第一章工程熱力學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.掌握基本概念2.掌握理想氣體的性質(zhì)及熱力過程3.深刻理解熱力學(xué)定律實(shí)質(zhì)重難點(diǎn)：1.理想氣體的熱力過程2.熱力學(xué)定律的實(shí)質(zhì)3.卡諾循環(huán)和卡諾定理1-5熱力學(xué)第二定律第一章工程熱力學(xué)基礎(chǔ)1-2基本概念1-3熱力學(xué)第一定律1-4理想氣體的性質(zhì)及熱力過程1-1引言什么是發(fā)動(dòng)機(jī)？發(fā)動(dòng)機(jī)如何工作的？

1-5熱力學(xué)第二定律1-2基本概念1-3熱力學(xué)第一定律1-4理想氣體的性質(zhì)及熱力過程1-1引言1.2.1熱力系統(tǒng)將所要研究的對象與周圍環(huán)境分隔開來，這種人為劃定的熱力學(xué)研究對象稱為熱力系統(tǒng)，簡稱熱力系或系統(tǒng)。外界：熱力系統(tǒng)以外的物體。邊界(分界面)：熱力系統(tǒng)與外界的分界面。

固定、活動(dòng)

真實(shí)、虛構(gòu)在內(nèi)燃機(jī)中，氣缸吸入燃?xì)?，通過壓縮沖程，氣缸內(nèi)氣體壓力、溫度升高，當(dāng)火花塞點(diǎn)火，燃?xì)馊紵尫懦龃罅康臒?，使燃?xì)獾膲毫?、溫度急劇上升，推?dòng)活塞做功，熱能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能，氣缸內(nèi)壓力和溫度逐步下降。在這些過程中，工質(zhì)的狀態(tài)（壓力、溫度等）在不斷變化。如改用熱力術(shù)語表示，則應(yīng)說燃?xì)獾臒崃顟B(tài)在不斷變化。所謂熱力狀態(tài)，是指熱力系在某一瞬間所呈現(xiàn)的宏觀物理狀態(tài)。熱力系可能呈現(xiàn)各種不同的狀態(tài)，在沒有外界影響的條件下（重力場除外），熱力系的宏觀性質(zhì)不隨時(shí)間變化的狀態(tài)稱為平衡狀態(tài)。當(dāng)物體之間有溫差存在而發(fā)生接觸時(shí)，必然有熱自發(fā)地從高溫物體傳向低溫物體，系統(tǒng)狀態(tài)不斷變化直至溫差消失而達(dá)到平衡。處于平衡狀態(tài)的熱力系具有均勻一致的溫度、壓力等參數(shù)，可以用確定的溫度和壓力等物理量來描述。非平衡狀態(tài)的熱力系其參數(shù)是不確定的。1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)狀態(tài)：某一瞬間工質(zhì)所呈現(xiàn)的宏觀物理狀況狀態(tài)參數(shù)：描述系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量稱為熱力狀態(tài)參數(shù)，簡稱狀態(tài)參數(shù)工程熱力學(xué)中常用狀態(tài)參數(shù)：壓力(p)、溫度(T)、比體積(v)、熱力學(xué)能(U)、焓(H)、熵(S)。其中壓力、溫度和比體積三個(gè)參數(shù)可以直接用儀器測定，稱為基本狀態(tài)參數(shù)，其他狀態(tài)參數(shù)可依據(jù)這些基本狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系間接地導(dǎo)出，稱為非基本狀態(tài)參數(shù)。1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)強(qiáng)度量：壓力和溫度這兩個(gè)參數(shù)與系統(tǒng)質(zhì)量的多少無關(guān)。廣延量：體積、熱力學(xué)能、焓和熵等與系統(tǒng)質(zhì)量成正比。廣延量具有可加性，在系統(tǒng)中它的總量等于系統(tǒng)內(nèi)各部分同名參數(shù)值之和。比參數(shù)：單位質(zhì)量的廣延量參數(shù)，具有強(qiáng)度量的性質(zhì)。比參數(shù)用小寫字母表示，如比體積v、比熱力學(xué)能u、比焓h、比熵s等。單位質(zhì)量的廣延量參數(shù)，稱為比參數(shù)，具有強(qiáng)度量的性質(zhì)。比參數(shù)用小寫字母表示，如比體積v、比熱力學(xué)能u、比焓h、比熵s等。1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)：壓力(p)單位面積上所承受的垂直作用力稱作壓力（即物理學(xué)中的壓強(qiáng)）。對于容器內(nèi)的氣體工質(zhì)來說，壓力的微觀解釋是大量氣體分子作不規(guī)則運(yùn)動(dòng)時(shí)對器壁頻繁碰擊的宏觀統(tǒng)計(jì)結(jié)果，這種氣體真實(shí)的壓力稱為絕對壓力，用符號p表示。1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)絕對壓力p真實(shí)壓力相對壓力絕對壓力p與環(huán)境壓力（大氣壓力）pb之差是否高于環(huán)境壓力：

p>pb,表壓力pg(GagePressure)，p=pg+pbp<pb,真空度pv(VacuumPressure)，p=pb-pv注意：只有絕對壓力p才是狀態(tài)參數(shù)1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)

a)

U形管壓力計(jì)

b)彈簧式壓力表圖1-2壓力的測量1-基座

2-外殼

3一彈簧管

4一指針

5-齒輪傳動(dòng)裝置

6-拉桿1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)

是啥1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)

無論表壓力還是真空度，其值除與系統(tǒng)內(nèi)的絕對壓力相關(guān)，還與測量時(shí)外界環(huán)境壓力有關(guān)，由于環(huán)境壓力隨時(shí)間、地點(diǎn)不同而不同。只有絕對壓力才是平衡狀態(tài)系統(tǒng)的狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)行熱力計(jì)算時(shí)，一定要用絕對壓力。1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)物理中壓強(qiáng)，單位Pa，N/m2常用單位：1kPa=103Pa（千帕）1MPa=106Pa（兆帕）1bar=105Pa（巴）1atm=760mmHg=1.01325×105Pa（標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）1mmHg=133.3Pa（毫米汞柱）1mmH2O=9.81Pa（毫米水柱）1at=1kgf/cm2=9.81×104Pa（工程大氣壓）1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)：溫度(T)熱力學(xué)定義：溫度是物體冷熱程度的標(biāo)志。宏觀上表示物體的冷熱程度。微觀上來講是物體分子熱運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。當(dāng)兩個(gè)冷熱程度不同的物體相互接觸時(shí)，它們之間將發(fā)生熱量交換，經(jīng)過足夠長時(shí)間后，兩個(gè)物體達(dá)到相同的冷熱程度而不再進(jìn)行熱量交換，兩物體間最終達(dá)到的這種狀況稱為熱平衡。熱平衡定律表明：兩個(gè)物體如果分別和第三個(gè)物體處于熱平衡，則這兩個(gè)物體之間必然處于熱平衡。1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)如果兩個(gè)系統(tǒng)分別與第三個(gè)系統(tǒng)處于熱平衡，則兩個(gè)系統(tǒng)彼此必然處于熱平衡。1930年由福勒（R.H.Fowler）正式提出溫度測量的理論基礎(chǔ)1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)開氏（絕對）溫標(biāo)：T(K)攝氏溫標(biāo)：t(℃)攝氏溫標(biāo)的定義：

t=T-273.15

(1-5)此式不但規(guī)定了攝氏溫標(biāo)的零點(diǎn)，而且說明攝氏溫標(biāo)和熱力學(xué)溫標(biāo)的溫度刻度完全一致，或者說兩種溫標(biāo)的每一溫度間隔完全相同。這樣，熱力系兩狀態(tài)間的溫度差，不論是采用熱力學(xué)溫標(biāo)，還是采用攝氏溫標(biāo)，其差值相同。1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)

1.2.2工質(zhì)的熱力狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)：晗(H)穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)是一個(gè)開口系統(tǒng)，在開口系統(tǒng)的進(jìn)口處，外界必須做功將工質(zhì)由系統(tǒng)外推入系統(tǒng)，這部分功量由工質(zhì)傳遞給系統(tǒng)，被開口系統(tǒng)獲得。在開口系統(tǒng)出口處，系統(tǒng)對外做功將工質(zhì)推出系統(tǒng)。這種開口系統(tǒng)與外界之間，因工質(zhì)流動(dòng)而傳遞的機(jī)械功稱為推動(dòng)功。1.2.3狀態(tài)方程式狀態(tài)方程式(EquationofState)

狀態(tài)方程式是平衡狀態(tài)下基本狀態(tài)參數(shù)p、v、T之間的關(guān)系。狀

態(tài)

方

程

式：f(p，T，v)=0

狀態(tài)方程式的具體形式取決于工質(zhì)的性質(zhì)。VanderWaals狀態(tài)方程式為例如：理想氣體的狀態(tài)方程式為：1.2.3狀態(tài)方程式狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖?對于只有兩個(gè)獨(dú)立參數(shù)的熱力系統(tǒng)，可用兩個(gè)獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)組成二維平面坐標(biāo)系，坐標(biāo)圖中任意一點(diǎn)代表系統(tǒng)某一確定的平衡狀態(tài)，任意一平衡狀態(tài)也對應(yīng)圖上一個(gè)點(diǎn)，這種圖稱狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖。

常見的有p-v圖、T-s圖、h-s圖等v

s2s21v1pp1TT21.2.4熱力過程平衡狀態(tài)

狀態(tài)不變化

能量不能轉(zhuǎn)換引入準(zhǔn)平衡過程能量轉(zhuǎn)換

非平衡狀態(tài)

無法描述熱力過程：系統(tǒng)從一個(gè)狀態(tài)向另一個(gè)狀態(tài)變化時(shí)所經(jīng)歷的全部狀態(tài)總和一、準(zhǔn)平衡過程（準(zhǔn)靜態(tài)過程）1.2.4熱力過程進(jìn)行得足夠緩慢

，以致于連續(xù)經(jīng)過的每個(gè)中間態(tài)都可近似為平衡態(tài)的過程。1

.....2無限個(gè)平衡態(tài)連成一條連續(xù)的曲線；準(zhǔn)平衡過程可在狀態(tài)參數(shù)圖上用連續(xù)實(shí)線表示。由一系列平衡態(tài)組成的熱力過程稱為準(zhǔn)平衡過程。vp準(zhǔn)平衡過程：1.2.4熱力過程系統(tǒng)完成了某一過程之后，如果可以沿原路逆行回復(fù)到原來的狀態(tài)，并且不給外界留下任何變化，這樣的過程為可逆過程。

可逆過程：1、定義

α

—→f▲

A

FP1.2.4熱力過程勢差+耗散

=不可逆準(zhǔn)平衡過程+耗散

=

不可逆準(zhǔn)平衡過程+無耗散

=可逆(1)pA

>

Fcosα+

f(2)pA

=

Fcosα+

f(3)pA

=Fcosα(f

=

0)

α

—→f▲

A

FP1.2.5功量及熱量功(Work&Heat)力學(xué)定義：

力和力方向上位移的乘積。功的一般表達(dá)式δw=Fdx熱力學(xué)定義：是系統(tǒng)與外界交換能量的一種。形式，通過邊界所傳遞的能量，其全部效果

表現(xiàn)為舉起重物。舉起重物指過程產(chǎn)生的效果。熱力學(xué)簡單可壓縮系統(tǒng)一體積變化功。1.2.5功量及熱量1.2.5功量及熱量功(Work&Heat)可逆過程的膨脹功(體積變化功)假設(shè)活塞中的氣體從位置1膨脹到位置2(無勢差),過程為可逆過程，則該過程所作的膨脹功為：δW=pAdx=pdV,

可

見

：p-V

圖(示功圖)上過程線與x軸圍成的面積?？赡孢^程的功，可由過程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化來進(jìn)行計(jì)算。功是過程量，某一狀態(tài)下沒有功的概念。1.2.5功量及熱量功的“正”與“負(fù)”的意義：熱力學(xué)中約定：系統(tǒng)對外界作功取為正"+",外界對系統(tǒng)作功取為負(fù)"-"。有關(guān)功的說明：·

功的數(shù)值不僅決定于工質(zhì)的初、終態(tài)，而且還和過程的中間途徑有關(guān)，因此功是過程量；·

微元過程作出過程量用δ表示，如微功量用

δw

(狀態(tài)參數(shù)為微增量，用d表示

，如dp、dv、dT);·

功是有規(guī)則的宏觀運(yùn)動(dòng)能量的傳遞，作功過程中往往伴隨著能量形態(tài)的轉(zhuǎn)化。1.2.5功量及熱量熱

量

：是系統(tǒng)與外界交換能量的另一種形式，僅僅由于溫度不同而通過邊界傳遞的能量。

對于1-2過程：

1.2.6熱力循環(huán)正向循環(huán)：狀態(tài)圖上，沿順時(shí)針方向進(jìn)行，消耗熱量，獲得功量。

(如，蒸氣動(dòng)力循環(huán)、內(nèi)燃機(jī)動(dòng)力循環(huán)裝置)逆循環(huán)向：狀態(tài)圖上，沿逆時(shí)針方向進(jìn)行，消耗功量，獲得熱量。

(如，制冷循環(huán)、熱泵循環(huán))1.熱力循環(huán)：工質(zhì)經(jīng)歷了一系列狀態(tài)變化后，回到原來的狀態(tài)，即封閉的熱力過程，則稱為熱力循環(huán)，簡稱循環(huán)?？赡嫜h(huán)(ReversibleCycle)：全部由可逆過程組成的循環(huán)。不可逆循環(huán)(IrreversibleCycle)：其中有部分過程或全部過程是不可逆的循環(huán)。HR2HR1

Q1E

Q2HR1HR2

Q1E

▲

Q20

vp0WWpv

2.種類熱力循環(huán)經(jīng)濟(jì)性評價(jià)為：收益/代價(jià)?

逆循環(huán)制冷裝置：制冷系數(shù)(CoefficientofPerformance)熱泵裝置：供熱系數(shù)(Heat-pumpCoefficientof

Performance)正循環(huán)

熱泵

Q1E

Q2HR1HR1

Q1E

Q2W

Q1E

▲

Q2W制冷TT0HR2HRHRHRW221不同循環(huán)計(jì)算不同：?

正循環(huán)熱效率(Thermal

Efficiency)3.評價(jià)循環(huán)的指標(biāo)1-5熱力學(xué)第二定律1-2基本概念1-3熱力學(xué)第一定律1-4理想氣體的性質(zhì)及熱力過程1-1引言1.3.1熱力學(xué)第一定律及其實(shí)質(zhì)熱可以轉(zhuǎn)變?yōu)楣?/p>

，

功也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊幔?/p>

一定量的熱消失時(shí)

，

必產(chǎn)生相應(yīng)量的功；

消耗一定量的功時(shí)

，

必出現(xiàn)與之對應(yīng)的一定量的熱。換句話說

，

熱能可以轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能

，

機(jī)械能也可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?/p>

，在轉(zhuǎn)換和傳遞過程中

，

能量總量保持不變。第一類永動(dòng)機(jī)不可能實(shí)現(xiàn)。不供給能量而能永遠(yuǎn)做功的機(jī)器第一類永動(dòng)機(jī)3或：實(shí)質(zhì)：能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用能量相互轉(zhuǎn)換Energytransformation實(shí)質(zhì)：能量守恒與轉(zhuǎn)換定律在熱現(xiàn)象中的應(yīng)用△E?=0BOUNDARYSURROUNDINGS表述：進(jìn)入系統(tǒng)的能量-離開系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)能量的變化△E1.3.2熱力學(xué)能U

內(nèi)動(dòng)能(kineticenergy)分子尺度上U,內(nèi)勢能(potential

energy)U.化學(xué)能(chemicalenergy)

—→原子尺度上Ue原子能(nuclear

energy)—→

原子尺度以下U=Uk+U+U

。+

…SURROUNDINGS1.

定義：物質(zhì)內(nèi)部微觀粒子熱運(yùn)動(dòng)具有的能量的總和。2.

構(gòu)成

1.3.3閉口系統(tǒng)能量方程圖1.3閉口系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)換熱能和機(jī)械能的轉(zhuǎn)換過程，總是伴隨著能量的傳遞和交換。根據(jù)熱力第一定律的“量”的守恒原則，可以得到熱力第一定律一般表達(dá)式：進(jìn)入系統(tǒng)的能量-流出系統(tǒng)的能量=系統(tǒng)能量的增量在實(shí)際熱力過程中，許多系統(tǒng)都是閉口熱力系統(tǒng)，熱力過程中系統(tǒng)與外界的能量交換只限于通過邊界傳遞熱量和功。如活塞式壓氣機(jī)的壓縮過程、內(nèi)燃機(jī)的壓縮和膨脹過程等。1.3.3閉口系統(tǒng)能量方程如右圖所示，氣缸壁和活塞為邊界，以氣缸活塞包圍的氣體為熱力系統(tǒng)，此系統(tǒng)與外界無物質(zhì)交換，屬于閉口系統(tǒng)。對于封閉在活塞氣缸內(nèi)的工質(zhì)，經(jīng)歷了一個(gè)熱力過程后，宏觀動(dòng)能和重力勢能沒有變化，儲(chǔ)存能的變化就等于熱力學(xué)能的變化。因此，閉口系能量方程為

例1-14：空氣在一活塞式壓氣機(jī)中被壓縮。在壓縮過程中每千克空氣的熱力學(xué)能增加150kJ，同時(shí)向外放熱50kJ，求壓縮過程中對每千克空氣所作的功？解答：取壓氣機(jī)中的空氣為系統(tǒng)，是閉口系統(tǒng)。系統(tǒng)與外界交換的功為體積變化功。

注意：外界對系統(tǒng)做功，值為“負(fù)”；系統(tǒng)對外做功，值為“正”；系統(tǒng)從外界吸熱，值為“正”，系統(tǒng)對外放熱，值為“負(fù)”。

壓縮過程中對每千克空氣所作的功200kJ.

例1-15：閉口系從狀態(tài)1沿l－2－3途徑到狀態(tài)3，傳遞給外界的熱量為47.5kJ，而系統(tǒng)對外作功為30kJ，如圖所示。（l）若沿l－4－3途徑變化時(shí),系統(tǒng)對外作功15KJ,求過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。

（2）若系統(tǒng)從狀態(tài)3沿圖示曲線途徑到達(dá)狀態(tài)1,外界對系統(tǒng)作功6kJ,求該過程中系統(tǒng)與外界傳遞的熱量。（3）若U2=175kJ，U3=87.5kJ，求過程2－3傳遞的熱量及狀態(tài)l的熱力學(xué)能。

（3）過程2-3,有

1.3.4穩(wěn)定流量方程及其應(yīng)用熱力設(shè)備的示意圖

以設(shè)備輪廓和進(jìn)出口處兩個(gè)虛擬截面1-1、2-2為邊界面選取熱力系，截面1-1和2-2為有物質(zhì)流進(jìn)、流出的邊界面，此熱力系為——開口熱力系。工質(zhì)在不斷的流經(jīng)開口系統(tǒng)的時(shí)候，系統(tǒng)可不停地通過邊界傳遞熱量，并不斷地通過軸和外界傳遞軸功。1.3.4穩(wěn)定流量方程及其應(yīng)用

因此根據(jù)能量轉(zhuǎn)換與守恒定律可知，輸入系統(tǒng)的能量等于從系統(tǒng)輸出的能量。儲(chǔ)存能工質(zhì)進(jìn)入熱力系所攜帶的流動(dòng)功熱力系從外界吸取的凈熱量Q輸入系統(tǒng)的能量有：熱力系向外界所作的軸功Wi輸出系統(tǒng)的能量有：儲(chǔ)存能工質(zhì)流出熱力系所攜帶的流動(dòng)功同理

1.3.4穩(wěn)定流量方程及其應(yīng)用wt

=

w-

Δ(pv)

=

-∫

vdp

δwt

=

-vdp+

gΔz

+ws勢能變化輸出軸功可利用能量,技術(shù)功

wtq=Δu+

Δ(pv)+流動(dòng)功q=Δh+

wtq=Δu+

w動(dòng)能變化ComparedwithΔc22+

gΔz

+ws勢能變化q=Δu+

Δ(pv)+流動(dòng)功q=Δh+

wt動(dòng)能變化Δc22輸出軸功+

gΔz

+ws勢能變化q=Δu+

Δ(pv)+流動(dòng)功q=Δh+

wt動(dòng)能變化Δc22可利用能量,技術(shù)功

wt輸出軸功+

gΔz

+ws勢能變化工質(zhì)本身具有能量,焓Δh流動(dòng)功q=Δh+

wt動(dòng)能變化Δc221.3.4穩(wěn)定流量方程及其應(yīng)用在工程熱力學(xué)中，將動(dòng)能變化，位能變化及內(nèi)部軸功這三項(xiàng)之和稱為技術(shù)功，用Wt

表示

1p1δWt

=-Vdp2p2Vp

（1）壓縮過程中對每公斤氣體所作的壓縮功；（2）每生產(chǎn)1kg壓縮氣體所需的軸功；（3）帶動(dòng)此壓氣機(jī)要用多大功率的電動(dòng)機(jī)；（4）壓縮前后氣體焓的變化。

1.3.4穩(wěn)定流量方程及其應(yīng)用穩(wěn)定流動(dòng)能量方程式在工程中應(yīng)用很廣泛。在研究具體問題時(shí)，對于某些次要因素可以略去不計(jì)，使能量方程更加簡潔明晰。下面舉幾種工程應(yīng)用實(shí)例。1.3.4穩(wěn)定流量方程及其應(yīng)用a)軸流式壓氣機(jī)

b)活塞式壓縮機(jī)1.3.4穩(wěn)定流量方程及其應(yīng)用噴管絕熱節(jié)流過程1-5熱力學(xué)第二定律1-2基本概念1-3熱力學(xué)第一定律1-4理想氣體的性質(zhì)及熱力過程1-1引言工程應(yīng)用的兩大類氣體工質(zhì)理想氣體可用簡單的式子描述如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)以空氣為主的燃?xì)獾葘?shí)際氣體不能用簡單的式子描述，真實(shí)工質(zhì)火力發(fā)電的水和水蒸氣、制冷空調(diào)中制冷工質(zhì)等1.理想氣體模型氣體分子是不占據(jù)體積的彈性質(zhì)點(diǎn)；

氣體分子相互之間沒有任何作用力

?，F(xiàn)實(shí)中沒有理想氣體！但是,當(dāng)實(shí)際氣體p很小,

V

很大,

T相對較高時(shí),

即

處于遠(yuǎn)離液態(tài)的稀薄狀態(tài)時(shí),可視為理想氣體。比熱容定義工質(zhì)溫度升高1K(1OC)所吸收的熱量比熱容：

計(jì)算熱力學(xué)內(nèi)能,焓,熵都要用到比熱容定義:

熱容2.理想氣體的比熱容(1)(2)用的最多的某些特定過程的比熱容定容比熱容定壓比熱容1

KTsc1c2定容比熱容cv和定壓比熱容cpcv和cp

的說明2

、適用于任何氣體！！cv物理意義：

v時(shí)1kg工質(zhì)升高1K內(nèi)能的增加量cp物理意義：p時(shí)1kg工質(zhì)升高1K焓的增加量3

、

h

、u

、s的計(jì)算要用cv

和

cp

。1

、

cv

和

cp

，過程已定,

可當(dāng)作狀態(tài)量

。

3.理想氣體的熱力學(xué)能、焓一、等容過程

等容過程系統(tǒng)體積保持不變的過程。

特征:dV=0過程方程:過程曲線:平行于p軸的等體線。V=恒量功:A=0內(nèi)能與熱量：(

Q)V=dU系統(tǒng)吸收的熱量：1(p1,T1,V)2(p2,T2,V)op1pp2V二、等壓過程等壓過程系統(tǒng)壓強(qiáng)保持不變的過程。p=恒量重物過程曲線:平行于V軸的等壓線。特征:dp=0

過程方程:熱力學(xué)第一定律：(

Q)p=dU-

A

內(nèi)能增量：熱量：Qp=(U2-U1)-A

或oppVV2V11(V1,T1,p)2(V2,T2,p)

4.理想氣體的熵狀態(tài)參數(shù)熵在熱力學(xué)理論及熱工計(jì)算中有著重要作用，熵不能直接測量，只能通過它與基本狀態(tài)參數(shù)的關(guān)系計(jì)算得到。

例1-10

氧氣O2經(jīng)冷卻器后,其壓力由0.1MPa下降到0.09MPa，溫度由240℃下降到40℃，按定值比熱容計(jì)算質(zhì)量為40kg的O2經(jīng)冷卻器后的熱力學(xué)能、焓和熵的變化。

5.理想氣體的混合物質(zhì)量分?jǐn)?shù)主導(dǎo)成分差異:二氧化碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)75.86%，顯著高于一氧化碳的24.14%，反映分子量差異（CO?分子量44＞CO的28）對質(zhì)量分布的關(guān)鍵影響。體積與質(zhì)量關(guān)系倒置:示例中一氧化碳體積占比33.3%（22.4L/67.2L），但質(zhì)量占比僅24.14%，印證輕組分氣體體積貢獻(xiàn)＞質(zhì)量貢獻(xiàn)的規(guī)律。成分計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)化:質(zhì)量分?jǐn)?shù)嚴(yán)格遵循∑wi=100%的歸一化原則（24.14%+75.86%=100%），體現(xiàn)熱力學(xué)參數(shù)計(jì)算的嚴(yán)謹(jǐn)性。質(zhì)量分?jǐn)?shù)（wi）摩爾分?jǐn)?shù)（ni/n）摩爾分?jǐn)?shù)是熱力學(xué)模型中最常用的成分表示法，直接關(guān)聯(lián)理想氣體狀態(tài)方程（PV=nRT），便于推導(dǎo)混合氣體的宏觀性質(zhì)（如內(nèi)能、焓等）理論計(jì)算優(yōu)勢簡化了化學(xué)平衡常數(shù)（Kp）的表達(dá)式。通過分壓定律（Pi=yiP_total），可快速計(jì)算反應(yīng)體系中各組分的分壓，預(yù)測反應(yīng)方向與限度。化學(xué)反應(yīng)的關(guān)聯(lián)性摩爾分?jǐn)?shù)與分子微觀濃度成正比。用于推導(dǎo)混合氣體的熵增公式（ΔS_mix=-R∑(yilnyi)），揭示混合過程的不可逆性本質(zhì)。統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)意義阿伏伽德羅定律的直接體現(xiàn)：同溫同壓下，容積分?jǐn)?shù)等于摩爾分?jǐn)?shù)（φ_i=y_i），簡化了理想氣體混合物的成分換算。容積分?jǐn)?shù)表征各組分氣體在相同溫度和壓力條件下單獨(dú)占據(jù)的體積比例，是理想氣體分壓定律和分容積定律的核心參數(shù)，適用于氣體混合物的狀態(tài)分析和工程應(yīng)用。分體積定律的應(yīng)用：混合氣體總?cè)莘e等于各組分分容積之和（V=∑Vi），為壓縮性、膨脹性等熱力學(xué)過程分析提供理論依據(jù)。工業(yè)測量實(shí)用性：通過氣體色譜儀等設(shè)備可直接測定各組分的分容積，廣泛應(yīng)用于化工、能源領(lǐng)域的流程監(jiān)控。容積分?jǐn)?shù)（Vi/V）1.4.2理想氣體的基本熱力過程熱力過程定容過程定壓過程定溫過程絕熱過程多變過程定容過程在p-v圖和T-s圖上的表示定壓過程在p-v圖上為一條平行于v

軸的直線。定壓過程線在T-s圖上也是一指數(shù)函數(shù)曲線。定壓過程在p-v

圖和

T-s

圖上的表示定壓過程在p-v圖上為一條平行于v

軸的直線。W<0壓縮W>0膨脹定壓過程線在T-s圖上也是一指數(shù)函數(shù)曲線。q<0放熱q>0吸熱定溫過程在p-v

圖和

T-s

圖上的表示定溫線斜率：q<0q>0w>0w<0絕熱過程在p-v

圖和

T-s

圖上的表示

理想氣體的多變過程

1-5熱力學(xué)第二定律1-2基本概念1-3熱力學(xué)第一定律1-4理想氣體的性質(zhì)及熱力過程1-1引言第二定律的描述

一、

自發(fā)過程的方向性

nQ

n?

n

Q'只要Q'不大于Q

，B向A傳熱并不違反第一定律電流通過電阻，產(chǎn)生熱量對電阻加熱，電阻內(nèi)產(chǎn)生反向電流？只要電能不大于加入熱能，不違反第一定律。重物下落，水溫升高;水溫下降，重物升高？只要重物位能增加小于等于水降內(nèi)能減少，不違反第一定律。歸納：1.自發(fā)過程有方向性；

2.自發(fā)過程的反方向過程并非不可進(jìn)行，而是要有附加條件；

3.并非所有不違反第一定律的過程均可進(jìn)行。無限可轉(zhuǎn)換能—機(jī)械能，電能部分可轉(zhuǎn)換能—熱能r≠r0不可轉(zhuǎn)換能—環(huán)境介質(zhì)的熱力學(xué)能能量轉(zhuǎn)換方向性的實(shí)質(zhì)是能質(zhì)有差異能質(zhì)降低的過程可自發(fā)進(jìn)行，反之需一定條件—補(bǔ)償過程，其總效果是總體能質(zhì)降低。(q1

-

q2

)

→

wnet代價(jià)Th

—→

TLTL

—q—2→Th

代價(jià)wnet

→

q1

-

q21851年開爾文－普朗克表述熱功轉(zhuǎn)換的角度1850年克勞修斯表述

熱量傳遞的角

度熱二律的表述有

60-70

種熱功轉(zhuǎn)換傳

熱二.第二定律的兩種典型表述1.克勞修斯敘述——熱量不可能自發(fā)地不花代價(jià)地

從低溫物體傳向高溫物體。2.開爾文—普朗克敘述——不可能制造循環(huán)熱機(jī)，

只從一個(gè)熱源吸熱，將之全部轉(zhuǎn)化為功，而不在外界留下任何影響。3.第二定律各種表述的等效性開爾文－普朗克

表述n克勞修斯表述：n違反一種表述,必違反另一種表述!!!兩種表述的關(guān)系n完全等效!!!1.5熱力學(xué)第二定律熱一律與熱二律nηt

>100％不可能

nηt

=

100％不可能

熱二律否定第二類永動(dòng)機(jī)熱一律否定第一類永動(dòng)機(jī)卡諾循環(huán)1.5熱力學(xué)第二定律法國工程師卡諾

(S.Carnot)，1824年提出卡諾循環(huán)熱二律奠基人效率最高例1-18有一卡諾機(jī)工作于500℃和30℃的兩個(gè)熱源之間，求卡諾機(jī)的熱效率。

解

計(jì)算卡諾循環(huán)熱效率時(shí)，要用熱力學(xué)溫度

（a）卡諾制冷循環(huán)

（b）卡諾熱泵循環(huán)顯然，逆向卡諾循環(huán)用于制冷和供熱時(shí)，其制冷系數(shù)和供熱系數(shù)只取決于高溫?zé)嵩吹臏囟萒1、低溫?zé)嵩碩2和環(huán)境的溫度T0。逆向卡諾循環(huán)的供熱系數(shù)總是大于1，制冷系數(shù)可以大于1、等于1或小于1。1.5熱力學(xué)第二定律卡諾定理一、卡諾定理

Carnot's

theorem

（1）在相同的高溫?zé)嵩碩1

和相同的低溫?zé)酺2

之間工作的

一切可逆熱機(jī)，其效率都相等，與工作物質(zhì)無關(guān)；

（2）在相同的高溫?zé)嵩春拖嗤牡蜏責(zé)嵩粗g工作的一切不可逆熱機(jī)，其效率不可能大于可逆熱機(jī)的效率。二、卡諾定理的證明

Carnotcycle

Carnot

heatengine卡諾循環(huán)

示意

圖卡諾循環(huán)—理想可逆熱機(jī)循環(huán)1-2定溫吸熱過程，

q1

=

T1(s2-s1)2-3絕熱膨脹過程，對外作功3-4定溫放熱過程，

q2

=

T2(s2-s1)4-1絕熱壓縮過程，對內(nèi)作功解

兩個(gè)熱源間可逆循環(huán)的熱效率與卡諾循環(huán)熱效率相同違反熱力學(xué)第二定律的克勞修斯的說法

所以

η

A

>

η

B

不可能。同理：η

A

<

η

B

不可能只有

ηA

=

ηBQHB

QHA

=

Q0WA

WB

=

0QLA

QLB

=

Q0熱源：得到外界：得到冷源：失去令B機(jī)逆轉(zhuǎn)成為一制冷機(jī)，使A、B構(gòu)成一聯(lián)合熱機(jī)：三、卡諾定理的意義1

、給出了熱機(jī)效率的極限2

、指出提高熱機(jī)效率的途徑：過程——盡可能接近可逆機(jī)；熱源——盡可能提高熱源的溫度差。

（T2有限，提高T1）{

1

、在兩個(gè)不同T的恒溫?zé)嵩撮g工作的一切可逆熱機(jī)ηtR=

ηtC2

、不可逆熱機(jī)ηtIR

<同熱源間工作可逆熱機(jī)ηtR,ηtIR<ηtR=

ηtC在給定的溫度界限間工作的一切熱機(jī)，ηtC最高

熱機(jī)極限

四、卡諾定理小結(jié)

例1-19

設(shè)工質(zhì)在恒溫?zé)嵩碩1=800K和恒溫冷源T2=200K間按熱力循環(huán)工作，視為理想情況無任何不可逆損失，已知吸熱量為200kJ,求循環(huán)熱效率和凈功。

解

兩個(gè)熱源間可逆循環(huán)的熱效率與卡諾循環(huán)熱效率相同

本章小結(jié)1.熱能轉(zhuǎn)換的基本概念2.熱力學(xué)第一定律3.理想氣體的熱力性質(zhì)及過程4.熱力學(xué)第二定律習(xí)題與思考題1.準(zhǔn)平衡過程與可逆過程有何區(qū)別？2.將滿足下列要求的多變過程表示在p-v圖、T-s圖上（工質(zhì)為空氣）。（1）工質(zhì)升壓、升溫、放熱；（2）工質(zhì)膨脹、降溫、放熱；

第二章傳熱學(xué)基礎(chǔ)學(xué)習(xí)目標(biāo)：1.了解傳熱學(xué)研究對象及方法2.理解導(dǎo)熱概念及影響因素3.理解換熱概念及影響因素4.理解輻射概念及影響因素重難點(diǎn)：1.導(dǎo)熱基本定律2.各類換熱計(jì)算方法3.黑體輻射及輻射換熱計(jì)算方法2-5傳熱過程和換熱器第二章傳熱學(xué)基礎(chǔ)2-2導(dǎo)熱2-3對流換熱2-4輻射換熱2-1基本概念熱傳導(dǎo)：簡稱“導(dǎo)熱”

，是指溫度不同的各部分物質(zhì)僅由于直接接觸

，沒有相對宏觀運(yùn)動(dòng)時(shí)所發(fā)生的熱能傳遞現(xiàn)象。1.定義和特點(diǎn)包括溫度分布不均勻的物體內(nèi)部，以及不同溫度的物體間的接觸。特點(diǎn)物質(zhì)

無宏觀運(yùn)動(dòng)

溫差2.1.1

熱傳導(dǎo)l通過組成物質(zhì)的分子或原子的熱運(yùn)動(dòng)，

以內(nèi)能的形式傳遞。l物質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)之間的相互作用

，能量較大的質(zhì)點(diǎn)向能量較低的質(zhì)點(diǎn)傳輸能量。2.物理本質(zhì)熱流的方向:沿著垂直于等溫面的方向

指向溫度減小的方向一維熱傳導(dǎo)熱傳導(dǎo)導(dǎo)熱與物體內(nèi)的溫度分布密切相關(guān)，在某一時(shí)刻，物體內(nèi)各點(diǎn)的溫度分布稱為物體在該時(shí)刻的溫度場。溫度場是時(shí)間和空間的函數(shù)，根據(jù)物體內(nèi)溫度是否隨時(shí)間變化，分為穩(wěn)態(tài)溫度場和非穩(wěn)態(tài)溫度場。不隨時(shí)間變化的溫度場稱為穩(wěn)態(tài)溫度場，在直角坐標(biāo)系中，穩(wěn)態(tài)溫度場可表示為

式中，t——表示溫度；x，y，z——空間直角坐標(biāo)。

隨時(shí)間變化的溫度場稱為非穩(wěn)態(tài)溫度場，可表示為穩(wěn)態(tài)溫度場中的導(dǎo)熱稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，非穩(wěn)態(tài)溫度場中的導(dǎo)熱稱為非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。式中，τ——表示時(shí)間。

1.溫度場

在某一特定時(shí)刻，溫度場中溫度相同的點(diǎn)所連成的線稱為等溫線，溫度場中溫度相同的點(diǎn)所連成的面稱為等溫面。一組等溫面（線）可以用來描述物體的溫度場。2.溫度梯度3.熱流密度

圖2-1

溫度梯度與熱流密度的方向

在某一特定時(shí)刻，溫度場中溫度相同的點(diǎn)所連成的線稱為等溫線，溫度場中溫度相同的點(diǎn)所連成的面稱為等溫面。一組等溫面（線）可以用來描述物體的溫度場。4.熱導(dǎo)率

圖2-2

熱導(dǎo)率與溫度的關(guān)系

圖2-3

不同物質(zhì)熱導(dǎo)率隨溫度的變化規(guī)律材料的熱導(dǎo)率表示物體材料的導(dǎo)熱能力，用λ表示，單位為W/(m?K)，熱導(dǎo)率越大，材料的導(dǎo)熱能力越強(qiáng)。熱對流

流體各部分之間發(fā)生相對位移時(shí)，冷熱流體相互摻混所引起的熱量傳遞過程稱為熱對流熱空氣受煙囪

冷向下沉氣流冷空氣受熱上

升特點(diǎn)：1)僅能發(fā)生在流體中

2)是流體宏觀運(yùn)動(dòng)引起的能量傳遞與流體中溫度不同的各部分之間分子導(dǎo)熱共同作用的結(jié)果2.1.2對流傳熱

當(dāng)流體流過固體表面時(shí)，緊貼物體表面的流體由于黏滯作用處于靜止?fàn)顟B(tài)，以導(dǎo)熱的方式進(jìn)行熱量傳遞；固體表面以外的流體具有宏觀運(yùn)動(dòng)，以熱對流的方式進(jìn)行熱量傳遞，這種傳熱現(xiàn)象在傳熱學(xué)中稱為對流換熱。對流換熱的熱流量及熱流密度的計(jì)算公式為熱輻射輻射：物體通過電磁波來傳遞能量的方式；熱輻射：物體由于熱的原因向外發(fā)出的輻射；輻射傳熱：物體間以輻射形式進(jìn)行的熱量交換2.1.3輻射傳熱熱輻射具有以下特點(diǎn)：（1）熱輻射可以在真空中傳播，不依靠中間介質(zhì)，如太陽輻射。（2）熱輻射過程伴隨著熱能與輻射能之間的相互轉(zhuǎn)化。（3）任何物體都在不斷地發(fā)射熱輻射和吸收熱輻射，其熱量傳遞是雙向的。當(dāng)一個(gè)物體向另一個(gè)物體發(fā)出熱輻射的同時(shí)，也在吸收對方物體發(fā)出的熱輻射。

單位時(shí)間內(nèi)投射到單位面積物體表面上的全波長范圍內(nèi)的輻射能稱為投入輻射，用G表示，單位為W/m2。當(dāng)熱輻射能G投射到物體表面上時(shí)，被物體吸收、反射和透射的部分分別用Ga、Gρ和Gτ表示。α、ρ、τ分別稱為物體對投射輻射能的吸收比、反射比與透射比Ga+Gp+Gτ=G1.吸收、反射與透射

吸收比α=1，這樣的物體稱為黑體；反射比ρ=l的物體稱為鏡體（漫反射時(shí)稱為白體）；透射比τ=l的物體稱為絕對透明體。黑體：能吸收投入到其表面上的所有熱輻射能的物體。

黑體是一種理想物體，它的輻射能力只與溫度有關(guān)。當(dāng)光譜輻射特性不隨波長而變化的假想物體，稱為灰體黑體、鏡體、絕對透明體與灰體都是理想物體，在自然界中并不存在。2.立體角在半徑為r的球面上，面積A與球心所對應(yīng)的空間角稱為立體角，用Ω表示，單位為球面度，用Sr表示。如圖2-6所示半徑r的球面上，在（θ，φ）方向的微元面積dA2對應(yīng)的微元立體角為dΩ。3.輻射力圖2.4黑體在波段λ1~λ2內(nèi)的輻射力示意圖輻射力指單位時(shí)間內(nèi)單位面積的物體表面向半球空間發(fā)射的全部波長的輻射能的總和，用符號E表示，單位為W/m2。光譜輻射力指單位時(shí)間內(nèi)單位面積的物體表面向半球空間發(fā)射的某一波長的輻射能，用符號Eλ表示，單位為W/m3。定向輻射力指單位時(shí)間內(nèi)單位面積物體表面向θ方向發(fā)射的單位立體角內(nèi)的全部波長的輻射能，用符號Eθ表示，單位是W/（m2?Sr）。輻射力與光譜輻射力、定向輻射力之間的關(guān)系可表示為4.輻射強(qiáng)度

式中，dΦ——單位時(shí)間內(nèi)微元面dA1向微元球面dA2所發(fā)射的輻射能，如右圖所示；dA1cosθ為dA1在θ方向的投影面積。

如圖所示，dA1在（θ，φ）方向的輻射強(qiáng)度L（θ，φ）指單位投影面積所發(fā)出的包含在單位立體角內(nèi)的所有波長的輻射能，單位為W/(m2?Sr)，可表示為:2-5傳熱過程和換熱器2-2導(dǎo)熱2-3對流換熱2-4輻射換熱2-1基本概念1822年，法國數(shù)學(xué)家傅里葉在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)的導(dǎo)熱基礎(chǔ)定律：

單位時(shí)間內(nèi)通過單位截面積所傳導(dǎo)的熱量，正比于當(dāng)?shù)卮怪庇诮孛娣较蛏系臏囟茸兓?.傅里葉導(dǎo)熱定律數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家

1768-18302.2.1

導(dǎo)熱基本定律2.傅里葉導(dǎo)熱定律數(shù)學(xué)表達(dá)式

一個(gè)完整的導(dǎo)熱數(shù)學(xué)模型包括導(dǎo)熱微分方程式和單值性條件兩個(gè)方面。根據(jù)導(dǎo)熱基本定律，計(jì)算物體的導(dǎo)熱熱流量，必須知道物體的溫度場。求解物體溫度場的數(shù)學(xué)表達(dá)式稱為導(dǎo)熱微分方程式。對于一個(gè)各向同性連續(xù)介質(zhì)、含內(nèi)熱源的三維非穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題，首先選用合適的坐標(biāo)系，選取微元體作為研究對象，建立微元體的熱平衡方程式：根據(jù)傅里葉定律及已知條件，對熱平衡方程式進(jìn)行整理可得導(dǎo)熱微分方程式：2.2.2

導(dǎo)熱數(shù)學(xué)模型

導(dǎo)熱微分方程式是描述物體的溫度隨空間和時(shí)間變化的一般性關(guān)系式，有無窮多個(gè)解。為了描寫某個(gè)具體的導(dǎo)熱過程，除了給出導(dǎo)熱微分方程式之外，還必須說明導(dǎo)熱過程的具體條件，即單值性條件，使導(dǎo)熱微分方程式具有唯一解。單值性條件一般包括：幾何條件、物理?xiàng)l件、時(shí)間條件和邊界條件。邊界條件：導(dǎo)熱物體邊界處的溫度狀態(tài)以及與周圍環(huán)境之間的傳熱狀況，常見的分為三類第一類邊界條件：給定邊界上的溫度分布tw1t

=

tw1

t

=

tw

2x

=

0,x

=

δ

,t

w

=

f

(τ

)tw2x0δ第二類邊界條件給定邊界上的熱流密度x

=

δ

,

-λ

qwx0δ第三類邊界條件給定了邊界上物體與周圍流體間的表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)以及流體溫度x

=

δ,

-

λqw0

=

h(twh

tfh

,

t

f

?

t

?

x-t

f

)x

=

δxδ

2.2.3穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

溫度場不隨時(shí)間變化的導(dǎo)熱過程稱為穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。1.平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱當(dāng)平壁的寬度和高度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于厚度（一般10倍以上）時(shí)，稱為無限大平壁或大平壁，生活中常見的保溫墻壁、鍋爐壁均屬于大平壁。下面介紹根據(jù)導(dǎo)熱數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解的一般過程。（1）單層平壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

如下圖所示，已知平壁表面積為A，壁厚為δ，熱導(dǎo)率λ為常數(shù)，設(shè)平壁兩側(cè)分別維持均勻恒定的溫度tw1，tw2且tw1＞tw2，無內(nèi)熱源。選取直角坐標(biāo)系，以垂直于壁面方向?yàn)閤軸，根據(jù)已知條件，平壁內(nèi)的溫度只沿x方向變化，屬于無內(nèi)熱源的一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱。1）建立導(dǎo)熱過程數(shù)學(xué)模型。

該導(dǎo)熱過程的微分方程為定解條件為2）求解數(shù)學(xué)模型，得到物體的溫度場。用直接積分法求導(dǎo)熱過程的微分方程，得通解

代入定解條件，得將C1，C2代入通解，得平壁溫度場函數(shù)為平壁內(nèi)的溫度呈線性分布，斜率為3）根據(jù)傅里葉定律確定通過平壁的熱流分布。將上式代入傅里葉定律，得通過平壁的熱流密度和熱流量2.圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱

1）建立單層圓筒壁導(dǎo)熱過程數(shù)學(xué)模型。根據(jù)已知條件，壁內(nèi)的溫度只沿徑向變化，則圓筒壁內(nèi)的導(dǎo)熱為一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，選取圓柱坐標(biāo)系。導(dǎo)熱微分方程式為：邊界條件為：

生活和生產(chǎn)中廣泛存在圓筒壁導(dǎo)熱現(xiàn)象，如各類蒸汽管道、供暖熱水管道及燃?xì)廨斔凸艿赖取Ｏ旅娓鶕?jù)導(dǎo)熱微分方程式和邊界條件分析圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱流量及壁內(nèi)溫度分布。

（1）單層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱已知一圓筒壁的熱導(dǎo)率λ取定值，長度為l，內(nèi)、外半徑分別為r1，r2，內(nèi)、外壁面維持均勻恒定的溫度tw1，tw2，且tw1＞tw2。無內(nèi)熱源（qv=0），如下圖所示2）求解數(shù)學(xué)模型，得到物體的溫度場。對上述微分方程進(jìn)行兩次積分，并代入邊界條件，可得圓筒壁的溫度場可見，壁內(nèi)的溫度分布為對數(shù)曲線。溫度沿r方向的變化率為上式說明，溫度變化率的絕對值沿r方向逐漸減小。3）根據(jù)傅里葉定律確定通過平壁的熱流分布。根據(jù)傅里葉定律，通過圓筒壁徑向的熱流密度和熱流量為單位長度圓筒壁的熱流量為（2）多層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱運(yùn)用單層圓筒壁穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱阻的概念，進(jìn)一步分析多層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱熱流量。圖示為三層圓筒壁，各層的熱導(dǎo)率λ1、λ2、λ3取定值，內(nèi)、外壁面維持均勻恒溫tw1、tw4，無內(nèi)熱源。根據(jù)已知條件，通過各層圓筒壁的熱流量相等，屬于多層圓筒壁一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題?？倢?dǎo)熱熱阻等于各層導(dǎo)熱熱阻之和。根據(jù)已知條件，通過各層圓筒壁的熱流量相等，屬于多層圓筒壁一維穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱問題。總導(dǎo)熱熱阻等于各層導(dǎo)熱熱阻之和

以此類推，n層多層圓筒壁的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱，單位管長的熱流量為1422-5傳熱過程和換熱器2-2導(dǎo)熱2-3對流換熱2-4輻射換熱2-1基本概念

對流是指流體

（gas/liquid）

中溫度不同部分相互混合的宏觀對流運(yùn)動(dòng)引起的熱能傳遞現(xiàn)象。運(yùn)動(dòng)的流體質(zhì)點(diǎn)以內(nèi)

能的形式把熱量帶走1.

定義2.3.1對流換熱的影響因素對流傳熱:

流體流經(jīng)固體時(shí)

，

流體與固體表面之間

（如攪

拌中的勺子和咖啡之間）的熱量傳遞現(xiàn)象。對流傳熱與熱對流不同

，

既有熱對流

，

也有導(dǎo)熱；

不是基本傳熱方式。3、

由于流體的粘性和受壁面摩擦阻力的影響

，

緊貼壁面處會(huì)形成速度梯度很大的邊界層。1、

導(dǎo)熱與熱對流同時(shí)存在的復(fù)雜熱能傳遞過程;+

溫差流體2、2.對流傳熱的特點(diǎn)宏觀相對運(yùn)動(dòng)+直接接觸

利用風(fēng)扇冷卻；

發(fā)動(dòng)機(jī)燃?xì)鈱κ冶?、?/p>

生冷卻液對室壁；

熱交換器(空氣預(yù)冷器、

燃?xì)鉄崴?、暖氣片?/p>

……)；

飛行器再入大氣層；……再生冷卻結(jié)構(gòu)空氣預(yù)冷器

飛行器再入大氣層3.應(yīng)用實(shí)例強(qiáng)迫對流（

Forced

Convection）：由外力（如

：泵、風(fēng)機(jī)、

水壓頭）作用所產(chǎn)生的流動(dòng)。自然對流

（

Natural

Convection）

：

流體因各部分溫度不

同而引起的密度差異在重力作用下所產(chǎn)生的流動(dòng)。強(qiáng)制對流

自然對流h強(qiáng)制h自然4.分類(1)流動(dòng)起因?qū)恿?/p>

：整個(gè)流場呈一簇互相平行的流線湍流

：流體質(zhì)點(diǎn)做復(fù)雜無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)h湍流

h層流(2)流動(dòng)狀態(tài)（流動(dòng)型態(tài)

，

流型）(3)流體有無相變單相換熱相變換熱：

凝結(jié)、

沸騰、

升華、

凝固、

融化等

凝結(jié)微小通道內(nèi)流動(dòng)沸騰過程的不同流型

影響對流換熱的物性參數(shù)主要有熱導(dǎo)率λ、密度p、比熱容c、動(dòng)力黏度η等。流體的熱導(dǎo)率越大，緊貼壁面流層的導(dǎo)熱熱阻越小，對流換熱越強(qiáng)烈。流體的密度和比熱容數(shù)值越大，單位體積流體熱容量越大，對流換熱越強(qiáng)。流體的黏度越大，流動(dòng)邊界層越厚，導(dǎo)致流體對流換熱減弱。（4）流動(dòng)的物理性質(zhì)內(nèi)部流動(dòng)對流傳熱：

管內(nèi)或槽內(nèi)外部流動(dòng)對流傳熱：外掠平板、

圓管、

管束或其他構(gòu)型（5）傳熱表面的幾何因素：汽車外部空氣流動(dòng)彎管內(nèi)氣體的流動(dòng)傳熱內(nèi)部流動(dòng)

外部流動(dòng)

2.3.2邊界層理論1904年德國科學(xué)家普朗特提出由于流體粘性作用，

在靠近壁面處流體速度和溫度會(huì)發(fā)生顯

著變化

，

這個(gè)發(fā)生顯著變化的薄層

，

稱為邊界層

，

分為流動(dòng)

（速度）

邊界層和溫度邊界層。特點(diǎn)：

在邊界層中

，各種物理量在厚度方向的變化遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于

其在流動(dòng)方向上的變化。（1）

速度邊界層（Velocity

boundary

layer）定義：

靠近壁面處流體速度發(fā)生顯著變化的薄層速度邊界層厚度：

規(guī)定達(dá)到主流速度99％處至固體壁面的垂直距離

，記為δ結(jié)構(gòu)：

邊界層

=層流邊界層+過渡區(qū)+湍流邊界層臨界雷諾數(shù)Rec

粘性底層（層流底層）l

邊界層厚度δ與壁的定性尺寸l相比極小

，

δ<<ll

邊界層內(nèi)存在較大的速度梯度l

在邊界層內(nèi)

，

流動(dòng)狀態(tài)分為層流、

過渡流和紊流；

紊流邊

界層內(nèi)緊貼壁面處仍有極薄層保持層流狀態(tài)

，

稱為粘性底

層（層流底層）

；（1）

速度邊界層（Velocity

boundary

layer）流場可以劃分為邊界層區(qū)與主流區(qū)

邊界層區(qū)：

用粘性流體運(yùn)動(dòng)微分方程組(NS方程)描述

主流區(qū)：

用理想流體運(yùn)動(dòng)的微分方程(歐拉方程)描述

不可壓縮、不計(jì)粘性假設(shè)來流流體溫度為tf，

tf

≠tw

，則有熱量傳遞定義：

靠近壁面處流體溫度發(fā)生顯著變化的薄層熱邊界層厚度：

規(guī)定過余溫度[

θ=t–

tw=0.99

（

t

f

–

tw

）

]達(dá)到主流過余溫度99％處至固體壁面的垂直距離，記為δty

=

0,

θw

=t

-

tw

=

0y

=

δt

,

θ=t

-

tw

=

0

.99θ∞

tw

tf（2）

熱邊界層（Thermal

boundary

layer）l

熱邊界層是流動(dòng)邊界層概念在非等溫流動(dòng)情況下的推廣。l

運(yùn)用熱邊界層的特性

，

簡化能量方程

，

仿照流動(dòng)邊界層的

計(jì)算方法

，

可以進(jìn)行對流傳熱的計(jì)算

，確立溫度分布。l

在熱邊界層之外

，

溫度梯度和熱阻都可忽略。l

關(guān)于對流傳熱的研究

，僅限于溫度邊界層范圍之內(nèi)。（2）

熱邊界層（Thermal

boundary

layer）(層流、0.6

≤

Pr≤

50)層流：

溫度呈拋物線分布湍流：

溫度呈冪函數(shù)分布湍流邊界層貼壁處的溫度梯

度明顯大于層流時(shí)的故

：湍流換熱比層流換熱強(qiáng)！δ與δt

的關(guān)系：

分別反映流體分子和流體微團(tuán)的動(dòng)量擴(kuò)散和δ

≈

Pr

-1

3熱量擴(kuò)散的深度δt2.3.3.對流換熱的數(shù)學(xué)模型1.對流換熱微分方程組假設(shè)圖中平板垂直于紙面方向無限寬，壁面具有恒定的溫度tw，熱邊界層外主流區(qū)的流體溫度為t∞。

當(dāng)流體掠過平板壁面時(shí)，根據(jù)流體連續(xù)性介質(zhì)假設(shè)和黏性力的作用，與平板壁面接觸的流體是靜止的，速度為零。緊貼壁面處依靠導(dǎo)熱進(jìn)行熱量傳遞，根據(jù)導(dǎo)熱傅里葉定律，平板壁面任意位置x處的局部熱流密度為按照牛頓冷卻公式:根據(jù)上邊兩個(gè)公式，可求得局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)如果熱流密度、表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)、溫度梯度及溫差都取整個(gè)壁面的平均值，則上式可寫成由上式可知，流體表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)除了受熱導(dǎo)率、溫差影響之外，還受流體的溫度場的影響。

由于流體的溫度場和速度場緊密相關(guān)。對流換熱的微分方程包括描寫描寫流體溫度場和速度場關(guān)系的能量微分方程以及流體速度場的連續(xù)性微分方程和動(dòng)量微分方程。（1）連續(xù)性微分方程

在一般工作狀態(tài)下（定常流動(dòng)），流體基本上是不可壓縮的，同時(shí)，流體又是連續(xù)的，不可能有間隙存在。從流場中任意取一個(gè)微元體，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)流入與流出微元體各方向的質(zhì)量流量一定相等。對于不可壓縮流體定常流動(dòng)，二維流動(dòng)連續(xù)性方程為式中，u——x方向的速度；v——y方向的速度。（2）動(dòng)量微分方程

根據(jù)牛頓第二定律，作用在物體上的合外力的大小等于物體在力的作用方向上的動(dòng)量變化率，根據(jù)流場中微元體的動(dòng)量守恒可以導(dǎo)出動(dòng)量微分方程，形式如下：x方向的動(dòng)量微分方程為y方向動(dòng)量微分方程為動(dòng)量微分方程式表示微元體動(dòng)量的變化等于作用在微元體上的外力之和

其中，根據(jù)導(dǎo)熱微分方程，單位時(shí)間內(nèi)由導(dǎo)熱進(jìn)入微元體的凈熱量為單位時(shí)間內(nèi)，由對流進(jìn)入微元體的凈熱量Φh等于從x方向和y方向凈進(jìn)入微元體的質(zhì)量所攜帶的能量之和，即單位時(shí)間內(nèi)微元體熱力學(xué)能的增加為將式(b)、(c)、(d)代入能量守恒表達(dá)式(a)，得根據(jù)連續(xù)性微分方程，將上式簡化為以上連續(xù)性微分方程式，動(dòng)量微分方程式，能量微分方程共同構(gòu)成了對流換熱微分方程組2.對流換熱的單值性條件

對于一個(gè)具體的對流換熱過程，除了給出微分方程組外，還必須給出單值性條件，才能構(gòu)成其完整的數(shù)學(xué)描述。對流換熱過程的單值性條件包含幾何條件、物理?xiàng)l件、時(shí)間條件和邊界條件4個(gè)方面。為了減少對流換熱微分方程組中變量的個(gè)數(shù)，使求解結(jié)果更具有代表性，引入特征數(shù)。特征數(shù)是由一些物理量組成的無量綱的數(shù)，使方程組無量綱化，可以用特征數(shù)函數(shù)的形式表示對流換熱的解，稱為特征數(shù)關(guān)聯(lián)式。3.對流換熱特征數(shù)關(guān)聯(lián)式2.3.4單相流體強(qiáng)迫對流換熱1.外掠壁面強(qiáng)迫對流換熱根據(jù)壁面幾何形狀，通常有流體外掠平板、橫掠單管與管束的對流換熱。層流向湍流轉(zhuǎn)變的臨界雷諾數(shù)

外掠平板的流動(dòng)狀態(tài)：層流、層流與湍流混合u∞

,

t∞不同圓周位置的局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)隨雷諾數(shù)和

與來流夾角的大小而變

化。二、橫掠單管強(qiáng)制對流傳熱圓周位置與來流夾

角的關(guān)系橫掠單管示意圖u∞

,

t∞三、橫掠管束的強(qiáng)制對流傳熱順排叉排一

、

管內(nèi)強(qiáng)制對流的流動(dòng)狀態(tài)采用雷諾數(shù)判斷

{

Re

≤

2300

層流2300<Re

<104

過渡區(qū)Re

≥

104

湍流x

流動(dòng)入口段

流動(dòng)充分發(fā)展段二、

管內(nèi)流動(dòng)與換熱的入口段和充分發(fā)展段1.

流動(dòng)的入口段管內(nèi)湍流時(shí)的速度分布湍流

10≤lf

/

d

≤60管內(nèi)層流流動(dòng)的邊界層的發(fā)展層流

lf

/

d

≈0.05Reru∞δ中國大學(xué)MOOCuu

t

δtr

tw

tt∞R0

x

換熱入口段

換熱充分發(fā)展段層流

lt

/d

≈0.05RePr湍流

10≤lt

/d

≤60管內(nèi)熱邊界層的發(fā)展002.

換熱的入口段

t

δtr

tw

tt∞R0

x

換熱入口段

換熱充分發(fā)展段000

局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)沿管長的變化

xhx換熱面的熱流密度

均勻

如：

外表面采用電加熱三、兩種典型的熱邊界條件1.

均勻熱流Δt

=tw

-

tf表面的溫度近似均勻如：

外表面為沸騰或凝結(jié)傳熱2.

均勻壁溫自然對流換熱

：

流體因各部分溫度不同而引起的密度差異所產(chǎn)生的浮升力(buoyancy

force)而引起的流動(dòng)。2.3.5自然對流換熱（1）

物理本質(zhì)靜止的流體

，

與不同溫度的固體壁面相接觸

，

熱邊界層內(nèi)、

外的密度差形

成浮升力（或沉降力）

，

導(dǎo)致流動(dòng)。其中：α為體積膨脹系數(shù)

[1/K]ρ為流體的密度

[kg/m3]g為重力加速度

[m/s2]ΔT為固體壁面與流體的溫差

[K]fB

(

f

p)g

apgAT（1）

物理本質(zhì)simulationcase用干涉儀記錄的空氣自然對流流動(dòng)時(shí)水平圓柱體周圍的等溫線（1）

物理本質(zhì)（根據(jù)流動(dòng)是否有表面邊界可分為兩類：l有表面邊界的自然對流。

e.g.：

熱的垂直平板上的邊界層發(fā)展l無表面邊界的自然對流：

最終會(huì)由于粘性作用和周圍流體的冷卻

，導(dǎo)致浮力減小

，逐漸消失。一般地

，不均勻溫度場僅發(fā)生在靠近換熱壁面的薄層之內(nèi)。（2）

分類l旺盛湍流時(shí)

，

局部表面?zhèn)鳠嵯禂?shù)幾乎是常量（2）

分類l自然對流亦有層流和湍流之分l層流時(shí)

，

傳熱熱阻主要取決于薄層的厚度

當(dāng)流體與溫度不同的壁面接觸，在壁面附近的流體溫度發(fā)生變化，進(jìn)而引起密度變化，在重力場作用下產(chǎn)生浮升力，使流體發(fā)生流動(dòng)，形成自然對流，引起熱量交換，這種于自然對流而產(chǎn)生的換熱過程就稱為自然對流換熱。1.相似原理

任何一個(gè)物理現(xiàn)象都可描述為物理量隨時(shí)間和地點(diǎn)變化的過程，如果同類物理現(xiàn)象之間對應(yīng)的同名物理量在所有對應(yīng)瞬間、對應(yīng)地點(diǎn)的數(shù)值都成比例，則稱為物理現(xiàn)象相似。2.3.6對流換熱的實(shí)驗(yàn)研究（1）幾何相似圖形各對應(yīng)邊成比例

cl

—相似倍數(shù)模型與原型的全部對應(yīng)線性長度比例相等

，則

夾角相等2h'cahb'（2）物理量場相似

1同名的物理量在所有對應(yīng)時(shí)刻、對應(yīng)地點(diǎn)的數(shù)值成比例。e.g.:流體在圓管內(nèi)穩(wěn)態(tài)流動(dòng)

2時(shí)速度場相似

，則：212lr（3）

物理現(xiàn)象相似——概念對于同類的物理現(xiàn)象

，在相應(yīng)的時(shí)刻和相應(yīng)的地點(diǎn)上與現(xiàn)象有關(guān)的物理量對應(yīng)成比例。同類現(xiàn)象是指用相同形式和內(nèi)容的微分方程式

（控制方程+

單值性條件方程）

所描述的現(xiàn)象?，F(xiàn)象2現(xiàn)象1（4）物理現(xiàn)象相似——特性兩相似的物理現(xiàn)象，其與現(xiàn)象有關(guān)的物理量一一對應(yīng)成比例，但是各比例系數(shù)不是任意的，它由描述現(xiàn)象的微分方程相互

制約，該制約關(guān)系可由相似特征數(shù)表示。

同名特征數(shù)對應(yīng)相等；

各特征數(shù)之間存在著函數(shù)關(guān)系相似原理表述物理現(xiàn)象相似的性質(zhì)、

相似特征數(shù)間的關(guān)系

及相似判別的準(zhǔn)則。（4）物理現(xiàn)象相似——條件

同名的已定特征數(shù)相等

單值性條件相似：常物性流體外掠平板對流傳熱Nu

=f

(Re,Pr

)幾何條件、

物理?xiàng)l件、

初始條件、

邊界條件（5）

相似原理的作用實(shí)驗(yàn)中只需測量各特征數(shù)所包含的物理量按特征數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

，

得到關(guān)聯(lián)式可以在相似原理的指導(dǎo)下采用模化試驗(yàn)解決了實(shí)驗(yàn)中測量哪些物理量的問題解決了實(shí)驗(yàn)中如何整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的問題解決了實(shí)物試驗(yàn)很困難或太昂貴的情況下，如何進(jìn)行試驗(yàn)的問題2.相似原理對實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)（1）模型實(shí)驗(yàn)設(shè)置

根據(jù)相似原理，首先需要設(shè)置與實(shí)際原型對流換熱過程相似的模型實(shí)驗(yàn)，模型實(shí)驗(yàn)中的對流換熱過程必須滿足同類物理現(xiàn)象、單值性條件相似和同名已定特征數(shù)相等3個(gè)物理現(xiàn)象相似條件。

（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的整理

通過實(shí)驗(yàn)研究確定待定特征數(shù)與已定特征數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系，即特征數(shù)關(guān)聯(lián)式的函數(shù)形式。2-5傳熱過程和換熱器2-2導(dǎo)熱2-3對流換熱2-4輻射換熱2-1基本概念物體之間通過熱輻射交換熱量的過程。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到熱平衡時(shí)，輻射換熱量為零，

但熱輻射仍然不斷進(jìn)行。輻射換熱－Radiation

heat

transferl

絕對零度以上的物體都會(huì)產(chǎn)生熱輻射；l

傳播無需介質(zhì)

，

真空傳播更有效；l

輻射能與溫度和波長均有關(guān)；l

具有強(qiáng)烈的方向性；l

輻射換熱過程存在能量

形式的轉(zhuǎn)換2.熱輻射的特點(diǎn)指能吸收投入到其表面上的所有熱輻射能的理想物體(

α=1）

。黑體模型5.

黑體

式中：λ—

波長，mT

—

黑體溫度，Kc1

—第一輻射常數(shù)，3.742

×

10-16

W.m2；c2

—第二輻射常數(shù)，1.4388

×

10-2

m.K；揭示了黑體輻射能的光譜特性

，

即黑體的光譜輻射力Ebλ隨

波長和溫度變化的規(guī)律

，

即

Eb入f(入,

T)1.普朗克定律（

Planck,s

Law）2.4.1黑體輻射的基本定律對應(yīng)黑體最大光譜輻射力的

波

長

λ

m

與

溫

度

的

關(guān)

系

（）入nnax

T

2.897610

-3[m

·

K]溫度越高

，

黑體的光譜輻射力越大；一定溫度下

，

黑體的光譜輻射力隨波長的增加而

“先增后減”2.維恩位移定律其中：

σ-

Stefan-Boltzmann常數(shù)

，

5.67×

10-8

W/(m2·K4)溫度提高一倍

，

輻射力增加16倍特定波段的黑體輻射力：揭示了黑體輻射能的特性

，

即黑體的輻射力Eb隨波長和溫度變化的規(guī)律

，

即3.斯忒潘-玻耳茲曼定律（Stefan-Boltzmann’s

Law）黑體輻射函數(shù)：

特定波段黑體輻射力與相同溫度下全波段黑體輻射力σT4的百分比3.斯忒潘-玻耳茲曼定律（Stefan-Boltzmann’s

Law）黑體輻射函數(shù)：

特定波段黑體輻射力與相同溫度下全波段黑體輻射力σT4的百分比特定波段的黑體輻射力=黑體輻射函數(shù)×黑體輻射力σT4Eb

(入1入2)Fb

(入1

-

入2)

·Eb Fb

(入1

-

入2)

·

OT43.斯忒潘-玻耳茲曼定律（Stefan-Boltzmann’s

Law）說明1879年由Stefan根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果提出，1884年由Boltzmann用理論分析法

予以證實(shí)；JosephStefan(1835-1893)Planck定律和Stefan-Boltzmann定律的關(guān)系3.斯忒潘-玻耳茲曼定律（Stefan-Boltzmann’s

Law）Ludwig

Boltzmann(1844-1906)遵守蘭貝特定律的黑體輻射

，

半球輻射力等于定向輻射強(qiáng)度的π倍。半球空間所有波長輻射能量的總和（半球輻射力E）4.

Lambert定律基爾霍夫（

Kirchhoff）定律1859年

，

Kirchhoff（德國物理學(xué)家

，

當(dāng)時(shí)25

歲）

提出了Kirchhoff定律。熱輻射的發(fā)射物體間的輻射換熱GustavRobert

Kirchhoff1824.3.12–1887.10.17Kirchhoff定律熱輻射的吸收5.基爾霍夫（

Kirchhoff）

定律建立了實(shí)際物體輻射力與吸收比的關(guān)聯(lián)l

發(fā)射率：物性參數(shù)

，

與外界無關(guān)l

吸收比：與波長無關(guān)/與外界無關(guān)具有漫反射特性的灰體（漫灰體）

嚴(yán)格滿足基爾霍夫定律漫射灰體的吸收比與發(fā)射率之間的關(guān)系Notes:(1)漫射表面：指發(fā)射或反射的定向輻射強(qiáng)度與空間方向無關(guān)，即符合

Lambert定律的物體表面；(2)灰體：指光譜吸收比與波長無關(guān)的物體，其發(fā)射和吸收輻射與黑體在

形式上完全一樣，只是減小了一個(gè)相同的比例。Kirchhoff定律的三種表述l

“善輻射者必善吸收“l(fā)

大多數(shù)工業(yè)領(lǐng)域溫度范圍內(nèi)（

<2000K）

的物體均可視為

漫灰體；l

研究物體表面對太陽輻射的吸收時(shí)不適用

，

α≠ε

白漆、黑漆常溫下發(fā)射率

=0.9，但是吸收比差異

大；

太陽能集熱器；

Kirchhoff定律的幾點(diǎn)說明

溫室效應(yīng)：暖房：玻璃對太陽輻射具有強(qiáng)烈的選擇性吸收

—

大部分太陽輻射（0

.2~

2μm）

穿透玻璃，

而內(nèi)部的物體熱輻

射

(≥3μm）穿透率低。地球：CO2

、CFC制冷劑（R12等）對≥3μm的紅外波段吸收率高，而對于太

陽輻射穿透率高—

溫室效應(yīng)。1.角系數(shù)的定