工程热力学与传热学概念整理
工程热力学
第一章、基本概念
1.热力系：根据研究问题的需要，人为地选取一定范围内的物质作为研究对象，称为热力系（统），建成系统。
热力系以外的物质称为外界；热力系与外界的交界面称为边界。
2.闭口系：热力系与外界无物质交换的系统。
开口系：热力系与外界有物质交换的系统。
绝热系：热力系与外界无热量交换的系统。
孤立系：热力系与外界无任何物质和能量交换的系统
3.工质：用来实现能量像话转换的媒介称为工质。
4.状态：热力系在某一瞬间所呈现的物理状况成为系统的状态，状态可以分为平衡态和非平衡态两种。
5.平衡状态：在没有外界作用的情况下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。
实现平衡态的充要条件：系统内部与外界之间的各种不平衡势差（力差、温差、化学势差）的消失。
6.强度参数：与系统所含工质的数量无关的状态参数。
广延参数：与系统所含工质的数量有关的状态参数。
比参数：单位质量的广延参数具有的强度参数的性质。
基本状态参数：可以用仪器直接测量的参数。
7.压力：单位面积上所承受的垂直作用力。对于气体，实际上是气体分子运动撞击壁面，在单位面积上所呈现的平均作用力。
8.温度T：温度T是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的参数。换言之，温度是热
力平衡的唯一判据。
9.热力学温标：是建立在热力学第二定律的基础上而不完全依赖测温物质性质的温标。它采用开尔文作为度量温度的单位，规定水的汽、液、固三相平衡共存的状态点（三相点）为基准点，并规定此点的温度为273.16K。
10状态参数坐标图：对于只有两个独立参数的坐标系，可以任选两个参数组成二维平面坐标图来描述被确定的平衡状态，这种坐标图称为状态参数坐标图。
11.热力过程：热力系从一个状态参数向另一个状态参数变化时所经历的全部状态的总和。
12.热力循环：工质由某一初态出发，经历一系列状态变化后，又回到原来初始的封闭热力循环过程称为热力循环，简称循环。
13.准平衡过程：由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程，也成准静态过程。
实现条件：推动过程进行的势差无限小。这样保证系统在任意时刻皆无限接近平衡状态。
14.可逆过程：如果一个系统完成一个热力过程后，再沿原路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态，而不留下任何变化的过程。
实现条件：过程为准静态过程且无任何耗散效应。
15.状态量：描述工质状态的参数。
16.功：系统与外界之间在压力差的推动下，通过宏观有序运动（有规则运动）的方式传递的能量。
17.热：系统与外界在温差的推动下，通过微观粒子的无需运动（无规则运动）的方式传递的能量。
第二章、热力学第一定律
1.热力学第一定律：当热量与其他形式的能量相互转化时，能的总量保持不变。热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不可能制造成功的。
2.内部储存能：热力学能（状态参数）它包括：
（1）分子热运动形成的内动能，它是温度的参数。
（2）分子间相互作用形成的内位能，它是比体积的参数。
（3）维持一定分子结构的化学能、原子核内部的原子能及电磁场作用下电磁
能。
3.外部储存能：需要用在系统外的参考坐标测量的参数表示的能量称为外部储存能，它包括系统的宏观动能和重力位能。
4.迁移能：功和热量都是系统与外界所传递的能量，而不是系统本身具有的能量，与过程有关的过程量称为迁移能。
5.
6.体积变化功W ：系统体积变化时完成的膨胀功或压缩功统称为体积变化功。
7.推动功：开口系因工质流动传递的功。
8.技术工：技术上可以利用的功称为技术工，它是稳定流系统的动能、位能的增量和轴功三项的总和，即S z f t W mg C m W +?+?=2
2
1。9.有用功和无用功：凡是可以用来提升重物、驱动机器的功称为有用功；反之，则称为无用功。
10.焓：焓的定义式为pV U H +=或pv
u h +=因为在流动过程中，工质携带的能量除热力学能外，总伴有推动功，所以为工程应用的方便起见，把U 和pV 组合起来，引入推动功。
焓可以理解为由于工质流动而携带的，并取决于热力状态参数的能量，及热力学能与推动功的总和。
11.稳定流动：开口系内任意一点的工质状态参数不随时间的流动过程称为稳定流动。
实现稳定流动的必要条件：
①：进出口截面的参数不随时间而改变。
②：系统与外界的功和热量的交换不随时间而改变。
③：工质的质量流量不随时间而改变，且进出口质量流量相等。
可以概括为：系统与外界进行物质和能量交换不随时间而改变。
12.总能：热力学能与宏观运动动能及位能的总和，叫做工质的储存能，简称总能。z
f m
g mC U E ?++=2
21第三章、理想气体的性质与过程
1.理想气体：理性气体实际上是一种并不存在的假想气体，其分子是些弹性的、不具体积的
点，分子之间没有相互作用力。
2.克拉贝隆方程：表示理想气体在任一平衡状态时P 、V 、T 之间的关系的方程式
3.热容：物体的温度升高1K （或1℃）所需要的热量。
4.绝热过程：状态变化的任何微元过程中系统与外界不交换热量的过程。
第四章、热力学第二定律
1.自发过程：在自然界中能够独立、无条件自动进行的过程。
2.非自发过程：不能独立自动进行而需要外接帮助作为补充条件的过程。
3.热力学第二定律的克劳修斯说法：热不可能自发地、无条件地从低温物体转移至高温物体。非自发过程进行必须同时伴随一个自发过程作为代价，补充条件。
4.热力学第二定律的开尔文说法：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机，开尔文说法意味着用任何技术手段都不可能使其取自热源的热全部转换为机械功，不可避免地有一部分要排给低温物体。
5.卡诺定理：
定理一：在相同温度的高温热源和相同的温度的低温物体之间工作的一切可逆循环，其热效率都相等，与可逆循环的种类物管，与采用哪一种工质也无关。
定理二：在温度同为1T 的热源和同为2T 的冷源之间工作的一切不可逆循环，其热效率必小于可逆循环。
6.克劳修斯不等式：工质经过任意不可逆循环，微量r
T Q δ沿整个循环积分必小于零，即∫<0r T Q δ。
7.熵产：闭口系不可逆过程中熵由于不可逆因素引起的耗散效应，使损失的机械工转化为热被工质吸收。这部分由于耗散产生的熵增量叫做熵产。
8.绝对熵：假设纯物质在热力学温度0K 时的熵为零，以此为起点的熵叫做绝对熵。相对熵：人为规定一个参照下状态的熵值0=基准点S ，从而得出的相对值称为相对熵。
9.熵流：系统与外界换热量与热源温度的比值，称为热熵流，简称熵流。
10.质熵流：∑∑?=
j j j i i i m f m S m S S δδδ,称为质熵流，∑i i i m S δ是输入系统的物质带进的熵，∑j j j
m S δ是离开系统的物质带走的熵。
11.耗散功：由于摩擦等耗散效应而损失的机械工称为耗散功，以i W 表示。
12.（火无）：由于单一热源提供的热量不可能是连续的，因而由他们提供的热量无法变为机械工，他们是不可转换的能量，从动力的观点称其为废热，或者（火无）。
13.（火用）：在环境条件下，能量中可以转化为有用功的最高份额称为该能量的（火用）。
14.（火无）：在环境条件下，能量中不可能转化为有用功的那部分能量叫做（火无）。
15.热量（火用）：在温度0T 的环境条件下，系统所提供热量中可转化为有用功的最大值称为热量（火用），用Q X E ,表示。
16.冷量（火用）：温度低于环境温度的系统，吸入热量0Q 时做出的最大有用功称为冷量（火无）。
17.闭口系的（火用）：闭口热利系与环境作用下，从给定状态以可逆方式变换到与环境平衡的状态所能做出的最大有用功，称为该状态下闭口系的（火用），或称热力学能（火用）。
18.能量的贬值：（火用）损失不是使系统所具有的能量的数量减少，而是能量品质的贬值，这种现象称为能量的贬值。
19.熵：熵是一种广延性参数。熵的定义式是T
Q d rev s δ=
，即熵的变化等于可逆过程中系统与外界交换的热量与热力学温度的比值。第五章、热力学一般关系式及实际气体的性质
1.压缩因子：温度、压力相同时的实际气体比体积与理想气体的比体积之比。
2.束缚能：S T ?是可逆定温条件下热力学能中无法转变为功的那部分，称为束缚能。
第六章、蒸汽的热力性质
1.饱和状态：当液体分子脱离表面的气化速度与气体分子回到液体中的凝结速度相等时，汽化与凝结过程虽然仍在不断进行，但总的结果状态不再改变。这种液体和整齐处于动态平衡的状态，称为饱和状态。
2.临界点：当温度高过一定的温度c T 时，液相不可能存在而只能是汽相。c T 称为临界温度，与临界温度相对应的饱和压力称为临界压力。
3.三相点：当压力低于tp P 时，液相也不可能存在汽相或固相，tp P 称为三项点压力，与三相压力点相对应的饱和温度tp t 称为三相点温度。
第七章、理想气体混合物及空气
1.分压力i P ：混合气体中第i 种组元气体单独占有与混合气体相同的体积V ，并处于混合气体相同的温度T 时，所呈现的压力。
2.分体积i V ：混合气体中第i 种组元气体在混合气体温度T 和压力P 单独存在时占有的体积。
3.饱和湿空气：如果湿空气中水蒸气分压力V P 达到了湿空气温度T 所对应的饱和压力s P ，则成其为饱和湿空气，否则称为未饱和湿空气。
4.露点：在一定的压力V P 下，未饱和湿空气冷却达到饱和空气，即将结出露珠时的温度。
5.干球温度：用普通温度计侧得的湿空气的温度。
6.湿球温度：用纱布包裹的湿球温度计测得的湿纱布中水的温度。
7.相对湿度：是空气中水蒸气分压力与同温度下水蒸气饱和压力之比。
8.含湿量：单位质量的干空气所含的水蒸气的质量。
9.湿空气的比焓：含有1Kg 干空气的湿空气的焓值。
10.绝热加湿：在绝热条件下像空气喷水，或水蒸气而向空气加入水蒸气的过程。
第八章、气体和蒸汽的流动
1.绝热滞至过程：气体在绝热流动过程中，因受到某种物体的阻碍，而流速降低为零的过程
2.节流现象：流体在管道内流动时，有时流经阀门，孔板设备时，由于局部阻力，使流体压力降低，这种现象称为节流现象。
第九章、气体和蒸汽的压缩
1.余隙容积：在实际的活塞式压缩机中，因为制造公差，金属材料的热胀性及安装进、排气阀等零件的需要，当活塞运动到上死点位置时，在活塞顶面与气缸盖之间留有一定的间隙，该空间的容积称为余隙容积。
第十章、热力循环及其装置
1.活塞排量：上止点和下止点之间的气缸容积差。
2.抽气式回热循环：从汽轮机的适当部位抽出尚未完全膨胀的，压力，温度相对较高的少量水蒸气去加热低温凝结水的循环方式。
3.冷吨：1冷吨是1000Kg0℃的饱和水在24小时冷冻为0℃的冰所需要的制冷量，这个制冷量可以换算为386s Kj /。
传热学
第一章、绪论
1.导热：物体的各个部分之间不发生相对位移时，依靠分子，原子及自由电子等微观粒子的热运动而产生的热能传递称为热传导，简称导热。
2.热流量：单位时间内通过某一给定面积的热量称为热流量。
3.热流密度：通过单位面积的热流量称为热流密度。
4.热对流：由于流体的宏观运动而引起的流体各部分之间发生相对位移、冷热流体相互掺混所导致的热量传递过程。
5.对流传热：流体流过一个物体表面时流体与物体表面间的热量传递过程。
6.热辐射：因热的原因而发出的辐射的想象称为热辐射。
7.传热系数：传热系数树枝上等于冷热流体见温差℃1=?t ，传热面积2
1m A =时的热流量值，是表征传热过程强度的标尺。
8.传热过程：我们将热量由壁面一侧流体通过壁面传递到另一侧流体的过程。第二章、导热基本定律及稳态导热
1.温度场：各个时刻物体中各点温度所组成的集合，又称为温度分布。
2.等温面：温度场中同一瞬间温度相同的各点连成的面。
3.傅里叶定律的文字表达：在导热过程中，单位时间内通过给定截面积的导热量，正比于垂直该界面方向上的温度变化率和截面面积，而热量的传递方向则与温度升高的方向相反。
4.热流线：热流线是一组与等温面处处垂直的的曲线，通过平面上人一点的热流线与改点热流密度矢量相切。
5.内热源：内热源值表示在单位时间内单位体积中产生或消耗的热量。
6.第一类边界条件：规定了边界点上的温度值。
第二类边界条件：规定了边界上的热流密度值。.
第三类边界条件：规定了边界上物体与周围流体间的表面传热系数h 及周围流体的温度f
t 7.热扩散率a ：c
a ρλ=，a 越大，表示物体内部温度扯平的能力越大；a 越大，表示材料中温度变化传播的越迅速。
8.肋片：肋片是依附于基础表面上的扩展表面。
第三章、非稳态导热
1.非稳态导热：物体的温度随时间的变化而变化的导热过程称为非稳态导热。
2.非正规状况阶段：温度分布主要受出事温度分布的控制，称为非稳态导热。
3.正规状况阶段：当过程进行到一定深度时，物体初始温度分布的影响逐渐消失，此后不同时刻的温度分布主要受到边界条件的影响，这个阶段的非稳态导热称为正规状况阶段。
4.集中参数法：忽略物体内部导热热阻的简化分析方法称为集中参数法。
5.o F 数：o F 数可以看成是表征非稳态过程进行深度的无量纲时间。这一无量纲时间越大，热扰动就越深入地传播到物体内部，因而物体内部各点的温度分布就越接近周围介质的温度。
第五章、对流换热
1.对流换热：流体流过固体表面时流体与固体的热量交换称为对流换热。
2.牛顿型流体：切应力服从牛顿粘性定律y t ??=/ητ的流体。
3.流动边界层：在固体表面附近流体的速度发生剧烈变化的薄层称为流动边界层。
4.流动边界层厚度：规定达到主流速度99％处的距离y 为流动边界层厚度。
5.层流边界层：随着x 的增加，由于壁面粘滞力的影响逐渐向流体内部传递，边界层逐渐增厚，但在某一距离l x 以前一直会保持层流的性质。此时流体做有序的分层流动，各层互不干扰，这时的边界层称为层流边界层。
6.湍流边界层：沿流动方向随边界层厚度的增加，边界层内部粘性力和惯性力的对比向着惯性力相对强大的方向变化，促使边界层内的流动变的不稳起来。自距前缘l x 起处，流动朝着湍流过渡，最终过渡为旺盛的湍流，此时流动质点沿x 方向流动的同时，又做紊乱不规则的脉动，故称为湍流边界层。
7.粘性底层：湍流边界层内紧靠壁面处粘滞力仍占主导地位，致使贴附于避免的一极薄层内任然保持层流的主要性质。这个极薄层称为湍流边界层的粘性底层。
8.热边界层：在固体表面附近流体的温度发生剧烈变化的薄层称为温度边界层。9.r P 数：r P 数表征了流体流动边界层与热边界层的相对大小，它反映了流体中流动扩散与热量扩散之比。
10.自然对流：不依靠泵或风机等外力推动，由于流体的自身温度场的不均匀所引起的流动称为自然对流。
11.大空间自然对流：热边界层的发展不受到干扰或者阻挠的自然对流，而不局限于几何上的很大或者无限大。
12.u N 数：u N 数表示壁面上无量纲温度梯度的大小，它的大小表示了换热的强弱。
第六章、凝结与沸腾换热
1.膜状凝结：如果凝结液体能够很好地润湿壁面，它就在壁面上铺展成膜。这种凝结方式称为膜状凝结。
2.珠状凝结：当凝结液体不能很好地润湿避免时，凝结液体在壁面上形成一个个的液珠，称为珠状凝结。
3.稳定膜状沸腾：加热面上已形成稳定的蒸汽膜层，产生的蒸汽有规律地排离膜层，q 随着t ?的增加而增大。此阶段称为稳定膜状沸腾。
4.烧毁点：将热流密度峰值max q 称为临界热流密度，max q 亦称为烧毁点。
5.核态沸腾转折点DNB ：在烧毁点附近，有个比max q 值略小，表现为q 值缓慢上升的点。
第七章、热辐射的基本定律及物体的辐射特性
1.热辐射：由于热的原因产生的电磁波辐射称为热辐射。热辐射的电磁波使物体内部的微观粒子的热运动状态改变时而激发出来的。只要物体的温度高于“决定零度”，物体总是不停地把热变为辐射能，向外发出热辐射。
2.近红外线：波长在25mm 以下的红外辐射称为近红外线。
3.远红外线：波长在25mm 以上的红外辐射称为远红外线。
4.微波：波长在1mm-1m 之间的电磁波称为微波。
5.镜面反射：当表面的不平整尺寸小于投入辐射的波长发生的反射称为镜面反射。
6.黑体：我们把吸收比1=α的物体叫做黑体。
7.镜体：我们把反射比1=ρE 的物体叫做镜体。
8.就对透明体：我们把穿透比1=τ的物体叫做绝度透明体。
9.辐射力：单位时间单位面积向其上的半球空间的所有方向辐射出去的全部波长范围的能量称为辐射力。
10.光谱辐射力：单位时间单位面积向其上的半球空间的所有方向辐射出去的在包含波长λ在内的单位波长的能量称为光谱辐射力。
11.兰贝特定律：黑体的定向辐射强度是个常数，与空间方向无关，这就是黑体辐射的兰贝特定律。
12.发射率：实际物体的辐射能力与同温度下黑体的辐射能量之比称为是及物体的发射率。
13.光谱发射率：是及物体的光谱辐射力与同温度下黑体同一波长下的光谱辐射力，称为实际物体的光谱发射率。
14.漫射体：对于定向辐射强度随θ的分布满足兰贝特定律的物体，其定向发射率在极坐标中是半径小于1的半圆，这样的物体称为漫射体。
15.投入辐射：单位时间内从外界投入到物体单位面积上的辐射能称为投入辐射。
16.灰体：把光谱的吸收比与波长无关的物体称为灰体。
17.定向辐射强度：单位时间、单位可见辐射面积向半球空间θ方向单位立体角内的辐射能量称为定向辐射强度。
18.黑体辐射函数：某一温度下物体在λ?0波长范围内物体辐射能占同温度下黑体辐射能力的百分比。
19.立体角：以立体角的角端为中心，做半径为r 的半球，将半球表面上被立体角所切割的面积c A 除以半径的平方2r ，即得立体角的度量2
/r A c =?。第八章、辐射传热的计算
1.角系数：表面1中发出的辐射能中落到表面2的百分数称为表面1对表面2的角系数。
2.有效辐射：单位时间内离开表面单位面积的总辐射能。
3.重辐射面：表面温度未定而净的辐射传热量为0的表面称为重辐射面。
4.当量半球：半球内的气体具有与所研究的情况相同的温度、压力和成分时，该半球内气体对球心的辐射力等于所研究的情况下气体对指定地区的辐射力。
5.表面辐射热阻：当物体的表面不是黑体时，该表面不能全部吸收外来投射辐射能量，这相当于表面存在热阻，该热阻称为表面热阻。
6.空间辐射热阻2,111X A ,由于1表面的辐射能不能全部落到表面2的缘故。
7.网络法：把辐射热阻比拟成等效的电阻从而通过等效的网络图求解辐射换热的方法。
8.、有效辐射：包括辐射表面的自身辐射E 和该表面对投入辐射G 的反射辐射G ρ,J 记为J ，即G E J ρ+=。
9.遮热板：插入两个辐射换热面之间用以削弱辐射换热的薄板。
第九章、传热过程分析及换热器的热计算
1.肋化系数：加肋后总面积与内侧未加肋时表面积之比。
2.换热设备：用来使热量从热流体传递到冷流体，以满足规定的工艺要求的装置。
3.换热器效能：'2
'1max ''')(t t t t ??=ε，分母为l 流体在换热器中可能发生的最大温差值，而分子则为冷流体或热流体在换热器中的实际温差值中的大者。从定义上可知，效能ε表示换热器的实际效能与最大可能效能之比。
4.传热单元数NTU ：min
)(c q KA NTU m =，塔式换热器中的一个无量纲参数，在一定意义上可以看成是换热器KA 值大小的一种量度。
5.污垢热阻：换热器运行一段时间后，换热面上常常会覆盖一层垢层，表现为附件热阻，称为传热热阻。
工程热力学与传热学课 程总结与体会 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
工程热力学与传热学 题目：工程热力学与传热学课程总结与体 会 院系：水利建筑工程学院给排水科学与工 程 班级：给排水科学与工程一班 姓名：张琦文 指导老师：姚雪东 日期:2016年5月1日 认识看法地位作用存在问题解决措施未来 发展展望 传热学在高新技术领域中的应用 摘要: 热传递现象无时无处不在【2】它的影响几乎遍及现代所有的工业部门【1】也渗透到农业、林业等许多技术部门中。本文介绍了航空航天、核能、微电子、材料、生物
医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域在不同程度上应用传热研究的最新成果。可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识【1】而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。 前言：通过对传热学这门课程的学习,了解了传热的基本知识和理论。发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题更是与机械制造这门学科息息相关。传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。传热现象在我们的日常生活中司空见惯。早在人类文明之初人们就学会了烧火取暖。随着工业革命的到来，蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现，传热研究更是得到了飞速的发展，被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。当今世界国与国之间的竞争是经济竞争，而伴随着经济的高速发展也带来了资源、人口与环境等重大国
绪论 工程热力学与传热学分两部分，热力学与传热学，这两部分都是与热有关的学科。 我们先讲热力学，第二部分再讲传热学。 热力学中热指的是热能，力在我们工程热力学中主要指的是用它来做功，也就是机械能，简单地理解工程热力学主要研究的是热能和机械能之间的相互转 化。也就是说由热产生力，进而对物体做功的过程，所以热力学主要研究的是热能和机械能之间的相互转化。 举个例子：比如汽车的发动机（内燃机），它是利用燃料（汽油）在汽缸中燃烧，燃烧后得到高温高压的烟气，烟气此时温度高，压力高，具有热能，那么 高压的燃气会推动气缸的活塞做水平往复运动，活塞又通过曲柄连杆机构把水平往复运动转化成圆周运动，进而带动汽车运动，这就是一个热力学的例子。 工程热力学的研究重点是热能与机械能之间的转化规律，那么下面我们来详细的看一下工程热力学的研究内容： ①研究热力学中的一些基本概念和基本定律。基本概念像热力学系统、热力学状态、平衡过程、可逆过程等。基本定律有热力学第一定律和热力学第二定律，第一定律和第二定律是工程热力学的理论基础，其中热力学第一定律主要研究热能与机械能之间转化时的数量关系，热力学第二定律主要研究热能和机械能转换 时的方向、条件、限度问题。 ②研究工质的性质。我们热能和机械能之间的转化需要依靠一定的工作物质 才能实现，因此，我们要研究热能和机械能之间的相互转化，我们首先要研实现这一工作的工质的性质。 ③研究工质参与下，遵循热力学第一定律和第二定律在热力设备中进行的实 际热力过程。 第一章基本概念 在我们研究工程热力学的过程中会用到许多术语，如工质、热力学系统、热力学状态、平衡状态、状态参数等。因此，要学好工程热力学我们首先要知道这 些术语指的是什么。
中国石油大学（北京）远程教育学院期末复习题 《工程热力学与传热学》 一. 选择题 1. 孤立系统的热力状态不能发生变化；（×） 2. 孤立系统就是绝热闭口系统；（×） 3. 气体吸热后热力学能一定升高；（×） 4. 只有加热，才能使气体的温度升高；（×） 5. 气体被压缩时一定消耗外功；（√ ） 6. 封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（√ ） 7. 流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（√ ） 8. 在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两部分组成。（×） 9. 理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程。（×） 10. 对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv的大小与气体的温度无关。（×） 11. 一切可逆热机的热效率均相同；（×） 12. 不可逆热机的热效率一定小于可逆热机的热效率；（×） 13. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆 过程的熵变等于可逆过程的熵变；（√ ） 14. 如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆 过程的熵变大于可逆过程的熵变；（×） 15. 不可逆过程的熵变无法计算；（×） 16. 工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（×） 17. 封闭热力系统发生放热过程，系统的熵必然减少。（×） 18. 由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（×） 19. 知道了温度和压力，就可确定水蒸气的状态；（×） 20. 水蒸气的定温膨胀过程满足Q=W；（×） 21. 对未饱和湿空气，露点温度即是水蒸气分压力所对应的水的饱和温度。（√） 二. 问答题
第一章 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。
第一部分(第一章～第五章) 一、概念 （一）基本概念、基本术语 1、工程热力学：工程热力学是从工程的观点出发，研究物质的热力性质、能量转换以及热 能的直接利用等问题。 2、热力系统：通常根据所研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空 间作为热力学研究对象。这种空间的物质的总和称为热力系统，简称系统。 3、闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。系统包含的物质质量为一不变的常 量，所以有时又称为控制质量系统。 4、开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。开口系统总是一种相对固定的空间， 故又称开口系统为控制体积系统，简称控制体。 5、绝热系统：系统与外界之间没有热量传递的系统，称为绝热系统。 6、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的系统，称为孤立系统。 7、热力状态：我们把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。 8、状态参数：我们把描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。 9、强度性状态参数：在给定的状态下，凡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，没有可加性的状态参数称为强度性参数。 10、广延性状态参数：在给定的状态下，凡与系统所含物质的数量有关的状态参数称为广延 性参数。 11、平衡状态：在不受外界影响（重力场除外）的条件下，如果系统的状态参数不随时间变 化，则该系统所处的状态称为平衡状态。 12、热力过程：把工质从某一状态过渡到另一状态所经历的全部状态变化称为热力过程。 13、准静态过程：理论研究可以设想一种过程，这种过程进行得非常缓慢，使过程中系统部 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部的 状态都非常接近平衡状态，于是整个过程就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。 14、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，而不 留下任何痕迹，这样的过程称为可逆过程。 15、热力循环：把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。 16、循环热效率：正循环中热转换功的经济性指标用循环热效率表示，循环热效率等于循环 中转换为功的热量除以工质从热源吸收的总热量。 17、卡诺循环：由两个可逆定温过程与两个可逆绝热过程组成的，我们称之为卡诺循环。
工程热力学与传热学实验指导书 热工实验 2013年3月
实验一 非稳态（准稳态）法测材料的导热性能 实验 一、实验目的 1. 快速测量绝热材料（不良导体）的导热系数和比热。掌握其测试原理和方法。 2. 掌握使用热电偶测量温差的方法。 二、实验原理 图1 第二类边界条件无限大平板导热的物理模型 本实验是根据第二类边界条件，无限大平板的导热问题来设计的。设平板厚度为2δ，初始温度为t 0，平板两面受恒定的热流密度q c 均匀加热（见图1）。求任何瞬间沿平板厚度方向的温度分布t (x ，τ)。导热微分方程式、初始条件和第二类边界条件如下： 0) ,0( 0),( )0,( ) ,( ),( 0 22=??=+??=??=??x t q x t t x t x x t a x t c τλτδτττ 方程的解为：
???+--=-δδδτλτ63),( 220x a q t x t c ?? ?-??? ??-∑∞ =+102 2 1)( exp cos 2)1(n n n n n F x μδμμδ (1-1) 式中：τ — 时间；λ — 平板的导热系数； a — 平板的导温系数；n μ— πn ，n = 1，2，3，………； F 0 — 2δτa 傅里叶准则；0t — 初始温度； c q — 沿x 方向从端面向平面加热的恒定热流密度。 随着时间τ的延长，F 0数变大，式(1-1)中级数和项愈小，当F 0> 0.5时，级数和项变得很小，可以忽略，式(1-1)变成 ??? ? ??-+=-612),( 2220δδτλδτx a q t x t c (1-2) 由此可见，当F 0> 0.5后，平板各处温度和时间成线性关系，温度随时间变化的速率是常数，并且到处相同。这种状态称为准稳态。 在准稳态时，平板中心面x =0处的温度为： ?? ? ??-= -61),0( 20δτλδτa q t t 平板加热面x =δ处为： ??? ??+= -31),( 20δτλδτδa q t t c 此两面的温差为： λ δ ττδc q t t t ?= -=?21),0( ),( (1-3) 如已知c q 和δ，再测出t ?，就可以由式(1-3)求出导热系数： t q c ?= 2δ λ (1-4) 实际上，无限大平板是无法实现的，实验总是用有限尺寸的试件，一般可认为，试件的横向尺寸为厚度的6倍以上时，两侧散热对试件中心的温度影响可以忽略不计。试件两端面中心处的温度差就等于无限大平板时两端面的温度差。 根据热平衡原理，在准稳态时，有下列关系：
工程热力学大总结 '
… 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。
《工程热力学与传热学》在机械领域中的运用 （华南农业大学，工程学院，广州510642） 摘要：自18世纪30年代发明近代动力机械以来，人类的生产力出现了质的飞跃，生产水平跨上了一个个新的台阶。随后的蒸汽轮机、内燃机乃至燃气轮机的陆续应用则更使能源的转换和利用技术达到了前所未有的崭新阶段。这个进程至今仍在继续当中。传热学科的建立与发展、不断完善和提高是与上述过程相伴而行的。热传递现象更是无时无处不在，它的影响几乎遍及所有的工业部门，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域都在不同程度上应用传热研究的最新成果。 关键词：热传递传热学机械领域发展趋势 The application of engineering thermodynamics and heat transfer in mechanical field Qian Jianping (College of Engineering, South China Agricultural University, Guangzhou 510642, China) Abstract: Since the 1730 s, since the invention of the modern machinery, the productivity of human appeared a qualitative leap, the production level up a new step. Then steam turbines, internal combustion engines and gas turbine application in succession, more make the conversion and utilization of energy technology has reached the unprecedented new stage. The process is still continuing. The establishment and development of heat transfer science, and constantly improve and improve and is accompanied by the process. Heat transfer phenomenon is everywhere at all times, and its influence in almost all industrial sectors, also infiltrated in agriculture, forestry and many other technical department. the latest research results of application of heat transfer in different degree was use in Aerospace, nuclear energy, microelectronics, materials, biomedical engineering, environmental engineering, new energy and agricultural engineering, and many other high-tech fields. Key words: heat transfer heat transmission science Mechanical field development tendency 热传递现象无时无处不在，它的影响几乎遍及现代所有的工业部门，也渗透到农业、林业等许多技术部门中。可以说除了极个别的情况以外，很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域，像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识，而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于应用传热研究的最新成果，并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上，传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。 热科学的工程领域包括热力学和传热学。传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析，因后裔只讨论在平衡状态下的系统。这些附加的定律是以三种基本的传热方式为基础的，即导热、对流和辐射。传热学是研究不同温度的物体，或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象，而且广泛存在于工程技术领域。例如，提高锅炉的蒸汽产量，防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等，都是典型的传热问题。 传热学的应用非常广泛，几乎渗透到生活的各个领域，如：传热学在传统机械工业领域和农业机械领域中的应用，传热学在高新技术机械领域中的应用等。 以下将《工程热力学与传热学》在机械领域中的运用分为两个方面进行介绍。 1、传热学在传统工业机械领域和农业机械领域中的应用
1. 第一章 基本概念及定义 2. 热能动力装置：从燃料燃烧中得到热能，以及利用热能所得到动力的整套设备（包括辅助设备）统称热能动力装置。 3. 工质：热能和机械能相互转化的媒介物质叫做工质，能量的转换都是通过工质状态的变化实现的。 4. 高温热源：工质从中吸取热能的物系叫热源，或称高温热源。 5. 低温热源：接受工质排出热能的物系叫冷源，或称低温热源。 6. 热力系统：被人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统叫做热力系统。 7. 闭口系统：如果热力系统与外界只有能量交换而无物质交换，则称该系统为闭口系统。（系统质量不变） 8. 开口系统：如果热力系统与外界不仅有能量交换而且有物质交换，则称该系统为开口系统。（系统体积不变） 9. 绝热系统：如果热力系统和外界间无热量交换时称为绝热系统。（无论开口、闭口系统，只要没有热量越过边界） 10. 孤立系统：如果热力系统和外界既无能量交换又无物质交换时，则称该系统为孤立系统。 11. 表压力：工质的绝对压力>大气压力时，压力计测得的差数。 12. 真空度：工质的绝对压力<大气压力时，压力计测得的差数，此时的压力计也叫真空计。 13. 平衡状态：无外界影响系统保持状态参数不随时间而改变的状态。充要条件是同时到达热平衡和力平衡。 14. 稳定状态：系统参数不随时间改变。（稳定未必平衡） 15. 准平衡过程(准静态过程)：过程进行的相对缓慢，工质在平衡被破环后自动恢复平衡所需的时间很短，工质有足够的时间来恢复平衡，随时都不致显著偏离平衡状态，那么这样的过程就称为准平衡过程。它是无限接近于平衡状态的过程。 16. 可逆过程：完成某一过程后，工质沿相同的路径逆行回复到原来的状态，并使相互作用所涉及的外界亦回复到原来的状态，而不留下任何改变。可逆过程=准平衡过程+没有耗散效应（因摩擦机械能转变成热的现象）。 17. 准平衡与可逆区别：准平衡过程只着眼工质内部平衡;可逆过程是分析工质与外界作用产生的总效果，不仅要求工质内部平衡，还要求工质与外界作用可以无条件逆复。 18. 功：功是热力系统通过边界而传递的能量，且其全部效果可表现为举起重物。 19. 热量：热力系统与外界之间仅仅由于温度不同而通过边界传递的能量。 20. 两者不同：功是有规则的宏观运动的能量传递，在做功的过程中往往伴随着能量形态的转化。热量则是大量微观粒子杂乱热运动的能量传递，传递过程中不出现能量形态的转化。功转变成热量是无条件的而热量转变成功是有条件的。 21. 正向循环（热动力循环）：热能转化成机械能的循环叫做正循环，它使外界得到功Wnet 。 22. 逆向循环：工质在循环中消耗机械能（或其他能量）把热量从低温热源传给高温热源的过程称为逆循环，消耗外功。 23. 第二章 热力学第一定律 24. 热力学第一定律：自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造，也不可能被消灭，但可以从一种形态转变为另一种形态，在能量的转换过程中能量的总量保持不变。（热力学第一定律就是能量守恒和转换定律在热现象中的体现）。内能的改变方式有两个：做功和热传递 ΔU = W + Q 。 25. 第一类永动机：不消耗能量便可以永远对外做功的动力机械。 26. 热力学能（内能）：分子间的不规则运动的内动能，分子间的相互作用的内位能，维持分子结构的化学能，原子核内部的原子能，电磁场作用下的电磁能等一起构成热力学能。 27. 总能（总存储能）：内能（热力学能），外能（宏观运动动能及位能）的总和称总能。 28. 推动功：工质在开口系统中流动而传递的功称为推动功mpv 。 29. 流动功：系统为维持工质流动所需的功称为流动功(推动功差p2V2-p1V1）。 30. 技术功：机械能可以全部转变为技术上可以利用的功，称为技术功（技术上可资利用的功）。 31. 体积功：工质因体积的变化与外界交换的功。 32. 焓：在热力设备中，工质总是不断的从一处流到另一处，随着工质的移动而转移的能量，即热力学能和推动功之和u+pv 。 33. 稳定流动过程：流动过程中，开口系统内部及其边界上各点工质的热力参数及运动参数都不随时间而变，则这种流动过程称为稳定流动过程。反之，则为不稳定流动过程或瞬变流动过程。 34. 节流：工质流过阀门等设备时，流动界面突然收缩，压力下降，这种现象称为节流。 35. 第三章 气体和蒸汽的性质 36. 标准大气压：在纬度45°的海平面上，当温度为0℃时，760毫米高水银柱产生的压强叫做标准大气压。 37. 理想气体：1.分子间是弹性的、不具有体积的质点；2.分子间相互没有作用力。 38. 摩尔气体常数：R=MRg=8.314 5 J/(mol ·K)，与气体种类状态都无关。Rg 与气体种类有关，状态无关。Rg 物理意义是1 kg 某种理想气体定压升高1 K 对外作的功。 39. 定压比热容Cp ：压力不变的条件下，1kg 物质在温度升高1K 所需的热量称为定压比热容。 40. 定容比热容Cv ：体积不变的条件下，1kg 物质在温度升高1K 所需的热量称为定容比热容。Cp- Cv=Rg 气体常数。Cp/Cv=γ比热容比。 41. 湿饱和蒸汽：水蒸气和水的混合物称为湿饱和蒸汽。 42. 干饱和蒸汽：即饱和蒸汽，水全部变成蒸汽，这个时候的蒸汽称为干饱和蒸汽 43. 过热蒸汽：对饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度升高，比体积增大，此时的蒸汽称为过热蒸汽。 44. 饱和状态：当汽化速度=液化速度时，系统处于动态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相对数量。 45. 饱和温度：处于饱和状态的汽、液的温度相同称为饱和温度。 46. 饱和压力：处于饱和状态的蒸汽的压力称为饱和压力。 47. 过冷水：水温低于饱和温度时称为过冷水或未饱和水。 48. 过热度：温度超过饱和温度之值称为过热度 49. 汽化潜热：1kg 质量的某种液相物质在汽化过程中所吸收的热量。简称汽化潜热（液体蒸发吸收的热量）。 50. 第四章 气体与蒸汽的基本热力 51. 第五章 热力学第二定律 52. 热力学第二定律（克劳修斯说法）：热不可能自发的、不付代价的从低温物体传至高温物体。 53. 热力学第二定律（开尔文说法）：不可能制造出从单一热源吸热，使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。 54. 造成过程不可逆的两大因素：1、耗散效应。2、有限势差作用下的非准平衡变化。 55. 卡诺循环：工作于温度分别为1T 和2T 的两个热源之间的正向循环，由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成。 56. 概况性卡诺循环：双热源间的极限回热循环称为概括性卡诺循环。 57. 回热：用工质原本排出的热量加热工质本身的方法。 58. 熵产：由耗散热产生的熵增量叫做熵产。（闭口系内不可逆绝热过程中，存在不可逆因素引起耗散效应，使损失的机械能转化为热能被工质吸收，导致熵增大）。 59. 熵流：系统与外界换热量与热源温度的比值，称为熵流。 60. 孤立系统的熵增原理：孤立系统中的各种不可逆因素表现为系统的机械功损失，产生机械功不可逆地转化为热的效果，使孤立系统的熵增大。称为孤立系统的
第十一章蒸汽压缩制冷循环 制冷：对物体进行冷却，使其温度低于周围环境温度，并维持这个低温，称为制冷。 制冷技术广泛应用于生产、科研、生活中。 制冷循环的目的：是将低温热源的热量转移到高温热源。 根据热力学第二定律，为了达到这个目的，必须提供机械能或热能作为代价。 根据所消耗的能量形式不同，一般可将逆循环分为两大类： ①消耗机械能的压缩式制冷循环。 包括：空气压缩制冷循环和蒸汽压缩制冷循环。 ②消耗热能的制冷循环。 包括：蒸汽喷射式制冷循环和吸收式制冷循环。 本章介绍最常用的蒸汽压缩制冷循环，并分析提高其经济性的途径。 第一节制冷剂及p-h图 制冷剂是制冷装置的工质，主要是低沸点物质。蒸汽压缩制冷装置中的制冷剂主要是氟里昂和液氨。 常用的氟利昂有：氟利昂12（CF2Cl2）、氟利昂22（CHF2Cl）、氟利昂134a （C2H2F4）、氨等。物理性质见表11-1。
制冷剂在制冷循环中存在汽-液相变，为了计算制冷循环中个过程的能量变化和状态参数，需要查找制冷剂的饱和蒸汽表和过热蒸汽表。 但是，工程上更多的是应用制冷剂的压-焓图（p-h图）进行分析。 p-h图是根据制冷剂蒸汽性质表绘制的。 p-h图是以logp为纵坐标、以h为横坐标建立的半对数坐标图。 如图11-1所示。 说明：①采用logp为坐标，可以使压力从0.001~0.01Mpa，从0.01~0.1Mpa，从0.1~1Mpa所占的坐标高度相同，使低压区图线面积增大，读数更准确。 ②因为实际蒸汽压缩制冷循环常用的工作压力围都远低于临界压力，所以工程上使用的p-h图都没有绘制较高压力部分。 p-h图分析：全图共有六条线、三个区（未饱和液体区、湿蒸汽区、过热蒸汽区）和一个点临界点C）。
工程热力学和传热学 第二章基本概念 一．基本概念 系统： 状态参数： 热力学平衡态： 温度： 热平衡定律： 温标： 准平衡过程： 可逆过程： 循环： 可逆循环： 不可逆循环： 二、习题 1．有人说，不可逆过程是无法恢复到起始状态的过程，这种说法对吗？ 2．牛顿温标,用符号°Ｎ表示其温度单位,并规定水的冰点和沸点分别为100°Ｎ和200°Ｎ，且线性分布。（1）试求牛顿温标与国际单位制中的热力学绝对温标(开尔文温标)的换算关系式；（2）绝对零度为牛顿温标上的多少度? 3．某远洋货轮的真空造水设备的真空度为0.0917ＭＰａ，而当地大气压力为0.1013MPa，
当航行至另一海域，其真空度变化为0.0874MPa，而当地大气压力变化为0.097MPa。试问该真空造水设备的绝对压力有无变化? 4．如图1-1所示，一刚性绝热容器内盛有水，电流通过容器底部的电阻丝加热 水。试述按下列三种方式取系统时，系统与外界交换的能量形式是什么。 （1）取水为系统；（2）取电阻丝、容器和水为系统；（3）取虚线内空间为系统。 图 1-1 5．判断下列过程中那些是不可逆的，并扼要说明不可逆原因。 （1）在大气压力为0.1013MPa时，将两块0℃的冰互相缓慢摩擦，使之化为0℃的水。 （2）在大气压力为0.1013MPa时，用(0＋dt)℃的热源(dt→0)给0℃的冰加热使之变为0℃的水。 （3）一定质量的空气在不导热的气缸中被活塞缓慢地压缩（不计摩擦）。 （4）100℃的水和15℃的水混合。 6．如图1-2所示的一圆筒容器，表A的读数为 360kPa；表B的读数为170kPa，表示室I压力高于 室II的压力。大气压力为760mmHg。试求: （1）真空室以及I室和II室的绝对压力； （2）表C的读数； （3）圆筒顶面所受的作用力。 图1-2 第三章热力学第一定律
绪论 工程热力学与传热学分两部分,热力学与传热学,这两部分都就是与热有关得学科。 我们先讲热力学,第二部分再讲传热学。 热力学中热指得就是热能，力在我们工程热力学中主要指得就是用它来做功,也就就是机械能，简单地理解工程热力学主要研究得就是热能与机械能之间得相互转化。也就就是说由热产生力,进而对物体做功得过程,所以热力学主要研究得就是热能与机械能之间得相互转化。 举个例子:比如汽车得发动机(内燃机),它就是利用燃料(汽油）在汽缸中燃烧,燃烧后得到高温高压得烟气，烟气此时温度高,压力高,具有热能,那么高压得燃气会推动气缸得活塞做水平往复运动，活塞又通过曲柄连杆机构把水平往复运动转化成圆周运动，进而带动汽车运动,这就就是一个热力学得例子。 工程热力学得研究重点就是热能与机械能之间得转化规律,那么下面我们来详细得瞧一下工程热力学得研究内容： ①研究热力学中得一些基本概念与基本定律。基本概念像热力学系统、热力学状态、平衡过程、可逆过程等。基本定律有热力学第一定律与热力学第二定律,第一定律与第二定律就是工程热力学得理论基础,其中热力学第一定律主要研究热能与机械能之间转化时得数量关系,热力学第二定律主要研究热能与机械能转换时得方向、条件、限度问题。 ②研究工质得性质。我们热能与机械能之间得转化需要依靠一定得工作物质才能实现,因此,我们要研究热能与机械能之间得相互转化，我们首先要研实现这一工作得工质得性质。 ③研究工质参与下，遵循热力学第一定律与第二定律在热力设备中进行得实际热力过程。 第一章基本概念 在我们研究工程热力学得过程中会用到许多术语，如工质、热力学系统、热力学状态、平衡状态、状态参数等。因此,要学好工程热力学我们首先要知道这些术语指得就是什么。 我们先来瞧第一个概念:工质
工程热力学与传热学 题目：工程热力学与传热学课程总结与体会院系：水利建筑工程学院给排水科学与工程班级：给排水科学与工程一班 姓名：张琦文 指导老师：姚雪东 日期:2016年5月1日 认识看法地位作用存在问题解决措施未来 发展展望
传热学在高新技术领域中的应用 摘要: 热传递现象无时无处不在【2】它的影响几乎遍及现代所有的工业部门【1】也渗透到农业、林业等许多技术部门中。本文介绍了航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域在不同程度上应用传热研究的最新成果。可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识【1】而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于 应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。 前言：通过对传热学这门课程的学习,了解了传热的基本知识和理论。发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题更是与机械制造这门学科息息相关。传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。传热现
象在我们的日常生活中司空见惯。早在人类文明之初人们就学会了烧火取暖。随着工业革命的到来，蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现，传热研究更是得到了飞速的发展，被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。当今世界国与国之间的竞争是经济竞争，而伴随着经济的高速发展也带来了资源、人口与环境等重大国际问题。传热学在促进经薪发展和加强环境保护方面起着举足轻重的作用。20世纪以前传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后，传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展，越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透，形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。现在，机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热，切削加工中的接触热阻和喷射冷却，等离子工艺中带电粒子的传热特性。核工程中有限空间的自然对流，动力和化工机械中超临界区换热，小温差换热，两相流换热，复杂几何形状物体的换热湍流换热等。随着激光等新的实验技术的引入和计算机的应用，为传热学的发展提供了广阔前景。 传热学是研究热量传递规律的一门学科，生产部门存在的多种多样的热量传递问题都可以用传热学来解决，这些部门包括能源、化工、冶金、建筑、机械制造、电子、制冷、
第一章 工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。 系统：热设备中分离出来作为热力学研究对象的物体。 状态参数：描述系统宏观特性的物理量。 热力学平衡态：在无外界影响的条件下，如果系统的状态不随时间发生变化，则系统所处的状态称为热力学平衡态。 压力：系统表面单位面积上的垂直作用力。 温度：反映物体冷热程度的物理量。 温标：温度的数值表示法。 状态公理：对于一定组元的闭口系统，当其处于平衡状态时，可以用与该系统有关的准静态功 形式的数量n 加上一个象征传热方式的独立状态参数，即（n+1 ）个独立状态参数来确定。 热力过程：系统从初始平衡态到终了平衡态所经历的全部状态。 准静态过程：如过程进行的足够缓慢，则封闭系统经历的每一中间状态足够接近平衡态，这样的过程称为准静态过程。 可逆过程：系统经历一个过程后如果系统和外界都能恢复到各自的初态，这样的过程称为可逆过程。无任何不可逆因素的准静态过程是可逆过程。 循环：工质从初态出发，经过一系列过程有回到初态，这种闭合的过程称为循环。 可逆循环：全由可逆过程粘组成的循环。 不可逆循环：含有不可逆过程的循环。 第二章 热力学能：物质分子运动具有的平均动能和分子间相互作用而具有的分子势能称为物质的热力学能体积功：工质体积改变所做的功热量：除功以外，通过系统边界和外界之间传递的能量。焓：引进或排出工质输入或
输出系统的总能量。 技术功：工程技术上将可以直接利用的动能差、位能差和轴功三项之和称为技术功。功：物质间通过宏观运动发生相互作用传递的能量。 轴功：外界通过旋转轴对流动工质所做的功。 流动功：外界对流入系统工质所做的功。 第三章 热力学第二定律： 克劳修斯说法：不可能使热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。 开尔文说法：不可能从单一热源吸热使之完全转化为有用功而不引起其他变化。卡诺循环：两热源间的可逆循环，由定温吸热、绝热膨胀、定温放热、绝热压缩四个可逆过程组成。 卡诺定理：在温度为T1 的高温热源和温度为T2 的低温热源之间工作的一切可逆热机，其热效 率相等，与工质的性质无关；在温度为T1的高温热源和温度为T2的低温热源之间工作的热机 循环，以卡诺循环的热效率为最高。 熵：沿可逆过程的克劳修斯积分，与路径无关，由初、终状态决定。 熵流：沿任何过程（可逆或不可逆）的克劳修斯积分，称为“熵流” 。 熵产：系统熵的变化量与熵流之差。 熵增原理：在孤立系统和绝热系统中，如进行的过程是可逆过程，其系统总熵保持不变；如为不可逆过程，其熵增加；不论什么过程，其熵不可能减少。 第四章
《工程热力学与传热学》 一、填空题（每题2分，计20分） 1.如果热力系统与外界之间没有任何形式能量互换，那么这个热力系统一定是( ） 2.抱负气体比热容只与( ）参数关于。 3.若构成热力系统各某些之间没有热量传递，热力系统将处在热平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 4.若构成热力系统各某些之间没有相对位移，热力系统将处在力平衡状态。此时热力系统内部一定不存在( ）。 5.干饱和蒸汽被定熵压缩，将变为：( ）。 6.湿空气压力一定期，其中水蒸气分压力取决于( ）。 7. 再热循环目是( ）。 8. 回热循环重要目是( ）。 9.热辐射可以不依托( ），在真空中传播。 10. 流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与( ）过程无关。 二. 判断题（每题1分，计20分） 1.孤立系统热力状态不能发生变化；（） 2.孤立系统就是绝热闭口系统；（） 3.气体吸热后热力学能一定升高；（） 4.只有加热，才干使气体温度升高；（） 5.气体被压缩时一定消耗外功；（）
6.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（） 7.流动功变化量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历过程无关；（） 8.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功pv两某些构成。（） 9.抱负气体绝热自由膨胀过程是等热力学能过程。（） 10.对于拟定抱负气体，其定压比热容与定容比热容之比cp/cv大小与气体温度无关。（） 11.一切可逆热机热效率均相似；（） 12.不可逆热机热效率一定不大于可逆热机热效率；（） 13.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变等于可逆过程熵变；（） 14.如果从同一状态到同一终态有两条途径：一为可逆过程，一为不可逆过程，则不可逆过程熵变不不大于可逆过程熵变；（） 15.不可逆过程熵变无法计算；（） 16.工质被加热熵一定增大，工质放热熵一定减小；（） 17.封闭热力系统发生放热过程，系统熵必然减少。（） 18.由抱负气体构成封闭系统吸热后其温度必然增长；（） 19.懂得了温度和压力，就可拟定水蒸气状态；（） 20.水蒸气定温膨胀过程满足Q=W；（） 三. 问答题（每题5分，计20分） 1. 阐明什么是准平衡过程？什么是可逆过程？指出准平衡过程和可逆过程关系。
工程热力学复习知识点 一、知识点 基本概念的理解和应用（约占40%），基本原理的应用和热力学分析能力的考核（约占60%）。 1. 基本概念 掌握和理解：热力学系统(包括热力系，边界，工质的概念。热力系的分类：开口系，闭口系，孤立系统)。 掌握和理解：状态及平衡状态,实现平衡状态的充要条件。状态参数及其特性。制冷循环和热泵循环的概念区别。 理解并会简单计算：系统的能量，热量和功（与热力学两个定律结合）。 2. 热力学第一定律 掌握和理解：热力学第一定律的实质。 理解并会应用基本公式计算：热力学第一定律的基本表达式。闭口系能量方程。热力学第一定律应用于开口热力系的一般表达式。稳态稳流的能量方程。 理解并掌握：焓、技术功及几种功的关系（包括体积变化功、流动功、轴功、技术功）。 3. 热力学第二定律 掌握和理解：可逆过程与不可逆过程(包括可逆过程的热量和功的计算)。 掌握和理解：热力学第二定律及其表述（克劳修斯表述，开尔文
表述等）。卡诺循环和卡诺定理。 掌握和理解：熵（熵参数的引入，克劳修斯不等式，熵的状态参数特性）。 理解并会分析：熵产原理与孤立系熵增原理，以及它们的数学表达式。热力系的熵方程（闭口系熵方程，开口系熵方程）。温-熵图的分析及应用。 理解并会计算：学会应用热力学第二定律各类数学表达式来判定热力过程的不可逆性。 4. 理想气体的热力性质 熟悉和了解：理想气体模型。 理解并掌握：理想气体状态方程及通用气体常数。理想气体的比热。 理解并会计算：理想气体的内能、焓、熵及其计算。理想气体可逆过程中，定容过程，定压过程，定温过程和定熵过程的过程特点，过程功，技术功和热量计算。 5. 实际气体及蒸气的热力性质及流动问题 理解并掌握：蒸汽的热力性质（包括有关蒸汽的各种术语及其意义。例如：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸汽、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等）。蒸汽的定压发生过程（包括其在p-v和T-s图上的一点、二线、三区和五态）。 理解并掌握：绝热节流的现象及特点 6. 蒸汽动力循环
一、选择题(82分) 1、 定量气体吸收热量50kJ,同时热力学能增加了80kJ,则该过程是（）。A、 压缩过程 B、 膨胀过程 C、 熵减过程 D、 降压过程 正确答案： A 学生答案： A 2、 以下系统中,和外界即没有质量交换,又没有能量交换的系统是（）。A、 闭口系统 B、 开口系统 C、
绝热系统 D、 孤立系统 正确答案： D 学生答案： 3、 下列各热力过程,按多变指数大小排序,正确的是（） A、 定熵过程>定温过程>定压过程>定容过程 B、 定容过程>定熵过程>定温过程>定压过程 C、 定压过程>定容过程>定熵过程>定温过程 D、 定温过程>定压过程>定容过程>定熵过程 正确答案： B 学生答案： 4、 等量空气从相同的初态出发,分别经历可逆绝热过程A和不可逆绝热过程B到达相同的终态,则两过程中热力学能的变化（）。
可逆过程>不可逆过程 B、 二者相等 C、 可逆过程<不可逆过程 D、 无法确定 正确答案： B 学生答案： 5、 对于理想气体的定容过程,以下说法正确的是（）。A、 定容过程中工质与外界没有功量交换 B、 定容过程中技术功等于工质的体积变化功 C、 工质定容吸热时,温度升高,压力增加 D、 定容过程中工质所吸收的热量全部用于增加工质的焓值正确答案：
学生答案： 6、 某液体的温度为T,若其压力大于温度T对应的饱和压力,则该液体一定处于（）状态。 A、 未饱和液体 B、 饱和液体 C、 湿蒸汽 D、 过热蒸汽 正确答案： A 学生答案： 7、 在高温恒温热源和低温恒温热源之间有卡诺热机,任意可逆热机以及任意不可逆热机, 以下说法正确的是（）。 A、 卡诺热机是一种不需要消耗能量就能对外做功的机器