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工程热力学复习重点2012

工程热力学复习重点

绪论

[1]

[2]

[3]理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究基本概念及定义

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:

1．2

1dxx2x1

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．dx=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。

F；p式中：F—整个容器壁受到的力，单位为牛顿（N）ff—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。

pBpg（Pgt;B）

pBH（Plt;B）

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。

vV

mm3/kg

关系：v1

式中：—工质的密度kg/m3，v—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，如令过程逆行而使系统与外界同时恢复到初始状态，

而不留下任何痕迹，则此过程称为可逆过程。

实现可逆过程的条件：

过程无势差(传热无温差，作功无力差)

过程无耗散效应。

三、可逆过程的膨胀功(容积功)

系统容积发生变化而通过界面向外传递的机械功。

2

vJ/kgwpd

1

规定:系统对外做功为正，外界对系统作功为负。

问题：比较不可逆过程的膨胀功与可逆过程膨胀功

四、可逆过程的热量:

系统与外界之间依靠温差传递的能量称为热量。

2

可逆过程传热量：qTdsqJ/kg

1

规定:系统吸热为正，放热为负。

1．4热力循环:

定义：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后由回复到初态的过程。,

一、正循环

正循环中的热转换功的经济性指标用循环热效率：

tw0q1q2q12

q1q1q1

式中q1—工质从热源吸热