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工程热力学总复习提纲专题培训课件

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大学工程热力学期末复习课件第一章+绪论

大学工程热力学期末复习课件第一章+绪论
工农业及交通运输提供动力。工程热力学正是 研究热能的有效利用及热能和其它能量 转换规律的科学.
二、热力学研究对象和主要内容:
• 1）研究能量转换的客观规律，即热力学第 一与第二定律。
• 2）研究工质的基本热力性质。
• 3）研究各种热工设备中的工作过程。
• 4）研究与热工设备工作过程直接有关的一 些化学和物理化学问题。
三、状态方程、坐标图
平衡状态可用一组状态参数描述其状态
想确切描述某个热力系，是 否需要所有状态参数？
状态公理：对组元一定的闭口系， 独立程Equation of state
状态方程 基本状态参数（p,v,T)之间 的关系
简单可压缩系统：N = 2
v f ( p,T) f ( p,v,T) 0
工程热力学
绪论
工程热力学是重要的专业基础课；是一门 研究热能有效利用及热能和其它形式能量 转换规律的科学
一、能源及热能利用
1.能源
分为：一次能源，是自然界以自然形态存在的、 可以利用的能源；主要有风能、水利能、太阳能、 地热能、化学能和核能等，有些可直接利用，但 通常需要经过加工转换后才能利用。二次能源， 是由一次能源加工转换后的能源，主要是热能、 机械能和电能。在能量转换过程中，热能不仅是 最常见的形式，而且具有特殊重要的作用。
状态参数的特征：
1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然 2、状态参数的积分特征：状态参数的变化量
与路径无关，只与初终态有关 3、状态参数的微分特征：全微分
从数学上考虑，状态函数具有两个基本性质： （1）系统状态的微小变化所引起状态函数的变
化可以用全微分表示。 如：dp、dV、dT （2）状态函数的增量只与系统的始、末态有关， 与变化的具体历程无关。 (即线积分结果与积分途径无关，只取决始终 两点的坐标) NOTE：系统的状态应当是系统达平衡时的平 衡态。 基本状态参数：温度、压力、比容或密度。

工程热力学总复习上课讲义89页PPT

工程热力学总复习上课讲义89页PPT
工程热力学总复习上课讲义
41、实际上，我们想要的不是针对犯 罪的法 律，而 是针对 疯狂的 法律。 ——马 克·吐温 42、法律的力量应当跟随着公民，就 像影子 跟随着 身体一 样。— —贝卡 利亚 43、法律和制度必须跟上人类思想进 步。— —杰弗 逊 44、人类受制于法律，法律受制于情 理。— —托·富 勒
45、法律的制定是为了保证每一个人 自由发 挥自己 的才能 ，而不 是为了 束缚他 的才能 。—— 罗伯斯 庇尔
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。

(精品)工程热力学(全套467页PPT课件)

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从能源结构来看，2004年一次能源消费中，煤炭占 67.7%，石油占22.7%，天然气占2.6%，水电等占 7.0%；一次能源生产总量中，煤炭占75.6%，石油 占13.5%，天然气占3.0%，水电等占7.9%。
我国能源现状
据预测，目前中国主要能源煤炭、石油和天然气的储 采比分别为约80、15和50，大致为全球平均水平的 50%、40%和70%左右，均早于全球化石能源枯竭 速度。
工程热力学
Engineering Thermodynamics
绪论
工程热力学属于应用科学（工程科学） 的范畴，是工程科学的重要领域之一。
工程热力学 是一门研究热能有效利用及 热能和其 它形式能量转换规律的科学
工程热力学所属学科
工
工程热力学
程
传热学 Heat Transfer
热
流体力学 Hydrodynamics
工程热力学是节能的理论基础
能量转化的一般模式
一
次 能
热能
源
电能 机械能
问题：下面哪些是热机，哪些不是？
燃气轮机、蒸气机、汽车发动机、燃料电池、制冷机、 发电机、电动机
能量转化的一般模式
风 能
燃
水 能
化 学 能
料 电 池
风 车
水 轮 机
水 车
燃 烧
核 能
聚裂 变变
热
生物质
地太 热阳 能能
利 光转 用 热换
大气压（at），毫米汞柱（mmHg），毫米水柱（mmH2O）
1 kPa = 103 Pa
1bar = 105 Pa
换 1 MPa = 106 Pa
算 关
1 atm = 760 mmHg = 1.013105 Pa

工程热力学-资料.ppt

工程热力学-资料.ppt
工程热力学
§1-2 热力状态
压力p测量
一般是工质绝对压力与环境压力的相对值 ——相对 压力
注意：只有绝对压力 p 才是状态参数
工程热力学
当 p > pb 当 p < pb
绝对压力与相对压力
表压力 pe 真空度 pv
p
p pe pb p pb pv
pe
pv
pb
p
工程热力学
例1：已知当地大气压力pb,及压力表1、 2的读数分别为pg1，pg2。求pg3？ 解：⑴压力表1测得的是A室的 相对压力，故
p g 1 p A p b p A p g 1 p b
⑵压力表2测得的也是A室的相对压力，但它处在B室环境中，故
p g 2 p A p B p B p A p g 2
⑶压力表3测得的是B室的相对压力，故
pg3 pBpb
工程热力学
§1-3 热力状态
其它压力测量方法
高精度测量：活塞式压力计 工业或一般科研测量：压力传感器
过热器
锅 炉
汽轮机
发电机 凝 汽 器
给水泵
工程热力学
只交换功 既交换功 也交换热
只交换热
边界特性
固定、活动
§1-2 热力系统
真实、虚构
工程热力学
§1-2 热力系统
2 热力系统分类
以系统与外界关系划分： 有
是否传质
开口系
是否传热
非绝热系
是否传功
非绝功系
是否传热、功、质 非孤立系
工程热力学
无 闭口系 绝热系 绝功系 孤立系
工程热力学
§1-1 热能和机械能转换
热能动力装置：
从燃料燃烧中得到热能，并利用热能得到动力的设备。

工程热力学总复习提纲

工程热力学总复习提纲

比热定义
过程量
c q dT
状态量
cV
u T
v
cp
h T
p
理想气体 (完全气体）
分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力
cpT c V T R g
(T ) c p cV
kconst.
cp1Rg
cV1 1Rg
理想气体性质
pVmRgT pvRgT pVnRT pVmRT
Rg
2-3 定压吸热（燃烧室内）
T3
循环增温比（temperature ratio） T 2
3-4 等熵膨胀（燃气轮机内）
4-1 定压放热（排气，假想换热器）
定压加热理想循环分析
t 1qq12 1T T12 111
控制点参数计算
T1, p1,...,T4, p4
T4 T1 T3 T2
循环功（热）计算 wnet qnet
熵变
熵流
熵产
0 不可逆 S g 0 可逆
0 不可能
dS
Q
Tr
Sg
0 不可逆
S g 0 可逆
0 不可能
孤立系
0 不可逆
dS
0 可逆
iso
0 不可能
基准 点
系统可逆变化至 死态与外界交换 的有用功(最大理 论功)为系统
热力学 能
热量
ExQ
1TT0r
Q
功量 ExWW u
dE X,U 1T T 0 r QW uT 0dSg
d E x U E x Q E x W I
损失
I WuMAX Wu T0Sg 0
状态
过程
E xU 0 E xQ , E xW
可正负
第九章 气体动力循环

工程热力学复习提纲

工程热力学复习提纲

工程热力学复习提纲一、基本概念工质:实现能量转化的媒介物质热力系统：人为分隔开来作为热力学研究的对象称为热力学系统。

闭口系统：与外界只有能量交换，没有物质交换的系统。

开口系统：既有能量交换，也有物质交换。

绝热系统：该系统在分界面上与外界不存在热量交换，但可以有功量和物质交换。

孤立系统：与外界没有能量和物质交换。

热力状态：热力学系统在某一瞬间所处的某种宏观物理状态。

平衡状态：不受外界影响的条件下，系统的宏观性质不随时间改变。

状态参数：用来描述工质所处热力状态的一些宏观物理特征量。

基本状态参数：压力、温度和比体积三个参数称为基本状态参数。

温度：物体冷热程度的表现热力学第零定律：当系统C同时与系统A和B处于热平衡，则系统A和B也彼此热平衡压力：沿垂直方向上在单位面积上的作用力。

相对压力：压力仪表显示的压力就是相对压力比容：单位质量的物质所占有的容积称为比容准静态过程：假设系统所经历的每一个状态都无限接近平衡状态，该过程称为准静态过程。

可逆过程：如果系统完成某一个过程之后，可以再沿原来的路径回复到起始状态，并使相互作用中涉及的外界也恢复到原来状态，而不留下任何变化。

膨胀功：由系统容积变化和外界发生作用而传递的功称膨胀功及压缩功热量：热力系统与外界之间由于温度不同而通过外界传递的热量。

热力循环：工质从某一初态出发，经过一系列的中间过程又回到初态。

简单可压缩系：如果可压缩系统与外界只有压缩功或膨胀功交换的系统理想气体：忽略气体分子自身体积，将分子看成是质量的几何点，不计分子势能，无动能损失。

比热：单位质量物质的热容量比定容热容：物体体积不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1K所吸收的能量（比热容）。

比定压热容：物体压力不变的情况下，单位质量的某种物质温度升高1K所吸收的能量。

道尔顿分压定律：理想气体混合物的总压力等于各组元气体的分压力之和热力学第一定律:热能在与其他形式能量相互转换时，能的总量保持不变。

2024年度-工程热力学全部课件pptx


理想气体混合物的热力学性质
具有加和性
20
理想气体基本过程
01
等温过程
温度保持不变的过程，如等温膨胀 和等温压缩
等容过程
体积保持不变的过程，如等容加热 和等容冷却
03
02
等压过程
压力保持不变的过程，如等压加热 和等压冷却
绝热过程
系统与外界没有热量交换的过程， 如绝热膨胀和绝热压缩
04
21
05 热力过程与循环 分析 22
与外界没有物质和能量交 换的系统。
孤立系统
封闭系统
开放系统
4
热力学基本定律
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状态，那么这两个系统也必定处于热平衡状态。
热力学第一定律
热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持 不变。
热力学第二定律
其中，Δ(mv^2)/2表示系 统动能的变化量；
开口系统能量方程可表示 为：Q = ΔU + Δ(mv^2)/2 + Δ(mgh) + Δ(mΦ)。
Δ(mgh)表示系统势能的 变化量；
11
03 热力学第二定律
12
热力学第二定律表述
不可能从单一热源取热，使之完全转 换为有用的功而不产生其他影响。
热力学系统内的不可逆过程总是朝着 熵增加的方向进行。
性能评价指标
介绍蒸汽轮机的功率、效率等 性能评价指标及其计算方法。
性能影响因素
分析影响蒸汽轮机性能的主要 因素，如蒸汽参数、汽轮机结 构等。
优化设计策略
探讨提高蒸汽轮机性能的优化 设计策略，如改进叶片形状、
提高蒸汽参数等。

《工程热力学》课件


空调技术
空调系统的运行与热力学密切相关。制冷和 制热循环的原理、空调系统的能效分析以及 室内空气品质的保障等方面均需要热力学的
支持。
热力发电与动力工程
热力发电
热力学在热力发电领域的应用主要体现在锅炉、汽轮机和燃气轮机等设备的能效分析和 优化上。通过热力学原理，提高发电效率并降低污染物排放。
动力工程
热力学与材料科学的关系
材料科学主要研究材料的组成、结构、性质以及应用，而热力学为材料科学提供了材料制备、性能优 化和失效分析的理论基础。
在材料制备过程中，热力学可以帮助人们了解和控制材料的相变、结晶和熔融等过程，优化材料的性能 。
在材料性能优化方面，热力学为材料科学家提供了理论指导，帮助人们理解材料的热稳定性、抗氧化性 等性能，从而改进材料的制备工艺和应用范围。
热力学与其他学科的联系
热力学与物理学的关系
热力学与物理学在研究能量转换和传递方面有 密切联系。物理学中的热学部分为热力学提供 了基本概念和原理，如温度、热量、熵等。
热力学的基本定律，如热力学第一定律和第二 定律，是物理学中能量守恒和转换定律的具体 应用。
物理学中的气体动理论和分子运动论为热力学 提供了微观层面的解释，帮助人们理解热现象 的本质。
高效热能转换与利用技术
高效热能转换技术
随着能源需求的不断增加，高效热能转换与利用技术 成为研究的重点。例如，高效燃气轮机、超临界蒸汽 轮机等高效热能转换设备的研发和应用，能够提高能 源利用效率和减少污染物排放。
热能利用技术
除了高效热能转换技术外，热能利用技术的进步也是工 程热力学领域的重要发展方向。例如，热电转换技术、 热光转换技术等新型热能利用技术，为能源的可持续利 用提供了新的解决方案。

工程热力学课件培训


2、卡诺循环的热效率永远小于1。
即在循环工作的发动机中，不可能将吸收的热量全部转 化为功，必定有部分热量传递给低温热源。
3、当T1=T2时，卡诺循环的热效率为0。
即在温度平衡的系统中，不可能将热量转化为功（不可 能由单一热源循环作功）。
4、当无论什么工质和循环，在一定温度范围T1到 T2时之间，不可能制造出热效率超过1-T2/T1的热 机。即最高热效率只能接近1-T2/T1。
1、定义：过程进行中系统的压力保持不变。
2、过程方程式： P=常数
3、参数间的关系：由ν/T=常数
ν1/T1=ν2/T2 ν1/ν2=T1/T2
4、过程量的计算： qp=cp(T2-T1) w=∫12Pdν=P(ν2-ν1)
又 Δu =cν(T2-T1)
由热力学第一定律：
qp=Δu+pdv=Δu+d（pv）=Δu+d（RT)=Δu+RdT
界面
热力系
外界
研究对象以外的一切物质，称为外界；
热力系统和外界的分界面，称为界面。
2、工质：在热力设备中用来实现热能与其它 形式的能量交换的物质。 ※热力设备通过工质状态的变化实现与外界的 能量交换。
二、热力状态与状态参数
1、热力状态： 热力系统在某一瞬间所呈现的
宏观物理状况。
热力平衡状态：当外界条件不变系统内状态长时
间不变，即具有均匀一致的P、V、 T。
2、状态参数：用来描述气体热力状态的物理量 主要状态参数：压力P、比容ν、温度T、内能Ｕ、
熵Ｓ、焓Ｈ。
基本状态参数：可直接测量的状态参数，包括：
压力(P)、比容(ν)、温度(T)。
基本状态参数：
1、比容：用ν表示，单位是m3/kg 。
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1TL TH
c
多热源可逆 循环（内部
可逆）
卡诺循环或概括 性卡诺循环
第五章 热力学第二定律
克劳修斯不等式

Q Tr

0
克劳修斯不等式应用
QQ1 Q2 Tr T1 T2
0 不可能 0 可逆 0 不可逆
Tr Q
E
W
T1
Q1
E
W
Q2
T2
第五章 热力学第二定律
闭口系
S2S1 12TQ r Sg
s2s1cp nT T1 2Rg np p1 2
s2s1cVT T12 Rg
nv2 v1
定比热
水蒸气性质
饱和状态—相平衡态
ts f ps
T
Ⅲ
C
Tc Ⅰ
2
3
1
Ⅱ

pc
5
4
ts
s
一点 临界点
两线
Critical point
三区
五态子为不占体积的弹性质点
cpT c V T R g
(T ) c p cV
kconst.
cp1Rg
cV1 1Rg
理想气体性质
pVmRgT pvRgT pVnRT pVmRT
Rg

R M
R 8 .3 1 4 5 J /( m o lK )
任何过程
u 2 u 1 c V T 2 T 1 h 2 h 1 c pT 2 T 1
qcpT2T1
§4-3 理想气体热力过程的图形分析
dp = n p
dv
v
压容图
dT T ds cn
温熵图
p
在T-s图上用图形面积表示Δu和Δh
等熵 0 u w 0hwt
在p-v图上用图形面积表示Δu和Δh
等压 q h 等 容 q u
1 1
T
2
S
v
定熵 压缩
可逆过程是最优过程:最大, 最小， 最高，最低，最多，至少，…
过程量 热量的定义 功的定义
容积功
w
2
pd v
1
摩擦功 f d x
两者的异同
技术功
2
wt 1 vdp
第一章 基本概念及定义
循环
0
Q n e t Q W W n e t
动力循环 热效率
U ,H ,S,...
熵变
熵流
熵产
0 不可逆 S g 0 可逆
0 不可能
dS

Q
Tr

Sg
0 不可逆
S g 0 可逆
0 不可能
孤立系
0 不可逆
dS iso
0 可逆
0 不可能
基准 点
系统可逆变化至 死态与外界交换 的有用功(最大理 论功)为系统
热力学 能
热量
ExQ
1TT0r
第一章 基本概念及定义
系统: 闭口系 开口系 绝热系 孤立系
开口系可否为绝热系?
孤立系熵变特性?
状态参数与平衡态 T p v u h s
经验温标 理想气体温标 热力学温标 摄氏温标
与路径无关
压力单位?
准平衡（静态）过程定义, 条件：势差无限 小或弛豫时间相对小
可逆过程定义（系统与外界复原），条件： 无耗散的准平衡过程或正逆能量交换相等
p
基本过程线的绘制
定容 吸热
定压 吸热
定熵
T 压缩
定温 压缩
定温 压缩
定压 放热
定容 放热
定温 膨胀
v 定压
定熵
放热
膨胀
定容 放热
定容 吸热
定压 吸热
定温 膨胀
定熵 膨胀
s
第五章 热力学第二定律
开尔文表述 克劳修斯表述 卡诺定理
可逆循环 机（热机 或制冷机
QL TL Q H TH
1TmL TmH
TL
QL
冷
W net
QH
TH
T1
Q1
循
W net
Q2
T2
Q 1Q 2W net Q HQ LW net
Q 1Q 2W net
第三章 气体和蒸汽性质
比热定义
过程量
c q dT
状态量
cV

u T
v
cp


h T
p
理想气体 (完全气体）
分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力
1. 定容加热理想循环(Otto cycle) 绘图
(完全气体） 除碰撞外分子间无作用力
实际气体
分子占体积 分子间有作用力
第四章 气体和蒸汽的热力过程
1 过程方程 pvn C
n,
PT S V
n 0 n 1 n n
N nnx(0,1,k,)
2 初终态关系
p2 ( v1 )n p1 v2
p1v1n p2v2n
2
qh2h 1w t qcpT 2 T 1w t qh2h11vdp
qdhw t qcpdTw t qdhvdp
qhc22f gzwi
wi

Pi qm
w +w t pv
循环机简图 循环机热力学第一定律
T1
Q1
热
W net
Q2
T2
工程热力学总复习提 纲
工程热力学
题型：共二十个选择，两个画图，两个简答，两 个计算 选择：湿空气状态的决定参数，理想气体是否压 缩因子等于1 画图题：一个是画燃气轮机的循环过程PV图， 各过程特点，还有一个是绝热过程等压过程体积 功在p-v图TS图中的表示 简答：考了一个布雷顿循环，最佳增压比的推导、 效率、循环功的关系、回热、过冷循环等，还有 一个是功和热的概念的异同 计算：一个是燃气轮机的布雷顿循环，还有一个 是三个热源判断能否构成循环
Q

功量 ExWW u
dE X,U 1T T 0 r QW uT 0dSg
d E x U E x Q E x W I
损失
I WuMAX Wu T0Sg 0
状态
过程
E xU 0 E xQ , E xW
可正负
第九章 气体动力循环

＝
t
W net Q1

＝
t
1-
T2 T1

＝
t
1-
T T
2 1

＝
t
...
制冷循环：制冷系数 供热循环：供热系数
＝ Q 2 W net
＝...
＝...
= Q 1 W
第二章 热力学第一定律
2
qu2u1w qcVT 2 T 1w qu2u11 pdv
qduw qcVdTw qdupdv
p1v1 p2v2
T1
T2
T2 ( v1 )n1 T1 v 2
T2

(
p2
)
n 1 n
T1 p1
第四章 气体和蒸汽的热力过程
可逆 绝热
定熵 ds qr e v
T
定熵
可逆 绝热
ds

q
Tr


sg
w nRg1T1 T2
wt nw
wwt q=RgT
np1 p2
qcVT2T1