工程热力学(2)
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第一章思考题参考答案1.进行任何热力分析是否都要选取热力系统?答:是。
热力分析首先应明确研究对象,根据所研究的问题人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间,目的是确定空间内物质的总和。
2.引入热力平衡态解决了热力分析中的什么问题?答:若系统处于热力平衡状态,对于整个系统就可以用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述其状态,使得热力分析大为简化。
3.平衡态与稳定态的联系与差别。
不受外界影响的系统稳定态是否是平衡态?答:平衡态和稳定态具有相同的外在表现,即系统状态参数不随时间变化;两者的差别在于平衡态的本质是不平衡势差为零,而稳定态允许不平衡势差的存在,如稳定导热。
可见,平衡必稳定;反之,稳定未必平衡。
根据平衡态的定义,不受外界影响的系统,其稳定态就是平衡态。
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。
4.表压力或真空度为什么不能当作工质的压力?工质的压力不变化,测量它的压力表或真空表的读数是否会变化?答:由于表压力和真空度都是相对压力,而只有绝对压力才是工质的压力。
表压力p与真空度v p与绝对压力的关系为:gb g p p p =+ b vp p p =-其中bp 为测量当地的大气压力。
工质的压力不变化,相当于绝对压力不变化,但随着各地的纬度、高度和气候条件的不同,测量当地的大气压值也会不同。
根据上面两个关系式可以看出,虽然绝对压力不变化,但由于测量地点的大气压值不同,当地测量的压力表或真空表的读数也会不同。
5.准静态过程如何处理“平衡状态”又有“状态变化”的矛盾? 答:准静态过程是指系统状态改变的不平衡势差无限小,以致于该系统在任意时刻均无限接近于某个平衡态。
准静态过程允许系统状态发生变化,但是要求状态变化的每一步,系统都要处在平衡状态。
6.准静态过程的概念为什么不能完全表达可逆过程的概念? 答:可逆过程的充分必要条件为:1、过程进行中,系统内部以及系统与外界之间不存在不平衡势差,或过程应为准静态的;2、过程中不存在耗散效应。
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.蒸汽动力循环理解计算:蒸气动力装置流程、朗肯循环热力计算及其效率分析。
第二章第一节
提出理想气体的意义
二、理想气体状态方程的导出二、理想气体状态方程的导出
三、气体常数与通用气体常数
第二节
比热容的单位
影响比热容的主要因素
二、定容比热容与定压比热容
3.
气体在容积不变的情况下进行加热,加入的热量全部用于增加气体的热力学能,使气体温度升高
气体在压力不变的情况下进行加热,加入的热量部分用于增加气体的热力学能,使其温度升高,部分用于推动活塞升高
p v c c R
ρ′′−=热容与平均比热容
理想气体的定值摩尔比热容和比热比22
几种气体的C pm /R 、C vm /R 与温度的关系
2.
理想气体的比热容是温度的函数
3.
t
第三节
混合气体成分的几种表示方法分压力定律
分压力定律
T, V
p2
V 特分容积定律
分容积定律
…
三、混合气体的成分表示方法及换算
3.摩尔成分:混合气体中某组成气体的摩尔数
四、混合气体的折合分子量与气体常数已知各组成气体的容积成分及各组成气体的分子量
已求出混合气体折合分子量R
==
M M 五、分压力的确定
六、混合气体的比热容
七、混合气体的热力学能、焓和熵
第四节
实际气体状态方程
一、范德瓦尔方程
考虑分子本身体积的修正项:范德瓦尔方程
p p
p
CO2的P-v图
下界线:各凝结过程终
了点的连线。
上界线:开始凝结的各
点的连线。
临界点:上界线与下界
线的交点。
通过临界点
的等温线为临界等温
线。
在上界线与下界线之间
的等温线为水平线。
范德瓦尔方程的3个
根,对应图中的3个点
(如E,P,H)。
中间
的根无意义。
50
临界点-临界参数
1869年安竺斯(Andrews)二氧化碳
32
pv bp RT v av ab
()
−++−=
3.
二、其它几种二常数实际气体状态方程式简介
1.RT a
第五节状态方程式
不同流体的
二、对比参数与对比态定律
不包含表示物质特性的常数,适用于一
对比态定律
对于满足同一对比状态方程式及服从对比态定律
三、压缩因子图
压缩因子图
64
作业。