装置将热能转换成机械能或者再转换成电能 4．.热能动力转换装置的工作过程 5．热能利用的方向性及能量的两种属性 过程的方向性：如：由高温传向低温 能量属性：数量属性、,质量属性 (即做功能力) 数量守衡、质量不守衡 提高热能利用率：能源消耗量与国民生产总值成正比。 第1章 基本概念及定义 1. 1 热力系统 一、热力系统 系统：用界面从周围的环境中分割出来的研究对象，或空间内物体的总和。 外界：与系统相互作用的环境。 界面：假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。 依据：系统与外界的关系 系统与外界的作用：热交换、功交换、质交换。 二、闭口系统和开口系统 闭口系统：系统内外无物质交换,称控制质量。 开口系统：系统内外有物质交换,称控制体积。 三、绝热系统与孤立系统 绝热系统：系统内外无热量交换 (系统传递的热量可忽略不计时，可认为绝热) 孤立系统：系统与外界既无能量传递也无物质交换 =系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界 四、根据系统内部状况划分 可压缩系统：由可压缩流体组成的系统。 简单可压缩系统：与外界只有热量及准静态容积变化 均匀系统：内部各部分化学成分和物理性质都均匀一致的系统，是由单相组成的。 非均匀系统：由两个或两个以上的相所组成的系统。 单元系统：一种均匀的和化学成分不变的物质组成的系统。 多元系统：由两种或两种以上物质组成的系统。 单相系：系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系：由两个相以上组成的系统称为复相系，如固、液、气组成的三相系统。 思考题： 孤立系统一定是闭口系统吗?反之怎样? 孤立系统一定不是开口的吗、 孤立系统是否一定绝热？ 1．2 工质的热力状态与状态参数 一、状态与状态参数 状态：热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。 状态参数：描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。 如：温度（T）、压力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。 状态参数的数学特性: 1． 表明：状态的路径积分仅与初、终状态有关，而与状态变化的途径无关。 2．=0 表明：状态参数的循环积分为零 基本状态参数：可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数：温度、压力、比容或密度 温度：宏观上，是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。 微观上,是大量分子热运动强烈程度的量度 2．压力： 垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 式中：F—整个容器壁受到的力，单位为牛顿（N）； f—容器壁的总面积（m2）。 微观上：分子热运动产生的垂直作用于容器壁上单位面积的力。 压力测量依据：力平衡原理 压力单位：MPa 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。工程上常用测压仪表测定的压力。 以大气压力为计算起点，也称表压力。 （PB） （PB） 式中 B—当地大气压力 Pg—高于当地大气压力时的相对压力，称表压力； H —低于当地大气压力时的相对压力，称为真空值。 注意：只有绝对压力才能代表工质的状态参数 3．比容: 比容：单位质量工质所具有的容积。 密度：单位容积的工质所具有的质量。 m3/kg 关系： 式中：—工质的密度 kg/m3 ，—工质的比容 m3/kg 例:表压力或真空度为什么不能当作工质的压力？工质的压力不变化，测量它的压力表或真空表的读数是否会变化？ 解：作为工质状态参数的压力是绝对压力，测得的表压力或真空度都是工质的绝对压力与大气压力的相对值，因此不能作为工质的压力；因为测得的是工质绝对压力与大气压力的相对值，即使工质的压力不变，当大气压力改变时也会引起压力表或真空表读数的变化。 1．3准静态过程与可逆过程 热力过程：系统状态的连续变化称系统经历了一个热力过程。 一、准静过程：如果造成系统状态改变的不平衡势差无限小，以致该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态，这样的过程称为准静态过程。 注意:准静态过程是一种理想化的过程，实际过程只能接近准静态过程。 二、可逆过程：系统经历一个过程后，如令过程逆行而使