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第四章 热工基础知识 姓名：于少杰 单位：临沂市节能监察支队 电话：0539-8115273 邮箱： zixun2020@163.com 公邮:jienengpeixun@163.com 密码: 05398314454 第一节 工程热力学 第二节 传热学 第三节 流体力学 第四节 热工测量技术 第一节 工程热力学 第一节 知识结构 一、热力学第一定律 二、理想气体性质及热力过程 三、热力学第二定律 四、水蒸气 五、气体和蒸汽流动 六、气体和蒸汽动力循环 七、湿空气 基本概念 工质：生产过程中工作物质的简称。 热源：工质从中吸收热能的物体或系统。 冷源：接受工质排出热能的物体。 状态参数：描述系统状态的物理量。常用参数：压力p、温度T、比体积v、热力学能U、焓H和熵S 。 平衡状态：热力系统不受外界影响，始终保持不变。 基本概念 热力过程：系统从一个状态变化到另一个状态经历的全部状态的总和。 准平衡过程：平衡被破坏后能迅速达到新的平衡，工质偏离平衡状态极小。 可逆过程： 逆向沿原过程回到初态，相关外界回到原态 不给外界留下任何影响。 基本概念 正向循环：高温热源吸热q1，向低温热源放热q2，部分热量转换为功。效率η=w/q1 逆向循环：向高温热源放热，从低温热源吸热，同时消耗外界的功。 热力学能:储存在系统内部的能量。 焓：H=U+pV，即热力学能加推动功。 总能:E=U+Ek+Ep 一、热力学第一定律 表述：当热能与其他形式的能量相互转换时，能量的总量保持不变。 闭口系统表达式： q=Δu+w P51例题1 一、热力学第一定律 例题1：气体在某一过程中吸收了60kJ的热量，同时热力学能增加了86kJ，问此过程是膨胀还是压缩过程？做功是多少？ 解：根据闭口系统能量方程 可得 对外做功为负，表明此过程被压缩，对外做功-26kJ，即消耗外界功26kJ。 一、热力学第一定律 开口系统表达式：P51例题2 二、理想气体性质及热力过程 理想气体模型：对实际气体的简化，忽略分子容积，忽略分子间作用力。 理想气体状态方程： P1V1/T1= P2V2/T2 = PV/T= R 理想气体参数 比热容：定容比热、定压比热、 热力学能差：公式Δu1-2= 焓差：公式Δh1-2= 熵差：公式4.1-18~4.1-20 二、理想气体性质及热力过程 热力过程：4个基本过程P1V1/T1 = P2V2/T2 定容过程:比体积不变的过程，P1/T1 = P2/T2 定压过程:压力不变的过程，V1/T1= V2/T2 定温过程:温度不变的过程，P1V1= P2V2 绝热过程：工质与外界没有热量交换的过程, pvk=常数 三、热力学第二定律 主要描述： 1、克劳修斯说法： 2、开尔文说法： 卡诺循环与卡诺定律： 1、卡诺循环（见图4.1-6）：由两个定温过程和两个绝热过程组成的理想循环。 热效率：ηt =1 – T2/T1 三、热力学第二定律 2、卡诺定理： 定理1：相同高温热源和低温热源间工作的可逆循环热效率相等 定理2：温度相同的高温热源和低温热源间工作的可逆热机热效率大于不可逆热机热效率 孤立系统熵增原理：孤立系统内的熵只能够增大或维持不变，不可能减小 三、热力学第二定律 例题7：一个热机循环工作在1000K和250K的两个热源之间，从高温热源吸热100kJ，做功77kJ，判断该循环是否可行，为什么？ 解：根据卡诺定律，循环热效率的极值为 ，该循环的热效率 超过了卡诺循环的效率，故该循环不能实现。 四、水蒸气 饱和状态：水的汽化与液化速度相等，汽、液两相共存达到动态平衡的状态。 特点：饱和温度和饱和压力一一对应 水的定压加热汽化过程： 1、二线三区五态 2、相关定义 汽化潜热：饱和水变为饱和蒸汽所需的热量 临界点： 温度ts为374.15℃，压力Ps为22.212MPa 四、水蒸气 水和水蒸气表 四、水蒸气 水和水蒸气焓-熵图 五、气体和蒸汽的流动