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文檔簡介
1、-/第一章基本概念1.基本概念熱力系統(tǒng):用界面將所要研究的對象與周圍環(huán)境分隔開來,這種人為分隔的 研究對象,稱為熱力系統(tǒng),簡稱系統(tǒng)。邊界:分隔系統(tǒng)與外界的分界面,稱為邊界。外界:邊界以外與系統(tǒng)相互作用的物體,稱為外界或環(huán)境。閉口系統(tǒng):沒有物質(zhì)穿過邊界的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng)。開口系統(tǒng):有物質(zhì)流穿過邊界的系統(tǒng)稱為開口系統(tǒng)。絕熱系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間沒有熱量傳遞,稱為絕熱系統(tǒng)。孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換,稱為孤立系統(tǒng)。熱力狀態(tài):系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況,稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài),簡稱為狀態(tài)。平衡狀態(tài):系統(tǒng)在不受外界影響的條件下,如果宏觀熱力性質(zhì)不隨時間而變化,系統(tǒng)內(nèi)外同時
2、建立了熱的和力的平衡,這時系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀 態(tài),簡稱為平衡狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù):描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。如溫度(T)、壓力(P)、比容(U)或密度(P )、內(nèi)能(u)、焓(h)、熵(S)、自由能(f)、自由焓(g)等。基本狀態(tài)參數(shù):在工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)中,其中溫度、壓力、比容或密度可以直 接或間接地用儀表測量出來,稱為基本狀態(tài)參數(shù)。溫度:是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量,其物理實質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)T=273+t。部大量微觀分子熱運動的強弱程度的宏觀反映。注:熱力學溫標和攝氏溫標,熱力學第零定律:如兩個物體分別和第三個物體處于熱平衡,則它們彼此之間也必然處于熱平衡。壓力:垂
3、直作用于器壁單位面積上的力,稱為壓力,也稱壓強。相對壓力:相對于大氣環(huán)境所測得的壓力。如工程上常用測壓儀表測定系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力即為相對壓力。注:課本中如無特殊說明,則所說壓力即為絕對壓力。比容:單位質(zhì)量工質(zhì)所具有的容積,稱為工質(zhì)的比容。密度:單位容積的工質(zhì)所具有的質(zhì)量,稱為工質(zhì)的密度。強度性參數(shù):系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值與整個系統(tǒng)的參數(shù)值相同,與質(zhì)量多少無關(guān),沒有可加性,如溫度、壓力等。在熱力過程中,強度性參數(shù)起著推動力作用,稱為廣義力或勢。廣延性參數(shù):整個系統(tǒng)的某廣延性參數(shù)值等于系統(tǒng)中各單元體該廣延性參數(shù)值之和,如系統(tǒng)的容積、內(nèi)能、焓、熵等。在熱力過程中,廣延性參數(shù)的變 化起著類似力學中位移的作
4、用,稱為廣義位移。準靜態(tài)過程:過程進行得非常緩慢,使過程中系統(tǒng)內(nèi)部被破壞了的平衡有足 夠的時間恢復到新的平衡態(tài),從而使過程的每一瞬間系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)都非常接近平衡狀態(tài),整個過程可看作是由一系列非常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成,并稱之為準靜態(tài)過程。可逆過程:當系統(tǒng)進行正、反兩個過程后,系統(tǒng)與外界均能完全回復到初始狀態(tài),這樣的過程稱為可逆過程。膨脹功:由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化(增大或縮小)而通過界面向外界傳遞的機械功稱為膨脹功,也稱容積功。熱量:通過熱力系邊界所傳遞的除功之外的能量。熱力循環(huán):工質(zhì)從某一初態(tài)開始,經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化,最后又回復到初始狀態(tài)的全部過程稱為熱力循環(huán),簡稱循環(huán)。2.常用公式溫度:273
5、 t式中2.Pg(PB)(PvB)式中B當?shù)卮髿鈮毫g高于當?shù)卮髿鈮毫r的相對壓力,稱表壓力;低于當?shù)卮髿鈮毫r的相對壓力,稱為真空值。比容:1.V m 式中V工質(zhì)的容積m工質(zhì)的質(zhì)量2.式中工質(zhì)的密度kg/ m3熱力循環(huán):v工質(zhì)的比容0 , * du循環(huán)熱效率:Wotqiqiq2 1qiq2qi式中qi工質(zhì)從熱源吸熱;q2工質(zhì)向冷源放熱;W0循環(huán)所作的凈功。制冷系數(shù):q2Woqiq2q2式中qi工質(zhì)向熱源放出熱量;q2工質(zhì)從冷源吸取熱量;W0循環(huán)所作的凈功。供熱系數(shù):qiWoqiqiq2式中qi工質(zhì)向熱源放出熱量3.重要圖表q2工質(zhì)從冷源吸取熱量W0循環(huán)所作的凈功E =.1”活塞:系統(tǒng)二:1
6、- 11 : T :: .-; 1水平邊界氣缸、圖1-1熱力系統(tǒng)控制界面圖1-3開口系統(tǒng)真空氣缸II 系L-:/ 統(tǒng).假想邊界圖1-2邊界可變形系統(tǒng)二屈孤立系統(tǒng)邊界 外界圖1-4孤立系統(tǒng)例題:正圧大氣壓力“絕對H空圖1-6各壓力間的關(guān)系負壓何P V圖上的表示圖1-14任意循環(huán)在(a)正循環(huán);(b)逆循環(huán)1、把熱量轉(zhuǎn)化為功的媒介稱為()A、功源B、熱源C、質(zhì)源D、工質(zhì)2、()與外界肯定沒有熱量交換但可能有質(zhì)量交換A、絕熱系統(tǒng)B、孤立系統(tǒng)C、閉口系統(tǒng)D、開口系統(tǒng)3、從大氣壓力算起的壓力為(A、表壓力B、絕對壓力C、真空度D、標準壓力4、強度性參數(shù)與系統(tǒng)的質(zhì)量(),()可加性A、有關(guān)/不具有B、無關(guān)
7、/不具有C、有關(guān)/具有D、無關(guān)/具有-/5、在工質(zhì)熱力狀態(tài)參數(shù)中,屬于基本狀態(tài)參數(shù)是()A、壓力B、內(nèi)能C、焓D、熵7.6工質(zhì)經(jīng)過一個循環(huán),又回到初態(tài),其焓值()A、增加B、減少C、不變D、變化不定7、系統(tǒng)進行一個過程后,如能使()沿著與原過程相反的方向恢復初態(tài)則這樣的過程為可逆過程A、系統(tǒng)B、外界C、系統(tǒng)和外界D、系統(tǒng)或外界第二章氣體的熱力性質(zhì)1.基本概念理想氣體:氣體分子是由一些彈性的、忽略分子之間相互作用力(引力和斥力)、不占有體積的質(zhì)點所構(gòu)成。比熱:單位物量的物體,溫度升高或降低 1K (C)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的比熱。定容比熱:在定容情況下,單位物量的物體,溫度變化 1K
8、(1C)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的定容比熱。定壓比熱:在定壓情況下,單位物量的物體,溫度變化 1K (1C)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的定壓比熱?;旌蠚怏w的分壓力:維持混合氣體的溫度和容積不變時,各組成氣體所具有的壓力。道爾頓分壓定律:混合氣體的總壓力P等于各組成氣體分壓力Pi之和?;旌蠚怏w的分容積維持混合氣體的溫度和壓力不變時,各組成氣體所具有的容積。阿密蓋特分容積定律:混合氣體的總?cè)莘eV等于各組成氣體分容積Vi之和?;旌蠚怏w的質(zhì)量成分:混合氣體中某組元氣體的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為混合氣體的質(zhì)量成分?;旌蠚怏w的容積成分:混合氣體中某組元氣體的容積與混合氣體總?cè)莘e的比值稱為混
9、合氣體的容積成分?;旌蠚怏w的摩爾成分:混合氣體中某組元氣體的摩爾數(shù)與混合氣體總摩爾數(shù)的比值稱為混合氣體的摩爾成分。2.常用公式理想氣體狀態(tài)方程:1.pv RT式中p絕對壓力Pav 比容m3/kgT熱力學溫度適用于1千克理想氣體。2.pV mRT式中V 質(zhì)量為mkg氣體所占的容積適用于m千克理想氣體。3.pV MR0T式中Vm=Mv氣體的摩爾容積,m3/kmol ;Ro=MR 通用氣體常數(shù),J/kmol K適用于1千摩爾理想氣體。4.pV nR0T式中V nKmol氣體所占有的容積,m3;n氣體的摩爾數(shù),n M,kmol適用于n千摩爾理想氣體。5.通用氣體常數(shù):R0R08314 J/Kmol K
10、Ro與氣體性質(zhì)、狀態(tài)均無關(guān)。6 .氣體常數(shù):RRo8314R MT 廿J/a KR與狀態(tài)無關(guān),僅決定于氣體性質(zhì)。TT2比熱:1. 比熱定義式:C df表明單位物量的物體升高或降低1K所吸收或放出的熱量。其值不僅取決于物質(zhì)性質(zhì),還與氣體熱力的過程和所處狀態(tài)有關(guān)。2.質(zhì)量比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關(guān)系:C竺 Co22.40Me摩爾比熱,kJ/Kmol k3.定容比熱:Cv dTdUvudT亍 v表明單位物量的氣體在定容情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱量。4. 定壓比熱:CP善笄表明單位物量的氣體在定壓情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱量。5.梅耶公式:e PevRMCp MCv MR R
11、06.比熱比:Cp CPCvCvMCpMCv式中C質(zhì)量比熱,kJ/Kg kC容積比熱,kJ/m3 kRCv1nRCP r道爾頓分壓定律:PPl P2P3nPnPii 1T,V-/C、與壓力和溫度都無關(guān)D、與壓力有關(guān)而與溫度無關(guān)阿密蓋特分容積定律:V V v2V3nVnVii 1T,P質(zhì)量成分:gigig2 Lgngi 1容積成分:r1r2rnri摩爾成分:X1X2XnnXii 1容積成分與摩爾成分關(guān)系:ri質(zhì)量成分與容積成分:giniM inMMiXi1MriMi分壓力的確定Pi例題:Pigi ri罟MVi-P riPgigpi1、氣體的定容比熱較定壓比熱(A、大一些B、大很多C、小r2、理想
12、氣體的比熱()A、與壓力和溫度有關(guān)D、相等B、與壓力無關(guān)而與溫度有關(guān)-/第三章熱力學第一定律1.基本概念 熱力學第一定律:能量既不能被創(chuàng)造,也不能被消滅,它只能從一種形式轉(zhuǎn) 換成另一種形式,或從一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個系統(tǒng),而其總量保持恒定,這自然界普遍規(guī)律稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。把這一定律應(yīng)用于伴有熱現(xiàn)象 的能量和轉(zhuǎn)移過程,即為熱力學第一定律。第一類永動機:不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機,稱為第一 類永動機。熱力學能:熱力系處于宏觀靜止狀態(tài)時系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所具有的能量之 和。(狀態(tài)量) 外儲存能:也是系統(tǒng)儲存能的一部分,取決于系統(tǒng)工質(zhì)與外力場的相互作用(如重力位能)及以外界為參考
13、坐標的系統(tǒng)宏觀運動所具有的能量(宏觀動 能)。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲存能。軸功Ws:系統(tǒng)通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。(過程量) 流動功(或推動功) Wf :當工質(zhì)在流進和流出控制體界面時,后面的流體 推開前面的流體而前進,這樣后面的流體對前面的流體必須作推動功。因此,流動功是為維持流體通過控制體界面而傳遞的機械功,它是維持流體正常流動所必須傳遞的能量。(狀態(tài)量) 焓:流動工質(zhì)向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分能量。對 于流動工質(zhì),焓=內(nèi)能+流動功,即焓具有能量意義;對于不流動工質(zhì),焓只 是一個復合狀態(tài)參數(shù)。H=u+pv 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況:工質(zhì)以恒定的流量連續(xù)不斷地進出系統(tǒng),系統(tǒng)
14、內(nèi)部及界面上 各點工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運動參數(shù)都保持一定,不隨時間變化,稱穩(wěn)態(tài)穩(wěn) 流工況。技術(shù)功wt:在熱力過程中可被直接利用來作功的能量,稱為技術(shù)功。(過程量) 動力機:動力機是利用工質(zhì)在機器中膨脹獲得機械功的設(shè)備。壓氣機:消耗軸功使氣體壓縮以升咼其壓力的設(shè)備稱為壓氣機。節(jié)流:流體在管道內(nèi)流動,遇到突然變窄的斷面,由于存在阻力使流體壓力-/降低的現(xiàn)象。2.常用公式外儲存能:1.宏觀動能:Ek1mc222.重力位能:Epmgz式中g(shù)重力加速度。系統(tǒng)總儲存能:1. EEkEp2.1 2 mc 21 2 -c2mgzgz3.e u (沒有宏觀運動,并且高度為零)熱力學能變化:2CvdT1適用于理想
15、氣體一切過程或者實際氣體定容過程1 . duCvdT , u2. uCv(T2Ti)適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程 (用定值比熱計算)t2t2t13. uCvdtCvdt Cvdtt100cvm 0 t2Cvm 0 t1適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程 (用平均比熱計算)24 .把cv f T的經(jīng)驗公式代入 U cvdT積分。1適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程(用真實比熱公式計算)5. U 5 U2nnUn Ui mui 1i 1由理想氣體組成的混合氣體的熱力學能等于各組成氣體熱力學能之和,各組成氣體熱力學能又可表示為單位質(zhì)量熱力學能與其質(zhì)量的乘積。26.u q
16、 pdv1適用于任何工質(zhì),可逆過程。7.適用于任何工質(zhì),可逆定容過程28.u pdv1適用于任何工質(zhì),可逆絕熱過程。9.適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)絕熱、對外不作功的熱力過程等熱力學 能或理想氣體定溫過程。10. U Q W適用于mkg質(zhì)量工質(zhì),開口、閉口,任何工質(zhì),可逆、不可逆過程。11. u q w適用于1kg質(zhì)量工質(zhì),開口、閉口,任何工質(zhì),可逆、不可逆過程12. du q pdv適用于微元,任何工質(zhì)可逆過程13. u h pv熱力學能的變化等于焓的變化與流動功的差值。焓的變化:1 . H U pV2. h u pv適用于1千克工質(zhì)3. h u RT f T適用于理想氣體24. dh CpdT
17、, h CpdT1適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程5.h Cp(T2 Ti)適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程,用定值比熱計算t2t2t16. h Cpdt Cpdt Cpdt ct100t2 pm 0t2 ct1 tpm 0 M適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程用平均比熱計算7.把Cp2f T的經(jīng)驗公式代入h CpdT積分。1適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程,用真實比熱公式計算8. H H1 H2nnH n H i mi hii 1i 1由理想氣體組成的混合氣體的焓等于各組成氣體焓之和,各組成氣體焓又可表示為單位質(zhì)量焓與其質(zhì)
18、量的乘積。9.熱力學第一定律能量方程gZi miWs dEcv1212Q h2-C2 gZ2 m2 m - G適用于任何工質(zhì),任何熱力過程。1 210. dh q - dc gdz ws2適用于任何工質(zhì),穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程11. dh qWs適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程,忽略工質(zhì)動能和位能的變化。212. h q vdp1適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程,忽略工質(zhì)動能和位能的變化。213. h vdp1-/適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過程,忽略工質(zhì)動能和位能的變化。適用于理想氣體、任何過程?;?。15. h 0適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過程。熵的變化:14. h q適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)
19、穩(wěn)流定壓過程,忽略工質(zhì)動能和位能的變1. s2_q1 T適用于任何氣體,可逆過程。2. S SfSgSf為熵流,其值可正、可負或為零;Sg為熵產(chǎn),其值恒大于或等于零。3.Cv In Ti(理想氣體、可逆定容過程)4.Cp In11(理想氣體、可逆定壓過程)5.v2Rln丄ViRIn蟲(理想氣體、可逆定溫過程)P26.0 (定熵過程)Cp1詩CpIn 竺V1cv InRln皀T1V1Rl n巴P1Cv In -P2P1功量:膨脹功(容積功):-/、21 . w pdv 或 w pdv1適用于任何工質(zhì)、可逆過程適用于任何工質(zhì)、可逆定容過程 3. w p V2 w適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程,v24
20、. w RTIn 二V1適用于理想氣體、可逆定溫過程5. w q u適用于任何系統(tǒng),任何工質(zhì),任何過程。6. w q適用于理想氣體定溫過程。7. w u適用于任何氣體絕熱過程。28 wCVdT1適用于理想氣體、絕熱過程9.w uPlViP2V21k 1RTiT21k 1k 1RT1 1 理 k 1 P1適用于理想氣體、可逆絕熱過程-/1PMP2V2w n 1110.RT1 T2n 11_P2n 1 P1適用于理想氣體、可逆多變過程流動功:WfP2V2P1V1推動1kg工質(zhì)進、出控制體所必須的功。技術(shù)功:.121 . wt c g z ws2熱力過程中可被直接利用來作功的能量,統(tǒng)稱為技術(shù)功。2.
21、 wt -de2 gdz ws2適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、微元熱力過程3. wtwp1v1P2V2技術(shù)功等于膨脹功與流動功的代數(shù)和。4. wtvdP微元可逆熱力過程可逆過程適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、25. wtvdp1適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流、熱量:1 . q TdS適用于任何工質(zhì)、22. q Tds1微元可逆過程。適用于任何工質(zhì)、可逆過程3. Q U W適用于mkg質(zhì)量任何工質(zhì),開口、閉口,可逆、不可逆過程4. q u w適用于1kg質(zhì)量任何工質(zhì),開口、閉口,可逆、不可逆過程5. q du pdv適用于微元,任何工質(zhì)可逆過程。26. q u pdv1適用于任何工質(zhì)可逆過程。1 2h C1gZ1 miWs dEcv2I 2
22、7 Q h2 C2 gZ? m22適用于任何工質(zhì),任何系統(tǒng),任何過程。128. q dh dc gdzws適用于微元穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程9. q hwt適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程10. q u適用于任何工質(zhì)定容過程 11 . q Cv T2 Ti適用于理想氣體定容過程。12. q h適用于任何工質(zhì)定壓過程 13. q Cp T2 Ti適用于理想氣體、定壓過程14. q 0適用于任何工質(zhì)、絕熱過程.Ln k15. q cv T2 n 1n 1適用于理想氣體、多變過程3.重要圖表1+ _ i.:決沁亠* .:3+U*:Y:S:U:|*.*.9圖3- 1軸功圖3-3閉口系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換圖3-7技術(shù)功/控制體界面/開口
23、系統(tǒng)(控制體)基準面圖3 5開口系統(tǒng)例題:1外界對系統(tǒng)輸入功80kJ同時系統(tǒng)向外界放熱20kJ則系統(tǒng)的熱力學能變化A、20B、100C、60D、1002、dq=du+dw的適用范圍是閉口系統(tǒng)()A、理想工質(zhì),可逆過程B、任意工質(zhì),可逆過程C、理想工質(zhì),任意過程D、任意工質(zhì),任意過程3、熱力學一般規(guī)定,系統(tǒng)向外界放熱為(),系統(tǒng)對外界做功為()A、正/負B、負/負C、正/正D、負/正第四章 理想氣體的熱力過程及氣體壓縮1. 基本概念分析熱力過程的一般步驟:1.依據(jù)熱力過程特性建立過程方程式,p=f(v);2. 確定初、終狀態(tài)的基本狀態(tài)參數(shù);3. 將過程線表示在P-V圖及Ts圖上,使過程直觀,便于
24、分析討論。4. 計算過程中傳遞的熱量和功量。絕熱過程:系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的狀態(tài)變化過程,即q 0或q 0稱為絕熱過程。定熵過程:系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程,稱為定熵過程。多變過程:凡過程方程為pvn常數(shù)的過程,稱為多變過程。定容過程:定量工質(zhì)容積保持不變時的熱力過程稱為定容過程。定壓過程:定量工質(zhì)壓力保持不變時的熱力過程稱為定壓過程。定溫過程:定量工質(zhì)溫度保持不變時的熱力過程稱為定溫過程。單級活塞式壓氣機工作原理: 吸氣過程、壓縮過程、排氣過程,活塞每往返一次,完成以上三個過程?;钊綁簹鈾C的容積效率:活塞式壓氣機的有效容積和活塞排量之比,稱為容積效率?;?/p>
25、塞式壓氣機的余隙:為了安置進、排氣閥以及避免活塞與汽缸端蓋間的碰撞,在汽缸端蓋與活塞行程終點間留有一定的余隙,稱為余隙容積,簡稱余隙。最佳升壓比:使多級壓縮中間冷卻壓氣機耗功最小時,各級的增壓比稱為最佳增壓比。壓氣機的效率:在相同的初態(tài)及增壓比條件下,可逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功與實際不可逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功之比,稱為壓氣機的效率。熱機循環(huán):若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,則此循環(huán)稱為熱機循環(huán)。課本P79結(jié)論。1各級氣缸的進出口溫度(進氣溫度、排氣溫度)相等。2、各級所消耗的軸功相等。3、每級向外散出的熱量相等。2.常用公式氣體主要熱力過程的基本公式
26、過程定容過程定壓過程定溫過程定熵過程多變過程過程指數(shù)OO01Knn過程方程v=常數(shù)p=常數(shù)pv=常數(shù)Kpv常數(shù)pvn =常數(shù)PNiP2v2nnPiViP2V2P、V、TT2P2T2V2PlWP2v2T21vT?V2n iTiPiTT S關(guān)系可vi壬 vi1P2 _n 1P2 FPiu Cv任 T)uCv(T2 Ti)u 0h 0uCv(T2 Ti)uCv(T2hCp (T2Ti)Ti)U、 hh Cp(T2 T)SCvin 衛(wèi)、S計算式hCp(T2 Ti)Rin上S Cv l n ETSCp l n S Rin vihCp (T2 Ti)TiViCp InE RlnE TpTiRln-piS
27、0VP2Cp InCvVPiwui (PiM P2v(Ti T2)2)1 / w ni(PiVi1膨脹功wp(V2 Vi)w RTInv2丄R1P2V2)2w=0R(T2 Ti)viRT1iP2 _R (Ti n 1T2)wpdvRTInRP21121旦1衛(wèi)n 1n1n 1p熱量2q un qq cdTCv (T2T1 )q hq T sq 0n 112Cp(T2 Ti)wCv (T2Ti)Tds1(n i)比熱容CvCp0nCn;Cvn1備注表中比熱容為定值比熱容。(技術(shù)功Wt nw)多變指數(shù)n:ln(0/5)z級壓氣機,最佳級間升壓比:兩級壓縮時,最有利的級間壓力為 P2 V Pi P3
28、。多變壓縮軸功:Ws.nPiV1nP2mRT1PiT2N級壓氣機所需的軸功:Ws.nPiViPimRTi T2 n 13.重要圖表-/A、氣體絕熱壓縮,溫度降低B、氣體放熱,溫度升高1、活塞式壓氣機的余隙容積增大使()A、Ws增大,n減小B、Ws不變,n減小C、Ws不變,n不變D、ws減小,n減小2、理想氣體過程方程PPVn=常數(shù),當n= 時,其熱力過程是A、等壓過程B、等溫過程C、等容過程D、絕熱過程3、壓縮機壓縮過程實際上是()過程A、定溫B、絕熱C、多變D、定壓4、為降低活塞式壓氣機的耗功,應(yīng)盡量采用( )壓縮過程A、等容B、絕熱C、等溫D、多變5、對于一定質(zhì)量的理想氣體,不可能發(fā)生的過
29、程是-/C、氣體絕熱膨脹,溫度降低D、氣體吸熱,溫度升高第五章熱力學第二定律1. 基本概念熱力學第二定律:(方向性)開爾文說法:只冷卻一個熱源而連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機是造不成功的。克勞修斯說法:熱不可能自發(fā)地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。第二類永動機:從單一熱源取得熱量,并使之完全轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能而不引起其他變化的循環(huán)發(fā)動機,稱為第二類永動機。孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞和物質(zhì)交換,稱為孤立系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)熵增原理:絕熱閉口系統(tǒng)或孤立系統(tǒng)的熵只能增加(不可逆過程)或保持不變(可逆過程),而絕不能減少。任何實際過程都是不可逆過程,只能沿著使孤立系統(tǒng)熵增加的方向進行。(P95)定熵
30、過程:系統(tǒng)與外界沒有熱量交換情況下所進行的可逆熱力過程,稱為定熵過程。熱機循環(huán):若循環(huán)的結(jié)果是工質(zhì)將外界的熱能在一定條件下連續(xù)不斷地轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能,則此循環(huán)稱為熱機循環(huán)。制冷:對物體進行冷卻,使其溫度低于周圍環(huán)境溫度,并維持這個低溫稱為制冷。制冷機:從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機械稱為制冷機。熱泵:將從低溫熱源吸取的熱量傳送至高溫暖室所用的機械裝置稱為熱泵。理想熱機:熱機內(nèi)發(fā)生的一切熱力過程都是可逆過程,則該熱機稱為理想熱機??ㄖZ循環(huán):在兩個恒溫熱源間,由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程組成的循環(huán),稱為卡諾循環(huán)。(P88)卡諾定理:1.所有工作于同溫熱源與同溫冷源之間的一切可逆循環(huán),其熱
31、效率都相等, 與采用哪種工質(zhì)無關(guān)。2. 在同溫熱源與同溫冷源之間的一切不可逆循環(huán),其熱效率必小于可逆循環(huán)。自由膨脹:氣體向沒有阻力空間的膨脹過程,稱為自由膨脹過程。2.常用公式熵的定義式:2 q s J/kg K1T 3工質(zhì)熵變計算:sS2si, * d s 0工質(zhì)熵變是指工質(zhì)從某一平衡狀態(tài)變化到另一平衡狀態(tài)熵的差值。因為熵是狀態(tài)參數(shù),兩狀態(tài)間的熵差對于任何過程,可逆還是不可逆都相等。T21. s Cv in R in T1v1理想氣體、已知初、終態(tài)T、v值求 S。2. sCpTiRin P理想氣體已知初、終態(tài)T、P值求 SoV23. sCp in Vi理想氣體、已知初、終態(tài) P、v值求 So
32、4.卡諾循環(huán)熱效率:tc1 T2(課本P87結(jié)論)制冷系數(shù):1,cT2Ti T2供熱系數(shù):i,cTiTiT25. 熱源熵變:克勞修斯不等式:QTr任何循環(huán)的克勞修斯積分永遠小于零,可逆過程時等于零。3.重要圖表d亠z/r/ / / / / / / / /*V/A卩十時-/例題:1、卡諾循環(huán)是由()組成的A、等溫過程和定壓過程B、等溫過程和定容過程C、等溫過程和可逆絕熱過程D、定熵過程和定容過程2、卡諾循環(huán)的熱效率僅與()有關(guān)A、熱源溫度B、冷源溫度C、循環(huán)過程D、冷熱源溫度3、卡諾循環(huán)是在()過程從外界吸熱。A、等溫過程B、絕熱膨脹過程C、絕熱壓縮過程D、定容過程第七章水蒸氣1 .基本概念未飽
33、和水:水溫低于飽和溫度的水稱為未飽和水(也稱過冷水)飽和水:當水溫達到壓力P所對應(yīng)的飽和溫度ts時,水將開始沸騰,這時的 水稱為飽和水。濕飽和蒸汽:把預熱到ts的飽和水繼續(xù)加熱,飽和水開始沸騰,在定溫下產(chǎn) 生蒸汽而形成飽和液體和飽和蒸汽的混合物, 這種混合物稱為濕飽和蒸汽,簡稱 濕蒸汽。干飽和蒸汽:濕蒸汽的體積隨著蒸汽的不斷產(chǎn)生而逐漸加大, 直至水全部變 為蒸汽,這時的蒸汽稱為干飽和蒸汽(即不含飽和水的飽和蒸汽)一點、兩線、三區(qū)、五種狀態(tài)。蒸發(fā):液體表面的汽化過程,通常在任何溫度下都可以發(fā)生。沸騰:液體內(nèi)部的汽化過程,它只能在達到沸點溫度時發(fā)生。汽化潛熱:將1kg飽和液體轉(zhuǎn)變成同溫度的干飽和蒸
34、汽所需要的熱量。過熱度:過熱蒸汽的溫度超過飽和溫度之值。2.常用公式干度:干度x濕蒸汽蒸汽干蒸質(zhì)量質(zhì)量(濕蒸氣飽和水加飽和蒸汽)濕蒸汽的參數(shù):vx xv (1 x)v v x(v v)vx xv (當P不太大,x不太小時)hx xh(1x)hhx(hh ) hxrs xs(1x)ssx(ss) sr x一TsuxhxPVx過熱蒸汽的焓:Cpm(tts)其中Cpm (t ts)是過熱熱量,t為過熱蒸汽的溫度,Cpm為過熱蒸汽由t到ts的平均比定壓熱容。過熱蒸汽的熱力學能:PV過熱蒸汽的熵:dTCpTsrTTCpmlnTs水蒸氣定壓過程:hih2u h2hiP(V2 Vi)q u 或 wp(V2V
35、i)pWtVdpprTsTCpTsdTTrTsTCp mln Ts水蒸氣定容過程:VV PdVh2hi v(p2 Pi)wtP2v( 口 P2)vdpPi水蒸氣定溫過程:q T (S2Si)水蒸氣絕熱過程:Wtq huh2hi(p 2V2P1V1)wtuh2h1(P 2V2 P1V1)-/例題:1、過熱蒸汽的溫度與該壓力下的飽和溫度之差稱為()A、過熱度B、干度C、飽和熱D、比潛熱2、水在定壓下的汽化過程中,下列四個狀態(tài)里,除()外,另外三個狀態(tài)的溫度是相同的A、飽和水B、過熱蒸汽C、干飽和蒸汽D、濕蒸汽3、在水蒸氣的P-V圖中,飽和水線和飽和蒸汽線之間的區(qū)域稱為(A、過冷水狀態(tài)區(qū)B、濕蒸汽狀
36、態(tài)區(qū)C、過熱蒸汽狀態(tài)區(qū)D、固體狀態(tài)區(qū)4、濕蒸汽的狀態(tài)由()決定。A、壓力與溫度B、壓力與干度C、過熱度與壓力D、過冷度與溫度5、干度x=0的工質(zhì)是指()A、未飽和度B、飽和液C、濕飽和液D、過熱蒸汽第八章濕空氣1. 基本概念 濕空氣:干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。飽和空氣:干空氣和飽和水蒸氣所組成的混合氣體。未飽和空氣:干空氣和過熱水蒸氣所組成的混合氣體。絕對濕度:每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質(zhì)量。飽和絕對濕度:在一定溫度下飽和空氣的絕對濕度達到最大值, 稱為飽和絕對濕 度。s的比值。相對濕度:濕空氣的絕對濕度 v與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度含濕量(比濕度):在含有1kg干空氣的濕空氣
37、中,所混有的水蒸氣質(zhì)量。飽和度:濕空氣的含濕量d與同溫下飽和空氣的含濕量ds的比值。濕空氣的比體積:在一定溫度T和總壓力P下,1kg干空氣和O.OOId水蒸氣所占 濕空氣的焓:1kg干空氣的焓和O.OOIdkg水蒸氣的焓的總和。2. 常用公式 濕空氣的總壓力P : P Pa Pv濕空氣的平均分子量:M raMarvM vPaMaRmBMaMv)28.97(28.97 18.O2)普濕空氣的氣體常數(shù):8314M831428.97 10.95PvB2871 O.378旦 B絕對濕度:PvRzT飽和絕對濕度PssRvT相對濕度相對濕度 反映了濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度。 在某溫度t下,值小,表
38、示空氣干燥,具有較大的吸濕能力;值大,表示空氣潮濕,吸濕能力小。0時為干空氣,1時則為飽和空氣。未飽和空氣的相對濕度在0到1之間(01)。應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程,相對濕度又可表示為PvPs含濕量(或稱比濕度)d:d m ma622 b(g/kg(a)飽和度D:622 上-B Pv622 PsB PsB PsB Pv飽和度D略小于相對濕度,即D ,女口 PPvPPs,貝U D濕空氣比體積:3Va(m /kg(a)mav R(1 Rv 0.001d)maPRav RagT(1 0.001606d) m3/kg(a)P濕空氣的焓:hhaO.OOIdhv (kJ/kg(a)h 1.01t 0.001d(
39、25011.85t) (kJ /kg(a)3. 重要圖表圖8-5 h d圖四個區(qū)域的特征P4 WO f 已2岀=10阮t圖8-4濕空氣的h-d圖hd圖8-6露點在h d圖上的表示-/例題:1、大氣中()時的溫度稱為露點D、水開始結(jié)冰A、水蒸氣開始凝聚B、水蒸氣開始結(jié)冰C、水珠開始汽化2、飽和水蒸氣和干空氣的混合物稱為()A、過熱空氣B、干飽和空氣C、飽和空氣D、未飽和空氣),給人們以舒3、在空調(diào)系統(tǒng)中加濕或除濕,其主要的目的是調(diào)節(jié)空氣中的( 適感。A、相對濕度B、過熱度C、干度D、過冷度4、液面上飽和蒸汽壓力所對應(yīng)的沸騰溫度稱為()A、露點B、飽和溫度C、沸點第九章氣體和蒸汽的流動1 .基本概念穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流:穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流是指開口系統(tǒng)內(nèi)每一點的熱力學和力學參數(shù)都不隨時間而變化的流動,但在系統(tǒng)內(nèi)不同點上,參數(shù)值可以不同。為了簡化起見,可認為管道內(nèi)垂直于軸向的任一截面上的各種參數(shù)都均勻一致, 流
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