热力学基本状态参数
功和热量
1-1 工质和热力系
一、工质、热机、热源与冷源
1、热机（热力发动机）：实现热能转换为机械能的设备。
如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机、航空发动机等。
2、工质:实现热能转换为机械能的媒介物质。
对工质的要求:
1）良好的膨胀性; 2）流动性好；3）热力性质稳定,热容量大；4）安全对环境友善；5）价廉，易大量获取。如电厂中的水蒸汽；制冷中的氨气等。
问题：为什么电厂采用水蒸汽作工质
3、高温热源：不断向工质提供热能的物体（热源）。
如电厂中的炉膛中的高温烟气
4、低温热源：不断接收工质排放热的物体（冷源）
如凝汽器中的冷却水
二、热力系统
1、热力系统和外界概念
热力系:人为划分的热力学研究对象(简称热力系）。
外界:系统外与之相关的一切其他物质。
边界:分割系统与外界的界面。在边界上可以判断系统与外界间所传递的能量和质量的形式和数量。边界可以是实际的、假想的、固定的，或活动的。
注意:热力系的划分，完全取决于分析问题的需要及分析方法的方便。它可以是一个设备（物体），也可以是多个设备组成的系统。
如：可以取汽轮机内的空间作为一个系统，也可取整个电厂的作为系统。
2、热力系统分类
按系统与外界的能量交换情况分
1）绝热系统：与外界无热量交换。
2）孤立系统：与外界既无能量（功量、热量）交换，又无质量交换的系统。
注意：实际中，绝对的绝热系和孤立系统是不存在的，但在某些理想情况下可简化为这两种理想模型。这种科学的抽象给热力学的研究带来很大的方便。
如：在计算电厂中的汽轮机作功时，通常忽略汽缸壁的散热损失，可近似看作绝热系统。状态及基本状态参数
状态参数特点
u状态参数仅决定于状态，即对应某确定的状态，就有一组状态参数。反之，一组确定的
状态参数就可以确定一个状态。状态参数的变化量仅决定于过程的初终状态，而与达到该状态的途径无关。因此，状态参数的变化量可表示为（以压力p为例）：
二、基本状态参数
1.表压与真空
表压力：当气体的压力高于大气压力时（称为正压），压力表的读数（pg），如锅炉汽包、主蒸汽的压力等。
有:pg=p-pb p的计算式：p=pg+pb
真空（度）：当气体的压力低于大气压力时（称为负压），负压表（真空表）的读数（pv），如凝汽器的压力、炉膛压力等。
有: pv=pb-p p的计算式：p=pb-pv
压力的单位
（1）国际制：1帕=1pa=1N/m2
1千帕=1kpa=103pa
1兆帕=1Mpa=106pa ; 1巴=1bar=105pa
（2）工程中可用液柱高和工程大气压表示压力大小。
1mmHg≈
1工程大气压=1at=1kg/cm2
（3）标准大气压：将纬度45o海平面上的常年平均气压称之，（物理大气压）
1标准大气压=1atm=760mmHg=
（4）标准状态: 处于1标准大气压下，温度为0 oC的状态.
各种压力单位与帕的换算关系
2、温度
（1）概念：
传统：标志物体冷热程度的物理量。
微观：衡量分子平均动能的量度。
（2）温标：温度的数值标尺。温标的建立是确定其基准点和分度方法，常用的有摄氏温标和热力学温标。
1）摄氏温标（t，℃）：
2）热力学温标（绝对温标、开尔文温标）（T，K）：
以水的三相点为基点，并定义为K,每1/为1K。
3）相互关系：基准点不同，但分度一样
热力学第零定律：如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。或表述为处于热平衡的物体必具有相同的温度。是温度测量的理论基础。温度的热力学定义：处于同一热平衡状态的各个热力系，必定有某一宏观特征彼此相同，用于描述此宏观特征的物理量——温度。
温度是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量
测温仪表
日常：水银温度计，酒精温度计，
工业：热电偶、热电阻、辐射温度计
计量：铂电阻温度计
3、比体积v （比容）
比体积：单位质量工质所占有的容积。
v=V/m 单位：(m3/kg)
密度ρ：单位容积内工质的质量。
ρ=m/V单位：(kg/m3)
相互关系：ρv=1即互为倒数
例题分析
例题1-1：如图所示,用水银压力计测量凝汽器的压力，已知测压计读数为706mmHg,当地大气压pb＝，求凝汽器的绝对压力、表压力和真空。
解：由于凝汽器内蒸汽的密度远小于水银的密度，忽略蒸汽高度产生的压力，
则凝汽器内真空:pv=706× =94110(Pa)
绝对压力力p＝pb-pv＝98070—94110＝3960(Pa)
凝汽器的表压力pg=p-pb=3960-98070=94110(Pa)
说明：凝汽器内的表压力为负值．称为负压，负压与真空的绝对数值是相等的。
例1-2
一台型号HGl021／—540／540的锅炉，其中指的是蒸汽的表压力为，当地大气压为750mmHg，试求蒸汽的绝对压力为多少
解：根据p=pb+pg，则绝对压力为
p=750×十×l06=×106(Pa) ＝18 .3Mpa
1-3 平衡状态和热力过程
1．平衡状态
（3）实现平衡的条件
热平衡：组成热力系统的各部分之间没有热量的传递。
力平衡：组成热力系统的各部分之间没有相对位移。
化学平衡：系统内各组成成分不再变化。
（4）平衡状态特点：1）只有平衡状态是可以描述的（有确定的状态参数）；2）平衡状态不会自行打破；3）非平衡状态会自动趋于平衡。
2、状态方程式
状态方程式：状态参数之间的函数关系式称为状态方程。
简单可压缩系统：系统和外界只有热量和体积变化功（膨胀功或压缩功）交换的系统。对这种系统只需两个独立的状态参数，便可确定它的平衡状态（由状态定理）。
3、状态参数坐标图
两个独立的状态参数可以确定一个状态，这样由任意两个相互独立的状态参数构成一个直角坐标图称为状态参数坐标图。常用的有p-v图和T-s图等.
坐标图上的一个点表示工质所处的一个状态，线表示某个热力过程。
点——状态（1、2）
线——热力过程（1—2）
二、热力过程和准平衡过程
实际过程与准平衡过程
(2)按过程与外界产生的效果分
1)可逆过程：一个过程进行以后，若使其原路返回至原态，并使系统和外界不发生任何改变，则这一过程称为可可逆过程，
2)不可逆过程:否则称为不可逆过程。
实现可逆过程的充要条件
推动过程进行的势差无限小，如传热无温差，无压差；
不存在任何耗散效应，如作机械运动时不存在摩擦。
可逆运动与不可逆运动
平衡过程与可逆过程比较
1）都是理想化过程。
2）平衡指系统内部状态的平衡，可逆指与外界的效果。
3）可逆必平衡，平衡不一定可逆。但不平衡一定不可逆。
分析研究可逆过程的意义：
可逆过程是一个理想过程，自然界中一切实际过程（如传热、混合、扩散、渗透、溶解、燃烧、电加热等）均是不可逆过程。可逆过程的概念为热力学分析提供了很大的方便。利用这一概念可以将复杂的实际过程近似简化为一个理想的可逆过程加以研究，然后再加以适当的修正，所以研究可逆过程在理论上具有十分重要的意义。
1-4 功和热量
3、可逆过程的体积变化功与p-v图
（1）体积变化功：这种直接由系统容积变化与外界间发生作用而传递的功称为体积变化功（膨胀功或压缩功）。
（1）体积变化功
对由气缸和活塞所包围的热力系统，进行的微元过程中，如活塞所受推力为F,位移为dx,则系统对外界作的膨胀功为：δW=Fdx
对可逆过程，F=pA,所以有：
（2）功的计算及P-V图
二、热量与T-S图
1．热量的定义：工程热力学中把依靠温差而通过边界传递的能量称为热量。
热量和热能不同，热量不是状态参数，它不仅与过程初、终态有关，而且与过程如何进行
密切相关；热能则是物质热运动形态的反映，仅取决于状态，是状态参数。可见：热量是过程量；热量是传递的能量（瞬时量）
2．热量的符号与单位
热量：用Q表示，国际单位制中，热量的单位是焦（耳），用J表示。工程上常用千焦（kJ）表示，
1kJ=1000J
比热量：1kg气体与外界交换的热量，用q表示，单位为J/kg。
热量正负:工程热力学中规定，工质从外界吸热，热量为正；工质向外界放热，热量为负。
3、热量的计算和T-S图
热力系与外界进行的各种能量交换所遵循的规律都是类似的，可以采用描述功的类似的方式来描述热量的传递。
热量与容积变化功
熵及T—S图
可逆过程中比容的变化是做容积功的标志，那么在可逆传热过程中也应该存在某一状态参数可用来作为热量传递的标志。我们就定义这个新的状态参数为“熵”。以符号S表示.
熵的定义式：dS=dQ/T或ds=dq/T
熵的单位：kJ/k或J/k
比熵：s=S/m,比熵的单位：kJ/（）或J/（）
例1-4
如图所示，1kg气体经历了AB、BC、CA三个可逆过程，试求出每个过程的功量和整个过程的总功量。
解：计算各过程曲线下的面积
就是相应过程的功
WAB=1/2(P1+P2)(V2-V1)=- WBA
WBC=0
WCA=p1(v1-v2)=-p1(v2-v1)= -WAC
WABC=wAB+WCA =1/2(p2-p1)(v2-v1)
即整个过程的功是封闭三角形ABC的面积.
理论上说，常见液体和固体物质中，水的比热容最大对上表中数值的解释：
(1)比热此表中单位为kJ/(kg·℃)/ J/(kg·℃)，两单位为千进制
1kJ/(kg·℃)/=1*10³J/(kg·℃)
(2)水的比热较大，金属的比热更小一些
(3)c铝>c铁>c钢>c铅
补充说明：
⒈不同的物质有不同的比热，比热是物质的一种属性，因此，可以用比热的不同来（粗略地）鉴别不同的物质（注意有部分物质比热相当接近）
⒉同一物质的比热一般不随质量、形状的变化而变化。如一杯水与一桶水，它们的比热相同。
⒊对同一物质，比热值与物态有关，同一物质在同一状态下的比热是一定的（忽略温度对比热的影响），但在不同的状态时，比热是不相同的。例如水的比热与冰的比热不同。
⒋在温度改变时，比热容也有很小的变化，但一般情况下可以忽略。比热容表中所给的比热数值是这些物质在常温下的平均值。
⒌气体的比热容和气体的热膨胀有密切关系，在体积恒定与压强恒定时不同，故有定容比热容和定压比热容两个概念。但对固体和液体，二者差别很小，一般就不再加以区分。
常见气体的比热容
（单位：kJ/(kg·K)）
Cp Cv
氧气
氢气
水蒸气
氮气
什么是显热、潜热、热湿比及焓
什么是显热
显热主要表现在由于空气干球温度的变化而发生的热量转移，比如空气干球温度的升高或降低而引起的热量。潜热的发生总会伴随着物质相态的变化，简单的理解就是水在沸腾的时候要吸收很多的热量而温度没多大的变化。所以，在空调负荷的计算时，因为空气里含有水蒸汽，所以就要计算其显热负荷和潜热负荷。
显热对固态、液态或气态的物质加热，只要它的形态不变，则热量加进去后，物质的温度就升高，加进热量的多少在温度上能显示出来，即不改变物质的形态而引起其温度变化的热量称为显热。如对液态的水加热，只要它还保持液态，它的
温度就升高；因此，显热只影响温度的变化面不引起物质的形态的变化。例如机房中、其计算机或程控交换机的发热量很大，它属于显热。
什么是潜热
对液态的水加热，水的温度升高，当达到沸点时，虽然热量不断的加入，但水的温度不升高，一直停留在沸点，加进的热量仅使水变成水蒸气，即由液态变为气态。这种不改变物质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。如计算机房中、工作人员人体发热以及换气带进来的空气含湿量，这些热量称为潜热。(全热等于显热与潜热之和。)
如果要求的气温高于露点温度, 则没有水蒸汽的产生或者水珠的产生,即湿度没有变化,也就是所说的显热交换！如果要求的气温低于露点温度，就会有潜热交换。
潜热，相变潜热的简称,指单位质量的物质在等温等压情况下,从一个相变化到另一个相吸收或放出的热量。这是物体在固、液、气三相之间以及不同的固相之间相互转变时具有的特点之一。固、液之间的潜热称为熔解热(或凝固热),液、气之间的称为汽化热(或凝结热),而固、气之间的称为升华热(或凝华热)。
什么是全热
显热：随着潮湿空气的温度变化而吸收或放出的热量（比热*温度变化）；
潜热：随着潮湿空气中的水蒸气浓度的变化有关的热量（汽化热*凝结热）；
全热（焓）：显热和潜热之和,一般状态下焓值与全热值相同。
什么是湿负荷
湿负荷是指空调房间的湿源（人体散湿、敞开水池（槽）表面散湿、地面积水等）向室内的散湿量，也就是为维持室内含湿量恒定需从房间除去的湿量。
什么是热湿比
热湿比ε是湿空气状态变化时其焓的变化（△h）和含湿量的变化（△d）的比值,它描绘了湿空气状态变化的方向。
在空调设计中，ε值通常用房间的余热(Q)余湿(W)的比值来计算，在焓湿图中热湿比线通过房间的设计状态点，此时ε线描述了送入房间的空气吸热吸湿后使房间状态稳定在设计状态点的变化方向和过程。
什么是焓
焓表征物体吸收的热量(在等压过程中)〖enthalpy〗为一个体系的内能与体系的体积和外界施加于体系的压强的乘积之和。
焓是一个状态函数，也就是说，系统的状态一定，焓的值就定了。焓的定义式（物理意义）是这样的：
H=U+pV [焓=流动内能+推动功]
其中
U表示热力学能，也称为内能(Internal Energy)，即系统内部的所有能量
p是系统的压力(Pressure)
V是系统的体积(Volume)
o
§2.1内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分 热力学函数中的物态方程、内能和熵是基本热力学函数，不仅因为它们对应热力学状态描述第零定律、第一定律和第二定律，而且其它热力学函数也可以由这三个基本热力学函数导出。 焓：自由能： 吉布斯函数： 下面我们由热力学的基本方程(1) 即内能的全微分表达式推导焓、自由能和吉布斯函数的全微分 焓、自由能和吉布斯函数的全微分 o焓的全微分 由焓的定义式，求微分，得， 将（1）式代入上式得(2) o自由能的全微分 由得 (3) o吉布斯函数的全微分 (4)
从方程（1）（2）（3）（4）我们容易写出内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分dU，dH，dF，和dG独立变量分别是S，V；S，P；T，V和T，P 所以函数U（S，V），H（S，P），F（T，V），G（T，P）就是我们在§2.5将要讲到的特性函数。下面从这几个函数和它们的全微分方程来推出麦氏关系。 二、热力学（Maxwell）关系(麦克斯韦或麦氏) (1)U（S，V） 利用全微分性质（5） 用（1）式相比得（6） 再利用求偏导数的次序可以交换的性质，即 （6）式得（7） （2） H（S，P） 同（2）式相比有 由得（8） （3） F（T，V）
同（3）式相比 （9） （4） G（T，P） 同（4）式相比有 （10） （7），（8），（9），（10）式给出了热力学量的偏导数之间的关系，称为麦克斯韦（J.C.Maxwell）关系，简称麦氏关系。它是热力学参量偏导数之间的关系，利用麦氏关系，可以从以知的热力学量推导出系统的全部热力学量，可以将不能直接测量的物理量表示出来。例如，只要知道物态方程，就可以利用（9），（10）式求出熵的变化，即可求出熵函数。 §2.2麦氏关系的简单应用 证明 1. 求 选T,V为独立变量，则内能U（T,V）的全微分为 （1） 熵函数S(T,V)的全微分为( 2)
功和热量 1-1 工质和热力系 一、工质、热机、热源与冷源 1、热机（热力发动机）：实现热能转换为机械能的设备。 如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机、航空发动机等。 2、工质:实现热能转换为机械能的媒介物质。 对工质的要求: 1）良好的膨胀性; 2）流动性好；3）热力性质稳定,热容量大；4）安全对环境友善；5）价廉，易大量获取。如电厂中的水蒸汽；制冷中的氨气等。 问题：为什么电厂采用水蒸汽作工质？ 3、高温热源：不断向工质提供热能的物体（热源）。 如电厂中的炉膛中的高温烟气 4、低温热源：不断接收工质排放热的物体（冷源） 如凝汽器中的冷却水 二、热力系统 1、热力系统和外界概念 热力系:人为划分的热力学研究对象(简称热力系）。 外界:系统外与之相关的一切其他物质。 边界:分割系统与外界的界面。在边界上可以判断系统与外界间所传递的能量和质量的形式和数量。边界可以是实际的、假想的、固定的，或活动的。 注意:热力系的划分，完全取决于分析问题的需要及分析方法的方便。它可以是一个设备（物体），也可以是多个设备组成的系统。 如：可以取汽轮机内的空间作为一个系统，也可取整个电厂的作为系统。 2、热力系统分类 按系统与外界的能量交换情况分 1）绝热系统：与外界无热量交换。 2）孤立系统：与外界既无能量（功量、热量）交换，又无质量交换的系统。 注意：实际中，绝对的绝热系和孤立系统是不存在的，但在某些理想情况下可简化为这两种理想模型。这种科学的抽象给热力学的研究带来很大的方便。 如：在计算电厂中的汽轮机作功时，通常忽略汽缸壁的散热损失，可近似看作绝热系统。状态及基本状态参数 状态参数特点
Standard Thermodynamic Values Formula State of Matter Enthalpy (kJ/mol) Entropy (J mol/K) Gibbs Free Energy (kJ/mol) (NH4)2O (l) -430.70096267.52496 -267.10656 (NH4)2SiF6 (s hexagonal) -2681.69296280.24432 -2365.54992 (NH4)2SO4 (s) -1180.85032220.0784 -901.90304 Ag (s) 042.55128 0 Ag (g) 284.55384172.887064 245.68448 Ag+1 (aq) 105.57905672.67608 77.123672 Ag2 (g) 409.99016257.02312 358.778 Ag2C2O4 (s) -673.2056209.2 -584.0864 Ag2CO3 (s) -505.8456167.36 -436.8096 Ag2CrO4 (s) -731.73976217.568 -641.8256 Ag2MoO4 (s) -840.5656213.384 -748.0992 Ag2O (s) -31.04528121.336 -11.21312 Ag2O2 (s) -24.2672117.152 27.6144 Ag2O3 (s) 33.8904100.416 121.336 Ag2S (s beta) -29.41352150.624 -39.45512 Ag2S (s alpha orthorhombic) -32.59336144.01328 -40.66848 Ag2Se (s) -37.656150.70768 -44.3504 Ag2SeO3 (s) -365.2632230.12 -304.1768 Ag2SeO4 (s) -420.492248.5296 -334.3016 Ag2SO3 (s) -490.7832158.1552 -411.2872 Ag2SO4 (s) -715.8824200.4136 -618.47888 Ag2Te (s) -37.2376154.808 43.0952 AgBr (s) -100.37416107.1104 -96.90144 AgBrO3 (s) -27.196152.716 54.392 AgCl (s) -127.0680896.232 -109.804896 AgClO2 (s) 8.7864134.55744 75.7304 AgCN (s) 146.0216107.19408 156.9 AgF?2H2O (s) -800.8176174.8912 -671.1136 AgI (s) -61.83952115.4784 -66.19088 AgIO3 (s) -171.1256149.3688 -93.7216 AgN3 (s) 308.7792104.1816 376.1416 AgNO2 (s) -45.06168128.19776 19.07904 AgNO3 (s) -124.39032140.91712 -33.472 AgO (s) -11.4223257.78104 14.2256 AgOCN (s) -95.3952121.336 -58.1576 AgReO4 (s) -736.384153.1344 -635.5496 AgSCN (s) 87.864130.9592 101.37832 Al (s) 028.32568 0 Al (l) 8.6608835.22928 6.61072 Al (g) 326.352164.4312 285.7672 Al(BH4)3 (l) -16.3176289.1144 144.7664 Al(BH4)3 (g) 12.552379.0704 146.44 Al(CH3)3 (l) -136.3984209.4092 -10.0416
描述热力学系统的重要态函数之一。熵的大小反映系统所处状态的稳定情况，熵的变化指明热力学过程进行的方向，熵为热力学第二定律提供了定量表述。 为了定量表述热力学第二定律，应该寻找一个在可逆过程中保持不变，在不可逆过程中单调变化的态函数。克劳修斯在研究卡诺热机时，根据卡诺定理得出，对任意循环过程都有，式中Q是系统从温度为T的热源吸收的微小热量，等号和不等号分别对应可逆和不可逆过程。可逆循环的表明存在着一个态函数熵.对于绝热过程Q＝0，故S≥0，即系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。这就是熵增加原理。由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。 能量是物质运动的一种量度，形式多样，可以相互转换。某种形式的能量如内能越多表明可供转换的潜力越大。熵原文的字意是转变，描述内能与其他形式能量自发转换的方向和转换完成的程度。随着转换的进行，系统趋于平衡态，熵值越来越大，这表明虽然在此过程中能量总值不变，但可供利用或转换的能量却越来越少了。内能、熵和热力学第一、第二定律使人们对与热运动相联系的能量转换过程的基本特征有了全面完整的认识。 从微观上说，熵是组成系统的大量微观粒子无序度的量度，系统越无序、越混乱，熵就越大。热力学过程不可逆性的微观本质和统计意义就是系统从有序趋于无序，从概率较小的状态趋于概率较大的状态。 读了该篇论文后，我知道了，在信息论中，熵还可用作某事件不确定度的量度。信息量越大，体系结构越规则，功能越完善，熵就越小。利用熵的概念，可以从理论上研究信息的计量、传递、变换、存储。此外，熵在控制论、概率论、数论、天体物理、生命科学等领域也都有一定的应用。而我们在大学物理中学到的热力学第二定律体系的熵总是增加理论，发现除了孤立系统熵是不变的以外，其他情况下，熵总是在增加的，更不可能有熵为负数的情况出现。而麦克斯韦提出的一个理想系统，提出了“麦克斯韦妖”存在的假说，这种可能是有生命的物质使得熵为负数成为了可能。物理学与生物学的链接由此打开。使我感到知识正在不断地跨学科交融，在普遍联系的基础上衍生出促进社会进步的新思想。我们要不断探索，在探索中学求真知，从而造福人类。
热力学基本状态参数 功和热量 1-1 工质和热力系 一、工质、热机、热源与冷源 1、热机（热力发动机）：实现热能转换为机械能的设备。 如:电厂中的汽轮机、燃气轮机和内燃机、航空发动机等。 2、工质:实现热能转换为机械能的媒介物质。 对工质的要求: 1）良好的膨胀性; 2）流动性好；3）热力性质稳定,热容量大；4）安全对环境友善；5）价廉，易大量获取。如电厂中的水蒸汽；制冷中的氨气等。 问题：为什么电厂采用水蒸汽作工质？ 3、高温热源：不断向工质提供热能的物体（热源）。 如电厂中的炉膛中的高温烟气 4、低温热源：不断接收工质排放热的物体（冷源） 如凝汽器中的冷却水 二、热力系统 1、热力系统和外界概念 热力系:人为划分的热力学研究对象(简称热力系）。 外界:系统外与之相关的一切其他物质。 边界:分割系统与外界的界面。在边界上可以判断系统与外界间所传递的能量和质量的形式和数量。边界可以是实际的、假想的、固定的，或活动的。 注意:热力系的划分，完全取决于分析问题的需要及分析方法的方便。它可以是一个设备（物体），也可以是多个设备组成的系统。 如：可以取汽轮机内的空间作为一个系统，也可取整个电厂的作为系统。 2、热力系统分类 按系统与外界的能量交换情况分 1）绝热系统：与外界无热量交换。 2）孤立系统：与外界既无能量（功量、热量）交换，又无质量交换的系统。 注意：实际中，绝对的绝热系和孤立系统是不存在的，但在某些理想情况下可简化为这两种理想模型。这种科学的抽象给热力学的研究带来很大的方便。 如：在计算电厂中的汽轮机作功时，通常忽略汽缸壁的散热损失，可近似看作绝热系统。状态及基本状态参数 状态参数特点 u状态参数仅决定于状态，即对应某确定的状态，就有一组状态参数。反之，一组确定的
当空气中所含水蒸气的量达到最大时就称这种空气为“饱和湿空气”,与饱和湿空气对应的压力称为“饱和水蒸气压力”,用符号Ps表示.水蒸气压力p与饱和水蒸气压力Ps的比值称为相对湿度Rh,与饱和水蒸气压力Ps 对应着的相对湿度为:Rh=100% 。 饱和水蒸气温度-压力-密度-热力学参数对照表 温度t ℃绝对压强p kPa 水蒸汽的密度ρ kg·m-3 焓H kJ·kg-1 汽化热r kJ·kg-1 液体水蒸汽 0 0.61 0.00 0.00 2491.10 2491.10 5 0.87 0.01 20.94 2500.80 2479.86 10 1.23 0.01 41.87 2510.40 2468.53 15 1.71 0.01 62.80 2520.50 2457.70 20 2.33 0.02 83.74 2530.10 2446.30 25 3.17 0.02 104.67 2539.70 2435.00 30 4.25 0.03 125.60 2549.30 2423.70 35 5.62 0.04 146.54 2559.00 2412.10 40 7.38 0.05 167.47 2568.60 2401.10 45 9.58 0.07 188.41 2577.80 2389.40 50 12.34 0.08 209.34 2587.40 2378.10 55 15.74 0.10 230.27 2596.70 2366.40 60 19.92 0.13 251.21 2606.30 2355.10 65 25.01 0.16 272.14 2615.50 2343.10
氯化钙热力学物性参数 1氯化钙理化性质及其应用 氯化钙的相对密度为2.15g/cm3，熔点782℃、沸点 1600℃以上。具有极强的吸湿性，暴露于空气中极易潮解。易溶于水，同时放出大量的热。文献[1]详细介绍了氯化钙的应用和生产工艺：氯化钙的应用按级别分为：工业级氯化钙[2]和食品级氯化钙[3]。 1.1工业级氯化钙 工业级氯化钙具有遇水发热且凝点低的特点，可用于融雪和除冰[4-6]。并有吸水性强的功能，还可用作干燥剂，如用于氮气、氧气、氢气等气体的干燥。还是港口消雾[7]和路面集尘[8]、织物防火的最佳材料[9]。氯化钙水溶液是冷冻机用和制冰用的重要制冷介质[10]。另外氯化钙还可当作脱水剂、防冻剂、絮凝剂及生产色淀颜料的沉淀剂等。 1.2食品级氯化钙应用 在食品生产中，氯化钙可用于食品加工的稳定剂、稠化剂、吸潮剂、口感改良剂等。在医药领域，氯化钙还可用于药物合成的原料。 1.3氯化钙用于热泵 氯化钙主要是用于化学热泵（Chemical Heat Pump 简称CHP），它是利用不同条件下的一对耦合的可逆化学反应所产生的吸收放热现象来实现热量的传递的，它是一种将热能转化为化学能，从而将
蓄热机和热泵机合二为一的新型节能技术[11]。文献[11]研究了化学热泵为CaCl 2/CH 3OH 体系，它利用了如下化学反应： 23232()2()CaCl CH OH g CaCl CH OH s ??→+?←?? 该反应是一个气固两相的可逆络合反应，反应的正方向是放热反应。 以CaCl 2/CH 3OH 体系设计的化学热泵的工作原理图如下： 下面是氯化钙的部分热力学性质图表：
1.1 热力学概论（1）状态与状态函数 1.1.1体系和环境 我们用观察、实验等方法进行科学研究时，必须先确定所要研究的对象，把要研究的那部分物质与其余的分开（分隔面可以是实际的，也可以是想象的），这种被划定的对象就称为体系，而体系以外，与体系密切相关，影响所及的部分则称为环境。 例如:一个热机气缸中的气体，一个反应器中的物质，一个原电池中的物料，这些都是热力学体系，而这些体系以外的部分为环境。体系又可分为如下几种： （1）隔离体系（或孤立体系）:体系和环境之间既没有物质交换，也没有能量交换。 （2）封闭体系：体系和环境之间没有物质交换，但有能量交换。 （3）敞开体系：体系和环境之间既有物质交换，也有能量交换。 如一个盖着的热水瓶可近似地认为是一个隔离体系；一个盖着的，但不保温的热水瓶可认为是一个封闭体系；一个没盖的，也不保温的热水瓶可认为是一个敞开体系。 1.1.2 状态和状态函数 1.1. 2.1 状态函数与状态函数法 ? 状态：某一热力学系统的状态指体系的物理性质和化学性质的综合表现。 ? 体系的性质：描述体系状态的一些变量，如体积、压力和温度等称为性质。这些性质又可分为两类： （1）广度性质（或容量性质）：广度性质的数值与体系物质的数量成正比，如体积、内能和熵等。广度性质具有加和性。 （2）强度性质：强度性质的数值与体系物质的数量无关，如温度、压力、密度和粘度等。强度性质不具有加和性。 两个广度性质相除就成了强度性质，如摩尔体积和密度等。 ? 状态函数：在热力学中，把体系的性质称为状态变量或状态函数. 如:温度、压力、体积、密度和粘度等。 状态函数的特点：状态函数的数值只与体系现在所处的状态有关，而与其过去的历史无关。如:一大气压下25℃的水，它的密度和粘度都有确定的值，不管这水是由0℃升温来的，还是由100℃降温来的。 1.2.2.2 状态函数法：状态函数的增量只与体系的始末态有关，而与状态变化的过程无关。如果体系状态变化循环一周，则状态函数的增量为0。从数学上来说，状态函数的微分是全微分，全微分沿封闭路径积分一周结果为0。 ?=-=?0 (12dV V V V 体积） ?=-=?0(dU V V U 初态 末态内能） X X X X X X X X X ?=-==??始末末 始末始）（途径）（途径对于任意状态函数：d 2d 1
2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以 开口系不可能是绝热系。这种观点对不对，为什么？答：不对。“绝热系”指的是过程中与外界无热量交换的系统。热量是指过程中系统与外界间以热的方式交换的能量，是过程量，过程一旦结束就无所谓“热量”。物质并不“拥有”热量。一个系统能否绝热与其边界是否对物质流开放无关。 3.平衡状态与稳定状态，平衡状态与均匀状态有何区别和联系？ 答：“平衡状态”与“稳定状态”的概念均指系统的状态不随时间而变化，这是它们的共同点；但平衡状态要求的是在没有外界作用下保持不变；而平衡状态则一般指在外界作用下保持不变，这是它们的区别所在。 4.倘使容器中气体的压力没有改变，试问安装在该容器上的压力表的读数会改变吗？在绝对压力计算公式 中，当地大气压是否必定是环境大气压？ 答：可能会的。因为压力表上的读数为表压力，是工质真实压力与环境介质压力之差。环境介质压力，譬如大气压力，是地面以上空气柱的重量所造成的，它随着各地的纬度、高度和气候条件不同而有所变化，因此，即使工质的绝对压力不变，表压力和真空度仍有可能变化。 “当地大气压”并非就是环境大气压。准确地说，计算式中的P b应是“当地环境介质” 的压力，而不是随便任何其它意义上的“大气压力”，或被视为不变的“环境大气压力”。 5.温度计测温的基本原理是什么？ 答：温度计对温度的测量建立在热力学第零定律原理之上。它利用了“温度是相互热平衡的系统所具有的一种同一热力性质”，这一性质就是“温度”的概念。 6.经验温标的缺点是什么？为什么？ 答：由选定的任意一种测温物质的某种物理性质，采用任意一种温度标定规则所得到的温标称为经验温标。由于经验温标依赖于测温物质的性质，当选用不同测温物质制作温度计、采用不同的物理性质作为温度的标志来测量温度时，除选定的基准点外，在其它温度上，不同的温度计对同一温度可能会给出不同测定值（尽管差值可能是微小的），因而任何一种经验温标都不能作为度量温度的标准。这便是经验温标的根本缺点。 7.促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。 答：分两种不同情况：⑴若系统原本不处于平衡状态，系统内各部分间存在着不平衡势差，则在不平衡势差的作用下，各个部分发生相互作用，系统的状态将发生变化。例如，将一块烧热了的铁扔进一盆水中，对于水和该铁块构成的系统说来，由于水和铁块之间存在着温度差别，起初系统处于热不平衡的状态。这种情况下，无需外界给予系统任何作用，系统也会因铁块对水放出热量而发生状态变化：铁块的温度逐渐降低，水的温度逐渐升高, 最终系统从热不平衡的状态过渡到一种新的热平衡状态； ⑵若系统原处于平衡状态，则只有在外界的作用下（作功或传热）系统的状态才会发生变。 8.图1-16a、b所示容器为刚性容器: 图1-16思考题8附图
第十一章 热力学参数状态图 §11-1 化合物生成自由能??F 对T 关系图 第一章图1-1提供了氧化物的生成自由能??F 的关系图（Ellingham [1] ）。关于利用溶解自由能，溶于金属液中各元素的氧化??F 对T 的关系图，我们在其应用方面已进行过多次的讨论。这里再就纯氧化物的生成自由能对T 的关系图作些补充讨论。 从表1-1查出： T F NiO O Ni s s 3.40114000;22) (2)(+-=??=+（11-1） 在T=0时即绝对温度为零时，卡1114000-=??H （图11-1）。??F 线abc 的斜率等于??S ；例如在点b, ? ?=? ?-??= = S T F H ad bd 斜率
T F O Al O Al s l 2.51267800 ;3 23 4)(322)(+-=??= + 当生成CO 时，其??S 为正值，而当其他氧化物生成时，其??S 都是负值，所以CO 的??F 线与其他氧化物的??F 线相交。 利用氧化物的??F 对T 的关系图，可以通过列线图直接读出该氧化物在某一温度下的分解压。以铝的氧化反应为例： ((11-2) 2 1 ln O p RT F -=?? 当p O2=10 -20 大气压，则T=1877K （1604℃）。 在图11-2内式（11-2）以线ab 表示。绘出T=1604℃的垂直线与ab 线相交于m 。在绝对零的温度线上，取0=??F 的“O”点，连接“O”与m ,则线“O”m 代表下列反应:
) 10 (2) 1(220 -2 2 ===O O p p O O 亦即氧由1大气压转变为10-20 大气 压的自由能。 T RT F F 5.911 10 ln -20 -=+??=? 将O m 线延长交于KML 线，，在该线上的相交点标明10-20 。同样可作出其他类似的列线，并标明氧的平衡分压值。因此，利用KLM 线即可读出任何温度氧化物的平衡氧分压值，亦即其分解压值。 用图11-2仍可读出式（11-4）中的CO/CO 2比。 T F CO O CO 1.40133400 ;2222+-=??=+(11-4) 线“C“e 表示式（11-4）的标准自由能 对T 的关系图，而”C”f 则表示式（11-4）在非标准状态下??F 对T 的关系图。因为
潍坊职业学院教案案首
3）孤立体系（isolated system ） 体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑 注意： 可见，体系与环境的划分并不是绝对的，实际上带有一定的人为性。原则上说，对于同一问题，不论选哪个部分作为体系都可将问题解决，只是在处理上有简便与复杂之分。因此，要尽量选便于处理的部分作为体系。一般情况下，选择哪一部分作为体系是明显的，但是在某些特殊场合下，选择方便问题处理的体系并非一目了然。 2 、状态函数
体系的一些性质，其数值仅取决于体系所处的状态，而与体系的历史无关；它的变化值仅取决于体系的始态和终态，而与变化的途径无关。具有这种特性的物理量称为状态函数（state function）。 状态函数的特性可描述为：异途同归，值变相等；周而复始，数值还原。 状态函数在数学上具有全微分的性质。 体系的性质-状态函数性质 用宏观可测性质来描述体系的热力学状态，故这些性质又称为热力学变量。可分为两类： 广延性质（extensive properties） 又称为容量性质，它的数值与体系的物质的量成正比，如体积、质量、熵等。这种性质有加和性，在数学上是一次齐函数。 强度性质（intensive properties） 它的数值取决于体系自身的特点，与体系的数量无关，不具有加和性，如温度、压力等。它在数学上是零次齐函数。指定了物质的量的容量性质即成为强度性质，如摩尔热容。 3.过程与途径 （1）体系状态的任何变化称过程(process)。 始态————————————————→终态 过程（具体可通过不同的途径来实现） (2) 实现状态变化的具体步骤称为途径(path)。 根据过程有无相变及化学反应分： 简单状态变化过程：T，p，V变化 化学变化过程 相变过程 常见的变化过程 ◆恒温过程：T始=T终=T外=常数 ◆恒压过程: p始=p终=p外=常数
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）、比容（υ）或密度（ρ）、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、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:1 2 1 2 x x dx- = ? ?=0 dx 状态参数是状态的函数，对应一定的状态，状态参数都有唯一确定的数值，工质在热力过程中发生状态变化时，由初状态经过不同路径，最后到达
《工程热力学》复习题汇总 一填空题 1．热力系统：忽略家用电热水器的表面散热，取正在加热不在使用的电热水器为控制体，（不包括电加热器），这是系统，把电加热器包括在研究对象内，这是系统，研究对象加入，构成孤立系统。 2．热力系统：盛满热水的真空保温杯是系统，内燃机在汽缸进气或排气阀门打开时，是系统。 3．过程判断：热力系统与外界在绝热但存在摩擦力的情况下，在无限小压差下缓慢的做功过程准静态过程，可逆过程。 4．过程判断：热量从温度为100℃的热源通过薄容器壁缓慢地传递给处于平衡状态下的冰水混合物，此过程准静态过程，可逆过程，理由 5.通过搅拌器作功使水保持等温的汽化过程，此过程为，理由为。 6.有一刚性容器，被分成两部分，一部分装有气体，一部分抽成真空，若真空部分装有许多隔板，每抽去一块隔板，让气体先恢复平衡再抽去下一块，问此过程为，理由为。7．闭口系统热力学第一定律表达式：，稳流开口系
统的热力学第一定律表达式为：；开口系统工质跟外界交换的技术功包括，可逆过程技术功的计算式为：； 8 闭口容器内的气体从热源吸收了100kJ的热量，并对外膨胀作功消耗了40kJ，其中克服摩擦功5kJ，假设摩擦产生的耗散热全部用于增加工质的热力学能，根据闭口系统能量守恒方程式，系统热力学能增加量为。 9．理想气体是，工程上常用的空气、燃气和烟气理想气体，水蒸气理想气体。10．一种确定的理想气体，其c p-c v定值，c p/c v定值，c p/c v随变化，其中c p-c v的含义是；工程上常用的空气、燃气理想气体，水蒸气理想气体。 11.过冷水的定压汽化过程在p-v图上可表示出五种状态，分别 为：。 12.实际气体与理想气体的偏离可用压缩因子Z表示，理想气体的Z等于， 实际气体的Z随压力的增高，呈现的变化。 13．气体在管道内绝热流动，其滞止状态是指，此时的焓h0= ；临界压力与有关，工临界流速临界声速。 14．活塞式压缩机中，因的存在，使产气量降低，但理论上对单位质量气体耗功影响。
常见矿物和流体组分的热力学参数 本附录收入了Holland 和Powell （1990）报导的123种常见造岩矿物和流体端员组分的热力学参数。这些资料与Berman(1988)发表的67种常见造岩矿物端员组分的热力学参数相比，不仅端员组分的数量增加了将近一倍，而且两套热力学参数之间相当一致；在应用这两套参数进行相平衡计算时，也可获得非常近似的精度（Holland & Powell, 1990)。 1．热力学符号 ΔH ° 在1bar 和298K 下由元素生成化合物的生成焓（kJ ?mol -1) S ° 在1bar 和298K 下的熵（kJ ?K -1mol -1) V ° 在1bar 和298K 下的体积（kJ ?kbar -1mol -1) Cp 摩尔热容：Cp = a + bT + cT -2 + dT -1/2 (kJ ?K -1 mol -1 ) α 热膨胀系数（通常表示为αV ）（K -1） β 等热压缩系数（通常表示为βV ）（kbar -1） ΔG ° 在某一温压条件下纯端员组分之间反应的摩尔Gibbs 自由能改变量 （kJ ?mol -1) R 气体常数（0.0083143 kJ ?K -1 mol -1 ) T 绝对温度（K ） p 压力（kbar)（1bar=105Pa, 1kbar=108Pa) K 平衡常数 2．热力学方程 对于任一化学反应，其平衡关系可表示为： 0 = ΔG °+ RT ln K 任一端员组分矿物相对于反应的摩尔Gibbs 自由能改变量ΔG °的贡献为： []??--++-+-?T T p V p T V V T T Cp T T Cp TS H 298 298 20 002 )298(d d βα 对于流体端员组分，上式中的体积-压力积分项应由RT ln f 项来代替。其中f 为气体端员组 分的逸度，可以由CORK 方程来计算（Holland & Powell, 1991；马鸿文，1993a ）。 当反应包括H 2O 和CO 2混合流体相时，H 2O 和CO 2在某一温压条件下的活度可由Powell 和Holland （1985）的亚规则溶液模型来计算。两种流体端员组分的相互作用参数W 为： W （H 2O ）= 8.3﹣0.007T + 0.26p W （C 2O ）= 17.8﹣0.014T + 0.38p
1 热力学三个基本参数：压力pressure 体积specific volume 温度temperature 2 制冷的四个部件：压缩机compressor 冷凝器condenser 膨胀阀expansion valve 蒸发器evaporator 3 传热的三种方式：传导conduction 对流convection 辐射radiation 4 流体的分类：可压缩和不可压缩compressible and incompressible 牛顿和非牛顿Newtonian and non-Newtonian 有旋和无旋rotational or inrotational 粘性和非粘性viscous and nonviscous 5 工业炉的分类按照工艺原理分：熔炼炉Melting furnaces 加热炉Heating furnaces 6 电炉的分类(Electric furnaces) 电弧炉arc furnaces 电阻炉resistance furnaces 感应炉induction furnaces 7 按燃料分类：燃料炉fuel-fired furnaces (火焰炉竖炉shaft furnaces ) 均热炉soaking pits furnaces 连续炉continuous furnaces 间隙炉batch-type furnaces 室内加热炉in-and-out furnaces 推钢式加热炉pusher-type furnaces 转底炉rotary hearth furnaces 8 所学课程名流体力学Fluid Mechanics 工程热力学Thermodynamic Engineering 传热学Heat Transfer Science 燃烧学Combustion Theory 锅炉Boiler 制冷与低温技术原理Refrigeration and Cryogenic technical principles 自动控制原理Principles of Automatic Control热工检测仪表Thermal instrumentation工业炉Industrial furnaces 第一篇 A fluid is……. two plates is a fluid 一种流体连续变形时， 受到的剪切应力，不管多么小， 剪切应力可能是一种物质。剪 切力是表面相切的力分量，和 前表面的面积除以在该区域的 平均剪切应力在一个点上的剪 应力，剪切力区域的极限值了 区域是归结为一点。图1.1的 物质被放置在两个紧密间隔开 的平行的板，如此之大，在它 们的边缘处可以忽略的条 件。下板是固定的，并产生力 F被施加到上板，施加剪切的 F / A板之间的任何物质。 A是 上板的面积。当力F使上部与 一个稳定的板块移动（非 零）速度，没有亚光ER楼一 个小的幅度可以得出结论，这 两个板块之间的物质，是一种 流体 The fluid in nd eq.(1.1) is Newton’s law of viscosity. 流 体在中间接触了坚实的边界为 界具有相同的速度，是没有边 界的滑移。这是一个实验的事 实，已经验证，在无数测试各 种流体和边界材料。卧床的区 域中的流体流入到新的位置 “ B' ?'D'，每个流体质点的地 方和速度卵巢均匀固定板从零 到U上板平行移动。实验鞋， 其他保持不变，F是A和到U 成正比，成反比厚度t。在公 式中F = U * AU / T，其中u比 例因子，包括特定的流体的效 果比U / T是角速度线ABS， 或者是角变形率液，角度不好 的角速度下降的速度也可写的 du / DY ， U / t和杜/ DY快递 的速度变化除以距离发生变 化。然而，杜/ DY更普遍的情 况，因为它拥有的角速度和y 的T他的速度梯度的du / DY 也可能是可视化的，其中一层 作为汇率相对移动到相邻的层 剪应力变化。微分形式，是一 维流动的流体的角变形的剪切 应力和速率之间的关系被称为 比例因子u的流体的粘度， （1.1）式是牛顿粘性定律。 Materials other than fluids…the classification of fluids .流体以外的材料不能满 足的流体的定义，将变形的力 成比例的一个目标量的塑料物 质，但不连续时所施加的应力 是在下面的它的屈服剪切应 力。完整板之间的真空会导致 变形的不断增加的速率。如果 砂被安置在两个板之间，库仑 摩擦会需要一个有限的力，导 致连续的动作，因此，塑料和 固体排除流体的分类。 Fluids may be….. angular deformation. 可被分类为牛顿或非牛顿流 体。牛顿流体施加的剪切应力 的大小以及由此产生的角变形 率之间的线性关系，在非牛顿 流体中施加的剪切应力的大小 和角变形率之间的关系是一个 非线性的。 An ideal plastic…be non-Newtonian. 一种触变型物 质，如印刷油墨的粘度，是取 决于该物质的紧接之前的角变 形，有一种倾向，采取一组时， 在休息。气体和薄的液体往往 是牛顿流体，而厚的长链烃的 非牛顿 For purposes of analysis,….. it is then called an ideal fluid. 为了分析的目的， 经常假设流体是无粘性，零粘 度是剪切应力始终为零，流体 的运动无关。如果流体被认为 是没有粘性，然后，它被称为 一个理想的流体。 Fluid flow can be steady or no steady,,,,, time to time . 在许多方面，如没有稳定或稳 定，旋转或灌溉可压缩或不可 压缩的，和粘性或无粘性流体 流动可分为。 流体流动稳定或无稳定时，流 体的速度在任何给定的点是恒 定的时间，流体运动是每个将 流体粒子的速度始终是相同 的，在其它一些点上的颗粒可 能会以不同的速度旅行，但所 有其他粒子通过这第二点，这 些条件可以实现流量的速度， 轻轻流淌的流就是一个例子。 在没有稳定流，如潮气孔，速 度为时间的函数，在湍流的情 况下，如急流或瀑布，不同的 速度不稳定的点对点以及不 时。 Fluid flow can be rotational or irrigational .if….. such as whirlpools. 流体流动， 可旋转或灌溉，如果元素的每 个点处的流体，没有净的关于 该点的角速度，流体流灌溉。 我们可以想象一个小的叶轮浸 渍在运动流体。如果车轮不旋 转运动，运动是灌溉，否则它 是旋转的。旋流包括涡旋运 动，如漩涡中心 Fluid flow can be compressible or incompressible,…incompressibl e flow.是可压缩流体流动或不 可，液体通常可以被视为流动 的不可压缩的，但即使是高度 可压缩气体有时接受不重要密 度可压缩气体的变化，有时可 能会接受不重要密度的变化， 流动性则几乎不可在飞行。速 度远低于声速在空气，空气相 对翅膀的运动是一个几乎不可 压缩流动。 Fluid flow can be viscous……energy.可以粘性或 无粘性流体流动固体的运动粘 度流体运动摩擦的比喻。，如润 滑问题，在许多情况下，它是 非常重要的。然而，有时是可 以忽略不计的粘度引入切向力 的流体层之间的相对运动，并 导致机械能的耗散 第二篇Basic Concepts of Thermodynamic惹了学基本 概念 Most applications of thermodynamics……either real or imaginary.热力学的大 多数应用要求来定义，该系统 和它的周围。 一个热力学系统被定义为在空 间中的区域，或由一个封闭的 表面范围内的一定量的物质。 周围包括到系统外部，该系统 从周围分离系统的边界，这些 边界可以是可移动或固定的， 可以是真实的或虚构.. Two master concepts。。。。 low entropy.在任何热力学系 统中的两个主概念是能量和 熵。 熵测量一个给定的系统的分子 的无序程度。系统越混乱，它 的熵就越大，反之，有序或非 混合结构是低熵 Energy is the capacity。。。of the molecules: 能量是制造效果的能力，它可 分为存储或瞬态的形式。存储 的能量形式包括： 热能，u - 系统所具有的能量 具有由运动引起的分子和/或 分子间的作用力所引起的运动 造成的; 势能，这些能量由系统的分子 间相互吸引力，或由系统的高 度所造成： 动能，系统的能量是由分子所 具有的速度所造成的： Chemical energy,。。。 lower temperature.化学能，系 统具有的能源由所具有的构成 分子的原子的排列引起的。 核能，系统拥有的能源由一起 作为原子核的质子和中子的凝 聚力引起的。 瞬态能量形式包括 热，机制（在不同的温度下跨 越系统的边界，将能量转移）， 总是在较低的温度方向上 work, the mechanism，，，， combustion engine.功，在不同 的压力（或力的任何种类）下 跨越系统的边界传输的能量的 机制总是在较低压力的方向; 如果在系统中产生的总效应可 以减小的重量提高，不过功已 经越过边界 机械功或轴功，W，是通过机 械装置传递或吸收的一种能 量，如涡轮机，空气压缩机或 内燃机。