工程热力学大总结材料大全

1、实用标准 第一章基本概念 1. 基本概念 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来，这种人为分隔的研究对象，称为热力系 统，简称系统。 边界：分隔系统与外界的分界面，称为边界。 外界：边界以外与系统相互作用的物体，称为外界或环境。 闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统，也称控制质量。 开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统，又称控制体积，简称控制体，其界面称为控制 界面。 绝热系统：系统与外界之间没有热量传递，称为绝热系统。 孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换，称为孤立系统。 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

2、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。 单元系：由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系：由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系：成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系：成分和相在整个系统空间呈非均匀分布，称非均匀系。 热力状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 平衡状态：系统在不受外界影响的条件下，如果宏观热力性质不随时间而变化，系统内外同时建立 了热的和力的平衡，这时系统的状态称为热力平衡状态，简称为平衡状态。 状态参数：描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度（T）、压力（P）、比

3、容（u ） 或密度（p ）、内能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f ）、自由焓（g）等。 基本状态参数：在工质的状态参数中，其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量 出来，称为基本状态参数。 温度：是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量，其物理实质是物质内部大量微观分子热运动 的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律：如两个物体分别和第三个物体处于热平衡，则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力：垂直作用于器壁单位面积上的力，称为压力，也称压强。 相对压力：相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对 压力。 比容：单位质量工质所具有的容积，称为工

4、质的比容。 密度：单位容积的工质所具有的质量，称为工质的密度。 强度性参数：系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少无关，没有可加性，如 温度、压力等。在热力过程中，强度性参数起着推动力作用，称为广义力或势。 广延性参数:整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和，如系统的容积、 文案大全 实用标准 内能、焓、熵等。在热力过程中，广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用，称为广义位移。 准静态过程：过程进行得非常缓慢， 使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平 衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，整个过程可看作是由一系列非

5、常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。 可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，这样的过程称为 可逆过程。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称 容积功。 热量：通过热力系边界所传递的除功之外的能量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热 力循环，简称循环。 2. 常用公式 状态参数： 2 dx = x2 xB） p = B - H（ 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。

6、文案大全 比容: i. “V m m/kg 式中 工质的容积 m工质的质量 2. i V = 1 式中 工质的密度 kg/m3 v 工质的比容m/kg 热力循环: 或二cu =0 , du =0 循环热效率：t旦=虫亚=1 -q qiqiqi 式中qi工质从热源吸热； q2工质向冷源放热； wo循环所作的净功。 制冷系数： 02 Wo q2 qi 2 式中qi 工质向热源放出热量; q2工质从冷源吸取热量； wo循环所作的净功。 供热系数：；2=宝 也一 Wo qi 一q2 式中qi 工质向热源放出热量 q2工质从冷源吸取热量 wo循环所作的净功 3.重要图表 7r :P : +*! -J I

7、 Aiii*Hi -.1 系统:：.1 : 一*| 1: 1 : : *! 忒平 x活塞 图1-1热力系统 假想边界 图1-2边界可变形系统 图1-3开口系统 r 图1-4孤立系统 fi 图1-5 U形压力计测压 IEEE 兀工系统边弹 负压 o 绝对真空 图1-6各压力间的关系 的 图1-14任意循环在 1K (1C)时，物体和外界交换 1K (1C)时，物体和外界交换 1K (1C)时，物体和外界交换 1K (1C)时，物体和外界交换 1K (1C)时，物体和外界交换 1K (1C)时，物体和外界交换 (a)正循环；(b)逆循环 第二章气体的热力性质 1. 基本概念 、不占有体积的质 理想

8、气体：气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力(引力和斥力) 点所构成。 比热：单位物量的物体，温度升高或降低1K (1C)所吸收或放出的热量，称为该物体的比热。 定容比热：在定容情况下，单位物量的物体，温度变化1K (1C)所吸收或放出的热量，称为该 物体的定容比热。 定压比热：在定压情况下，单位物量的物体，温度变化1K (1C)所吸收或放出的热量，称为该 物体的定压比热。 定压质量比热：在定压过程中，单位质量的物体，当其温度变化 的热量，称为该物体的定压质量比热。 定压容积比热：在定压过程中，单位容积的物体，当其温度变化 的热量，称为该物体的定压容积比热。 定压摩尔比热：在定压过程中

9、，单位摩尔的物体，当其温度变化 的热量，称为该物体的定压摩尔比热。 定容质量比热：在定容过程中，单位质量的物体，当其温度变化 的热量，称为该物体的定容质量比热。 定容容积比热：在定容过程中，单位容积的物体，当其温度变化 的热量，称为该物体的定容容积比热。 定容摩尔比热：在定容过程中，单位摩尔的物体，当其温度变化 的热量，称为该物体的定容摩尔比热。 混合气体的分压力：维持混合气体的温度和容积不变时，各组成气体所具有的压力。 道尔顿分压定律：混合气体的总压力 P等于各组成气体分压力 R之和。 混合气体的分容积：维持混合气体的温度和压力不变时，各组成气体所具有的容积。 阿密盖特分容积定律：混合气体的

10、总容积 V等于各组成气体分容积 V之和。 混合气体的质量成分：混合气体中某组元气体的质量与混合气体总质量的比值称为混合气体的质量成分。 混合气体的容积成分：混合气体中某组元气体的容积与混合气体总容积的比值称为混合气体的容 积成分。 混合气体的摩尔成分：混合气体中某组元气体的摩尔数与混合气体总摩尔数的比值称为混合气体 的摩尔成分。 对比参数：各状态参数与临界状态的同名参数的比值。 对比态定律：对于满足同一对比态方程式的各种气体，对比参数pr、Tr和Vr中若有两个相等, 则第三个对比参数就一定相等，物质也就处于对应状态中。 2. 常用公式 理想气体状态方程： 1. pv = RT 式中p绝对压力P

11、a 、3 v 比容m/kg T热力学温度K 适用于1千克理想气体。 2. pV 二mRT 式中V质量为mkg气体所占的容积 适用于m千克理想气体。 3. pVM = R0T T 式中V=M气体的摩尔容积，m/kmol ; R)=MR-通用气体常数，J/kmol K 适用于1千摩尔理想气体。 4. pV =nR)T 式中V nKmol气体所占有的容积，m; n气体的摩尔数，n二空,kmol M 适用于n千摩尔理想气体。 5通用气体常数：R) R0 =8314 J/Kmol K F0与气体性质、状态均无关。 6 .气体常数：R Ro 8314 M J/kg K R与状态无关，仅决定于气体性质。 7

12、PM P2V2 二可 比热： 1 .比热定义式： 、q c 二 dT 表明单位物量的物体升高或降低1K所吸收或放出的热量。其值不仅取决于物质性质，还与 气体热力的过程和所处状态有关。 2 质量比热、容积比热和摩尔比热的换算关系: 22.4 式中c 质量比热，kJ/Kg k c容积比热，kJ/m3 k MC摩尔比热，kJ/Kmol k 3定容比热：cv二垒二叫二卫 dT dT丿v 表明单位物量的气体在定容情况下升高或降低 1K所吸收或放出的热量。 4.定压比热: cP _、qp _ dh dT dT 表明单位物量的气体在定压情况下升高或降低 1K所吸收或放出的热量。 5.梅耶公式: cp -cv

13、 _0R MCp Mcv = MR = Rq 6.比热比： cP cp c p Mc p Cv cv MCv nR -1 道尔顿分压定律 P 二 AP2P3 n Pn = I送 Pi T,V n 阿密盖特分容积定律：V =V1 +V2 +V3 + +Vn = I送Vi _T,P 质量成分：gj二匹 m n gg2 刖gn 八 gi =1 i I 容积成分: r r |r r1 i 4 n 摩尔成分：Xj =巴 n n X =XiX2I 川U Xn 八 Xi =1 i=1 容积成分与摩尔成分关系: 质量成分与容积成分： ni 折合分子量: gi _ mi m niM i Mi Xi一 ri M

14、Mi 二 r 二 M Mi M R ri斤一 i ? _ nM _ gi n z niMi n n my M3 Xi M ri M i n n i =1 iA ri Xi i i gi . g2 一 n z gi Mi M2 Mn i=i Mi M n X n R n z i =0 i A Mi 二 gi R M m m m id 折合气体常数: R R ii Rn MriMi+aM2+HIIII M n J!+Jk+川川+Jk JL R1 R2RiT Rj 分压力的确定 PiP 十 n 混合气体的比热容:C = ga+g2C2 + | |川 VnCn = gici i# 混合气体的容积比热容

15、： n C = ric+r 2c2+II|I rnCn =、 rc i i =i 混合气体的摩尔比热容 ：Me =M gQ -7人皿心 i 4i J 混合气体的热力学能、焓和熵 n U 八rnijUi i丄 n U八Ui 或 i J n S 八 rniiS i A 范德瓦尔(Van der Waals) 方程 v2 T 对于Ikmol实际气体 M b)= R0T pv RT 压缩因子: v z = Vid 对比参数: pV Pr， Vr PcVc 3.重要图表 常用气体在理想状态下的定压摩尔比热与温度的关系 MCp 二 ao a,T a2T2 a3T3(kJ/(kmolLk) 气体 分子式 a

16、。 a103 a2 汉106 a3109 温度范围 (K 最大误差 % 空气 28.106 1.9665 4.8023 -1.9661 2731800 0.72 氢 H 28.10 -1.9159 -4.0038 -0.8704 2731800 1.01 氧 O 25.177 15.2022 -5.0618 1.3117 2731800 1.19 氮 N2 28.907 -1.5713 8.0805 -28.7256 2731800 0.59 一氧化碳 CO 28.260 1.6751 5.3717 -2.2219 2731800 0.89 二氧化碳 CO 22.257 59.8084 -35

17、.0100 7.4693 2731800 0.647 水蒸气 H2O 32.238 1.9234 10.5549 -3.5952 2731800 0.53 乙烯 C2H2 4.1261 155.0213 -81.5455 16.9755 2981500 0.30 丙烯 C3H4 3.7457 234.0107 -115.1278 21.7353 2981500 0.44 甲烷 CH 19.887 50.2416 12.6860 -11.0113 2731500 1.33 乙烷 C2H6 5.413 178.0872 -69.3749 8.7147 2981500 0.70 丙烷 GH8 -4.

18、233 306.264 -158.6316 32.1455 2981500 0.28 几种气体在理想气体状态下的平均定压质量比热容 t( C ) O Nk H2 CO 空气 CO H2O 0 0.915 1.039 14.195 1.040 1.004 0.815 1.859 100 0.923 1.040 14.353 1.042 1.006 0.866 1.873 200 0.935 1.043 14.421 1.046 1.012 0.910 1.894 300 0.950 1.049 14.446 1.054 1.019 0.949 1.919 400 0.965 1.057 14.4

19、77 1.063 1.028 0.983 1.948 500 0.979 1.066 14.509 1.075 1.039 1.013 1.978 600 0.993 1.076 14.542 1.086 1.050 1.040 2.009 700 1.005 1.087 14.587 1.098 1.061 1.064 2.042 800 1.016 1.097 14.641 1.109 1.071 1.085 2.075 900 1.026 1.108 14.706 1.120 1.081 1.104 2.110 1000 1.035 1.118 14.776 1.130 1.091 1.

20、122 2.144 1100 1.043 1.127 14.853 1.140 1.100 1.138 2.177 1200 1.051 1.136 14.934 1.149 1.108 1.153 2.211 1300 1.058 1.145 15.023 1.158 1.117 1.166 2.243 1400 1.065 1.153 15.113 1.166 1.124 1.178 2.274 1500 1.071 1.160 15.202 1.173 1.131 1.189 2.305 1600 1.077 1.167 15.294 1.180 1.138 1.200 2.335 17

21、00 1.083 1.174 15.383 1.187 1.144 1.209 2.363 1800 1.089 1.180 15.472 1.192 1.150 1.218 2.391 1900 1.094 1.186 15.561 1.198 1.156 1.226 2.417 2000 1.099 1.191 15.649 1.203 1.161 1.233 2.442 2100 1.104 1.197 15.736 1.208 1.166 1.241 2.466 2200 1.109 1.201 15.819 1.213 1.171 1.247 2.489 2300 1.114 1.2

22、06 15.902 1.218 1.176 1.253 2.512 2400 1.118 1.210 15.983 1.222 1.180 1.259 2.533 2500 1.123 1.214 16.064 1.226 1.182 1.264 2.554 密度 p( kg/m3) 1.4286 1.2505 0.08999 1.2505 1.2932 1.9648 0.8042 几种气体的临界参数和范德瓦尔常数 物质名称 Tc Pc aM03 b汇103 (K) (MPa 62、 (MPa.m/kmol ) 3 (m/kmol ) He 5.3 0.22901 3.5767 24.05 H

23、2 33.3 1.29702 24.9304 26.68 N2 126.2 3.39456 136.8115 38.63 Q 154.8 5.07663 137.6429 31.68 CQ 304.2 7.38696 365.2920 42.78 NH3 405.5 11.29830 424.3812 37.30 H2O 647.3 22.12970 552.1069 30.39 CH 190.7 4.64091 228.5001 42.69 CO 133.0 3.49589 147.5479 39.53 几种气体的临界压缩因子 物质 He N O CO NH H2O CO CH Zc 0.3

24、00 0.304 0.297 0.292 0.274 0.238 0.230 0.294 0.290 第三章热力学第一定律 1. 基本概念 热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从 一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定，这一自然界普遍规律称为能量守恒与转换定律。 把这一定律应用于伴有热现象的能量和转移过程，即为热力学第一定律。 第一类永动机：不消耗任何能量而能连续不断作功的循环发动机，称为第一类永动机。 热力学能：热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和。 外储存能：也是系统储存能的一部分，取决于系统工质与外力场的相互作用（

25、如重力位能）及以外 界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量（宏观动能）。这两种能量统称为外储存能。 轴功：系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功。 流动功（或推动功）：当工质在流进和流出控制体界面时，后面的流体推开前面的流体而前进，这 样后面的流体对前面的流体必须作推动功。因此，流动功是为维持流体通过控制体界面而传递的机 械功，它是维持流体正常流动所必须传递的能量。 焓：流动工质向流动前方传递的总能量中取决于热力状态的那部分能量。对于流动工质，焓=内能+ 流动功，即焓具有能量意义；对于不流动工质，焓只是一个复合状态参数。 稳态稳流工况：工质以恒定的流量连续不断地进出系统，系统内部及界面上各点

26、工质的状态参数和 宏观运动参数都保持一定，不随时间变化，称稳态稳流工况。 技术功：在热力过程中可被直接利用来作功的能量，称为技术功。 动力机：动力机是利用工质在机器中膨胀获得机械功的设备。 压气机：消耗轴功使气体压缩以升高其压力的设备称为压气机。 节流：流体在管道内流动，遇到突然变窄的断面，由于存在阻力使流体压力降低的现象。 2. 常用公式 外储存能： 1. 宏观动能： 1 2 Ekme 2 2. 重力位能： Ep 二 mgz 式中g 重力加速度。 系统总储存能： 1 . E =U Ek Ep 1 2 或 E =Ume2 mgz 1 2 2. e = ue2 gz 2 3. E=U或 e=u

27、（没有宏观运动，并且高度为零） 热力学能变化： 2 1. du =cvdT , m = cvdT 1 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2. ：u 乞仃2 -TJ 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算） t2t2t1tt 3 . Au = JCvdt = Pvdt JCvdt =Cvm 0-t2 Cvm 0 虫1 t00 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用平均比热计算） 2 4.把 Cv二f T的经验公式代入 ，u二CvdT积分。 1 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用真实比热公式计算） nn 5. U =Ui U2Un 八Ui 八 mu

28、 i -1-1 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和，各组成气体热力学 能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 2 6. ：u = q - pdv 适用于任何工质，可逆过程。 7. .：u =q 适用于任何工质，可逆定容过程 2 8. _u = pdv 适用于任何工质，可逆绝热过程。 9. . ：U =0 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过 程。 10. U 二Q -W 适用于mkg质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程。 11. . ：u =q -w 适用于1kg质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程

29、12. du =、q -pdv 适用于微元，任何工质可逆过程 13. u = :h _pv 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化： 1. H =UpV 适用于m千克工质 2. h =u pv 适用于1千克工质 3. h =u RT = f T 适用于理想气体 2 4 . dh =cpdT , :h = cpdT 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程 5 :h 乂戸佗-T1) 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程，用定值比热计算 t212匕 6. Ah = tpdt = Jcpdt Jcpdt =Cpm 0 tcpm 01 t!00 适用于理想气体的一

30、切热力过程或者实际气体的定压过程用平均比热计算 2 7 把 Cp = f T的经验公式代入.汕=epdT积分。 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程，用真实比热公式计算 nn 8 H 二H1 H2Hn 八 Hi 八 mi i=1i 二 由理想气体组成的混合气体的焓等于各组成气体焓之和, 各组成气体焓又可表示为单位质量 焓与其质量的乘积。 9 热力学第一定律能量方程 / 1 2 ( 1 2 :Q =h2C2gz2、m2ih1C1gz1:m- WSdE, CV 适用于任何工质，任何热力过程。 1 2 10 dh =、q de gdz -、ws 适用于任何工质，稳态稳流热力过程 1

31、1 dh =、qws 适用于任何工质稳态稳流过程，忽略工质动能和位能的变化。 2 12 . ：h 二qvdp 适用于任何工质可逆、稳态稳流过程，忽略工质动能和位能的变化。 2 13 .h - - vdp 1 适用于任何工质可逆、稳态稳流绝热过程， 忽略工质动能和位能的变化。 14 Lh =q 适用于任何工质可逆、稳态稳流定压过程, 忽略工质动能和位能的变化。 熵的变化 15 .:h =0 适用于任何工质等焓或理想气体等温过程。 1 -S = 适用于任何气体，可逆过程。 -Sf为熵流，其值可正、可负或为零; Sg为熵产，其值恒大于或等于零。 3 :s = Cvln T2 Ti （理想气体、可逆定

32、容过程） 4 =cp In * （理想气体、可逆定压过程） 5 .$=RIn二Rln匕（理想气体、可逆定温过程） ViP2 6 . Us =0 （定熵过程） S =cvln Rln 土 TiVi =cp InT2 -Rln Ti Pi v2 Pi 二 cp Incv ln Vi 适用于理想气体、任何过程 功量 膨胀功（容积功）： 2 1 . :w = pdv 或 w = pdv 适用于任何工质、可逆过程 2 . w =0 适用于任何工质、可逆定容过程 3 . w = p v2 _v（ 适用于任何工质、可逆定压过程 ,v2 4 . w = RT In Vi 适用于理想气体、可逆定温过程 5 .

33、w =q =u 适用于任何系统，任何工质，任何过程。 6 . w =q 适用于理想气体定温过程。 7 . w = - u 适用于任何气体绝热过程。 2 8 . w 二一 CvdT i 适用于理想气体、绝热过程 9 . W -：u 1 PlVi P2V2 k1 1 =mRTT2 适用于理想气体、可逆绝热过程 io. 适用于理想气体、可逆多变过程 流动功： Wf 二 p2v2 - p1v1 推动ikg工质进、出控制体所必须的功。 技术功： 1 2 1 . wtc g-z ws 热力过程中可被直接利用来作功的能量，统称为技术功。 2 .、wt =- dc2 gdz ws 2 适用于稳态稳流、微元热力

34、过程 3 .wt 二 wp1v1 - p2v2 技术功等于膨胀功与流动功的代数和。 4 .旳-vdp 适用于稳态稳流、 微元可逆热力过程 适用于稳态稳流、 可逆过程 热量： 适用于任何工质、 微元可逆过程。 实用标准 2 2 q = Tds 1 适用于任何工质、可逆过程 3 Q = .U W 适用于mkg质量任何工质，开口、闭口，可逆、不可逆过程 4 q = . u w 适用于1kg质量任何工质，开口、闭口，可逆、不可逆过程 5 、q =du pdv 适用于微元，任何工质可逆过程。 2 6 q = . u pdv 适用于任何工质可逆过程。 h11C12 gZ1 口、WS dECV 适用于任何工

35、质，任何系统，任何过程。 1 2 8 、q =dhdc2 gdz、ws 适用于微元稳态稳流过程 9 q = .:h wt 适用于稳态稳流过程 10 q = u 适用于任何工质定容过程 11 q 二 5 T2 适用于理想气体定容过程。 12 q = . ：h 适用于任何工质定压过程 13 q =cp T2-T1 适用于理想气体、定压过程 14 q=0 适用于任何工质、绝热过程 15 qT2 -T1 n 胡 n -1 适用于理想气体、多变过程 文案大全 实用标准 文案大全 3.重要图表 图3- 1轴功 图3-2流动功 I系统I 图3-3闭口系统的能量转换 i /控制体界面 _21 1 Mi -I

36、/ 幷口系统t控制体1 施淮血 图3-5开口系统 第四章理想气体的热力过程及气体压缩 1. 基本概念 分析热力过程的一般步骤：1.依据热力过程特性建立过程方程式，p=f(v)； 2.确定初、终状态的基本状态参数； 3将过程线表示在 p-v图及T s图上,使过程直观，便于分析讨论。 4.计算过程中传递的热量和功量。 绝热过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行的状态变化过程，即、：q = 0或q = 0称为绝热过程。 定熵过程：系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程，称为定熵过程。 多变过程：凡过程方程为 pvn =常数的过程，称为多变过程。 定容过程：定量工质容积保持不变时的热力过程

37、称为定容过程。 定压过程：定量工质压力保持不变时的热力过程称为定压过程。 定温过程：定量工质温度保持不变时的热力过程称为定温过程。 单级活塞式压气机工作原理：吸气过程、压缩过程、排气过程，活塞每往返一次，完成以上三个过程。 活塞式压气机的容积效率 ：活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比，称为容积效率。 活塞式压气机的余隙：为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞，在汽缸端盖与活塞行程 终点间留有一定的余隙，称为余隙容积，简称余隙。 最佳增压比：使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时，各级的增压比称为最佳增压比。 压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩过程中压气机所消耗的功与实际

38、不可逆压缩过 程中压气机所消耗的功之比，称为压气机的效率。 热机循环：若循环的结果是工质将外界的热能在一定条件下连续不断地转变为机械能，则此循环称为热 机循环。 2. 常用公式 气体主要热力过程的基本公式 过程 定容过程 定压过程 定温过程 定熵过程 多变过程 过程指数n OO 0 i K n 过程方程 v=常数 p=常数 pv=常数 p/=常数 pV n =常数 P、v、T关系 T2 _ p2 TiPi T2 _ V2 TiVi Pi% =p2V2 pv Ssur 环境熵变; S 某子系统熵变。 开口系统熵方程： Sso 二冶sysLSsur - m2S2 miSi 式中：ms2工质流出系统

39、的熵; msi工质流入系统的熵。 不可逆作功能力损失: -W =To =S|so 式中：To 环境温度; Sso孤立系统熵增。 3. 重要图表 图5-4卡诺循环的p-v图和T-S图 si 图5-4逆卡诺循环的p-v图和T-S图 円定爛线 图5-7任意可逆循环 图5-7熵变、熵流与熵产 第六章热力学微分关系式 1 .基本概念 自由能：F =U TS, F称为自由能，或称亥姆霍兹（Helmholtz ）函数。 自由焓：令G = H TS, G称为自由焓，或称吉布斯（Gibbs ）函数。 2.重要公式 热力学能的基本关系式: 、Q =dU 、W =dU pdV dU 二TdS - pdV 焓的基本关

40、系式: dH =dU pdV Vdp dH 二 TdS Vdp 自由能基本关系式: dF 二一SdT - pdV 自由焓的基本关系式: dG - -SdT VdP 麦克斯韦关系式: （护 :V；S ；:p = （W）p （耳1 （肖v .S ；S ；:V 笃）tF ;:T -丄（宀T v p 式中 :-压力温度系数; （-）v物质在定容下压力随温度的变化率; .:T 热系数: p （ ；: T ） v 丄（弓）p v -容积膨胀系数，或称热膨胀系数; v （二）p 物质在定压下比体积随温度的变化率; 汀 J 定温压缩系数，或简称压缩系数; （二物质在定温下比体积随压力的变化率，表示物质在定温条

41、件下受压后的压缩性。 A 个偏导数为负值，加负号后,.1仍为正值。 熵方程: ds 二 WdT （空）vdv T刃 dsdT T _v -（一）Pdp Co汀 C ;:TCp 汀 心篇）vdP U）pdV 焓方程: dh 二 CpdT vT（专）pdp 热力学能的微分方程式: 热量的微分方程式: U2 -Ui ）v - pdv 、q=Tds=cvdT T p）vdv cT 、q =Tds =cpdT -Tv）pdp cT 上述两式适用于任意物质的任何可逆过程。 比热容与状态方程式的关系: “a02 1；cv；一 p 7（-）厂（p）v T :v汀 ）T = 一（ ；：2v 订2） .p2 c2

42、v G2V（）pdp 比定压热容与比定容热容的关系 色2 （屮磴） Cp5吟 克拉贝龙方程 克劳修斯-克拉贝龙方程 1 dps _ d（ln ps） _ r 2 Ps dTsdTsRTs 第七章水蒸气 1 .基本概念 未饱和水：水温低于饱和温度的水称为未饱和水（也称过冷水） 饱和水：当水温达到压力 P所对应的饱和温度ts时，水将开始沸腾，这时的水称为饱和水。 湿饱和蒸汽：把预热到ts的饱和水继续加热， 饱和水开始沸腾，在定温下产生蒸汽而形成饱和液体 和饱和蒸汽的混合物，这种混合物称为湿饱和蒸汽，简称湿蒸汽。 干饱和蒸汽：湿蒸汽的体积随着蒸汽的不断产生而逐渐加大，直至水全部变为蒸汽，这时的蒸汽称

43、 为干饱和蒸汽（即不含饱和水的饱和蒸汽）。 2.常用公式 干度： 干侖湿蒸汽中含干蒸汽的质量 干度X二 湿蒸汽的总质量 湿蒸汽的参数： Vx = XV (1 _ x)v = v x(v -v ) Vx : XV (当p不太大，X不太小时) hx 二 xh (1x)h = hx(hAh )二 h xr .r sx 二 xs (1 _ x)s 二 s x(s _ s) = S X - Ts Ux = hx - pvx 过热蒸汽的焓： h = hCpm(t ts) 其中Cpm（t -ts）是过热热量， t为过热蒸汽的温度，Cpm为过热蒸汽由t到ts的平均比定压热容。 过热蒸汽的热力学能： u = h

44、 _ pv 过热蒸汽的熵： S=SCp= s- Cpm In TsTsTTsTs 水蒸气定压过程： q = h = h2 -hj -u = h2 - h - p(V2 - w ) w = q _ u 或 w = p(v2 _ v-i) p wt - - vdp 二 0 p ” rT dT” rT s 二 sCpsCpm In Ts Ts p TTsp Ts 水蒸气定容过程： v w = pdv = 0 v q 二.：u .:u = h? - hi - v( P2 - Pi) p Wt _ _vdp = V( _ p2) Pi 水蒸气定温过程： q 寸$ -sj w = q ；.u wt 二 q

45、 ；.h - h2 - hi - (p2 v- pwi) 水蒸气绝热过程： q = 0 w = - u wt _ - h u = h2 - h -( p2v2 - p1v1) 上O側料 (ff) .Kill h 170 oo 眾蒸汽千饱和萍汽过热歩汽 ()W)(r) 图7-4水蒸气定压发生过程示意图 图7-5水蒸气的p-v图 图7-7水蒸气的T-S图 n k.l 人 hpK ?| 图7-8水蒸气的h-s图 图7-9水蒸气的定压过程 图7-11水蒸气的定温过程 图7-12水蒸气的定熵过程 图7-13水蒸气的不可逆绝热过程 图 7-14 例 7-3 第八章湿空气 1.基本概念 湿空气：干空气和水蒸

46、气所组成的混合气体。 饱和空气：干空气和饱和水蒸气所组成的混合气体。 未饱和空气：干空气和过热水蒸气所组成的混合气体。 绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量。 饱和绝对湿度：在一定温度下饱和空气的绝对湿度达到最大值，称为饱和绝对湿度 相对湿度：湿空气的绝对湿度6与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度6的比值 含湿量（比湿度）：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量 饱和度：湿空气的含湿量d与同温下饱和空气的含湿量ds的比值 湿空气的比体积：在一定温度T和总压力p下，1kg干空气和0.001 d水蒸气所占有的体积湿空气的焓: 1kg干空气的焓和0.001 dkg水蒸气的焓的总和 2.

47、常用公式 湿空气的总压力p : P = Pa * Pv 湿空气的平均分子量: M arvMv 湿空气的气体常数 绝对湿度: 饱和绝对湿度 6: 相对湿度： Pa Ma Pv B Mv Ma Pv B (Ma - Mv)二 28.97 - (28.97 - 18.02)R B c 83148314 R一 M 28.97-10.95丛 B 287 1 -0.378-Pv B sRvT =mL V Pv RvT t下，值小，表示空气干燥, 相对湿度反映了湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。在某温度 具有较大的吸湿能力；值大，表示空气潮湿，吸湿能力小。当=0时为干空气，=1时则为饱和 空气。未饱和空气的

48、相对湿度在 0到1之间（0 .；：；.；： 1）。应用理想气体状态方程，相对湿度又可表示 为 护PvPv PsPs 含湿量（或称比湿度 )d :d = mv = v maPa Ps d =622 (g/kg(a) B -% 622 Pv 饱和度D: D = dB 一 pv =B - ps ds6psB - Pv B - Ps 饱和度D略小于相对湿度:，即CK，如p 一 pv p - Ps，贝U D -:。 V3 湿空气比体积： vva(m /kg(a) ma v = V = RT (V Rv 0.001d) maPRa R I T RT(1 0.001606d) m3/kg(a) P 湿空气的

49、焓：h =ha 0.001dhv (kJ/kg(a) h =1.01t0.001 d (25011.85t) (kJ/kg(a) 3. 重要图表 干空气的组成表 成分 分子量 容积成分（摩尔成分） 组成气体的部分分子量 。2 32.000 0.2095 6.704 N2 28.016 0.7809 21.878 Ar 39.944 0.0093 0.371 CO2 44.01 0.0003 0.013 1.000 28.966 图83干、湿球温度计 7i 99 6K 图8- 4湿空气的h-d图 迫 图8 6露点在h-d图上的表示 图85 h -d图四个区域的特征 图89湿空气的加热 图8 12

50、定温加湿过程 状墓1: 匸 -3 e 图8 11湿空气的绝热加湿过程 实用标准 图8 13湿空气的混合过程 空汽出n 图8 14冷却塔示意图 第九章 气体和蒸汽的流动 1 .基本概念 稳态稳流：稳态稳流是指开口系统内每一点的热力学和力学参数都不随时间而变化的流动，但在系 统内不同点上，参数值可以不同。为了简化起见，可认为管道内垂直于轴向的任一截面上的各种参数都 均匀一致，流体参数只沿管道轴向或流动方向发生变化。 定熵滞止参数：将具有一定速度的流体在定熵条件下扩压，使其流速降低为零，这时气体的参数称 为定熵滞止参数。 减缩喷管：当进入喷管的气体是 M 1的超音速气流时，这种沿气流方向喷管截面积逐

51、渐扩大的喷 管称为渐扩喷管。 2 文案大全 df 0 缩放喷管：如需要将M 1的超音速气流，则喷管截面积应由 逐渐转变为df 0，即喷管截面积应由逐渐缩小转变为逐渐扩大，这种喷管称为渐缩渐扩喷管，或简 称缩放喷管，也称拉伐尔（Laval ）喷管。 节流：节流过程是指流体（液体、气体）在管道中流经阀门、孔板或多孔堵塞物等设备时，由于局 部阻力，使流体压力降低的一种特殊流动过程。这些阀门、孔板或多孔堵塞物称为节流元件。若节流过 程中流体与外界没有热量交换，称为绝热节流，常常简称为节流。在热力设备中，压力调节、流量调节 或测量流量以及获得低温流体等领域经常利用节流过程，而且由于流体与节流元件换热极少

52、，可以认为 是绝热节流。 冷效应区：在转回曲线与温度纵轴围成的区域内所有等焓线上的点恒有0,发生在这个区域内 的绝热节流过程总是使流体温度降低，称为冷效应区。 热效应区：在转回曲线之外所有等焓线上的点，其J 1,称为超音速。 气体流速变化与状态参数间的关系： cdc 二-vdp 在管道内作定熵流动时，dc与dp的符号相反；即气流速度增加（dc - 0），必导致气体的压力下降 （dp ：0）,这就是喷管中的气体流动特性；而气体速度下降（dc ： 0）,将导致气体的压力升高（dp - 0）, 这是扩压管中的气体流动特性。 管道截面变化的规律： 理想气体的当地音速: 3.重要图表 acRTc 实用标

53、准 文案大全 图9-1喷管中个参数沿轴向变化的示意图 图9-2定熵滞止过程 图9-3质量流量随压力比的变化 fl2 图9-4 水蒸气h-s图上的定熵过程 图9-8定熵过程与实际的绝热过程 J 图9-10绝热节流前后参数变化 图9-11气体绝热节流过程 图9-12水蒸气绝热节流过程 珀1.專 严一 #10 q A且q也曲 q 沖，d k 0 fl一-耿屋 fl! 图9-13焦耳一汤姆逊绝热节流试验装置 图9-14绝热节流的p图 表9-1 喷管和扩压管流速变化与截面变化的关系 第十章动力循环 1 .基本概念 热机：将热能转化为机械能的设备叫做热力原动机，简称热机。 动力循环：热机的工作循环称为动力

54、循环。根据热机所用工质的不同，动力循环可分为蒸汽动力循 环和燃气动力循环两大类。 奥托循环： 定容加热理想循环是汽油机实际工作循环的理想化，又称为奥托循环。 狄塞尔（Diesel ）循环：定压加热理想循环是柴油机实际工作循环的理想化。 燃气轮机：燃气轮机装置是一种以空气和燃气为工质、旋转式的热力发动机。燃气轮机装置主要由 三部分组成，即燃气轮机、压气机和燃烧室。 2.常用公式 朗肯循环的热效率 _ 收获 = WoWs.t Ws.pqi q2 t 消耗 q1q-iq-i 二(hl - h3 ) -(h2- h3) h3 = h3，于是可简化为 hi - h3 常水泵消耗轴功与汽轮机作功量相比甚小

55、，可忽略不计，因此 _ hi h2 t _ hi - h3 二级回热循环热效率 n t hi - h61 - ai馆- h8 i 亠 H - ai -鬼h8 - g hi h7 式中h1、 h2汽轮机入口蒸气与乏汽的焓 h6、 h8第一、第二次抽汽的焓; h7、 h9第一、第二次抽汽压力下饱和水的焓; h3乏汽压力下凝结水的焓。 再热循环热效率： hih3 ly -h?-也 0 - h3hr- h6 n - h6hi - h? h, -h3hi _h6 定容加热循环热效率: t,v V-卜A1-二 Vi T1 式中，；二也称为压缩比, 是个大于 1的数, 表示工质在燃烧前被压缩的程度。 定压加

56、热循环热效率: t.p 混合加热循环热效率: 1化P_1 t，C 1 八，_1 亠心.1 燃气轮机的理想循环热效率: I ； H) 3. 重要图表 图10-1朗肯循环 图10-3提高初压的T-s图 图10-2平均吸热温度 Fl P P2 图10-5降低放热温度的T-s图 图10-4提高初温的T-s图 挣却水 图10-6极限回热循环 3 皓水录 一号回热體 号回热器 汽轮札 发咆机 水泉3 駐汽轟 冷却朮 图10-7抽汽回热循环 图10-8再热循环 (訂)() 图10-9背压式热电循环 冋块器 WWW 图10-16两级压缩、膨胀、回热燃气轮机循环装置及其TS图 第十一章制冷循环 1 .基本概念

57、制冷：对物体进行冷却，使其温度低于周围环境的温度，并维持这个低温称为。 空气压缩式制冷： 将常温下较高压力的空气进行绝热膨胀，获得低温低压的空气。 蒸汽喷射制冷循环：用引射器代替压缩机来压缩制冷剂，以消耗蒸汽的热能作为补偿来实现制冷的目的。 蒸汽喷射制冷装置：由锅炉、引射器（或喷射器）、冷凝器、节流阀、蒸发器和水泵等组成。 吸收式制冷： 利用制冷剂液体气化吸热实现制冷，它是直接利用热能驱动，以消耗热能为补偿将热量从低温物体转移 到环境中去。吸收式制冷采用的工质是两种沸点相差较大的物质组成的二元溶液，其中沸点低的物质为 制冷剂，沸点高的物质为吸收剂。 热泵：是一种能源提升装置， 以消耗一部分高位

58、能（机械能、电能或高温热能等）为补偿，通过热力循环， 把环境介质（水、空气、土壤）中贮存的不能直接利用的低位能量转换为可以利用的高位能。 影响制冷系数的主要因素：降低制冷剂的冷凝温度（即热源温度）和提高蒸发温度（冷源温度），都可使 制冷系数增高。 2.常用公式 制冷系数： 空气压缩式制冷系数 或 收获 q2 消耗 w0 1 1 Pl T1 T2 -T1 卡诺循环的制冷系数 3. 重要图表 图11-1空气压缩式制冷循环 图11-2空气回热压缩制冷循环 图11-13热泵示意图 热环境门 Z 何何 图11-14使用相同制冷剂的两级串联制冷系统 II 冷擬器一 压临 髙压 斥气机 图11-15带有闪蒸

59、室的两级压缩制冷系统 图11-16单级压缩机对一冷藏室一冷冻室的系统图和T-s 补充新P 压缩机守r!1/三 s = 3厂山8 - 换热器十 * 节流阀上 I和 I I 分髙器一卜 Lzqzz 液态气体 图11-17林德汉普森液化系统 第十二章化学热力学基础 1 .基本概念 系统：对具有化学反应的热力系统而言，此时的系统是指参与化学反应物质的总和，在化学热力学 中也称为物系。 理论空气量：保证可燃成分完全燃烧所需的最小空气量。 过量空气系数：实际空气量 m与理论空气量 m的比，称为过量空气系数（或称空气过剩系数），用 符号a表示。 空气燃料比：燃烧或气化时空气量与燃料量的比值称为空气燃料比（或称空燃比），用AF表示。 燃料空气比：将燃料量与空气量的比值称为燃料空气比（或称燃空比），用FA表示。 反应热：反应热是指化学反应过程中系统与外界交换的热量。 反应热效应：在反应过程中，系统不做有用功，生成物的温度与反应物的温度相等时系统所吸收或 放出的热量，称为反应热效应，或简称热效应。 标准反应热效应：当系统在标准状态下进行定温化学反应，或反应前后系统的生成物与反应物的温 度均为298K,又不产生有用功，则此时的反应热称为标准反应热效应，又简称标准热效应。 热料的热值：燃料在完全燃烧过程中所能释放出的热能称为燃料的热值