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工程热力学第三版毕明树补充说明探究工程热力学的奥秘在这个飞速发展的时代，我们每个人都在追求更高效、更环保的生产方式。
而在这些追求中，工程热力学扮演着至关重要的角色。
它就像是一盏明灯，指引我们在能源开发和利用的道路上不断前行。
今天，就让我以一个行业专家的身份，带你一起走进工程热力学的世界，揭开那些不为人知的秘密。
让我们来谈谈什么是工程热力学。
简单来说，它是研究能量转换和传递规律的一门科学。
从蒸汽机到核反应堆，从空调系统到太阳能发电站，工程热力学无处不在，它影响着我们的生活，也决定了我们的未来。
那么，为什么我们要关注它呢？答案很简单——为了提高能源利用效率，减少环境污染，实现可持续发展。
接下来，我们来具体看看工程热力学都包括哪些方面的内容。
是热量的传递。
你知道热传导、对流和辐射这三种方式吗？它们各自有什么特点和应用场景？是能量的转换。
比如，我们常见的蒸汽轮机是如何将机械能转化为热能的？在这个过程中，有哪些关键的物理过程和化学反应需要我们去理解和掌握？是热力学第一定律和第二定律。
这两个定律分别告诉我们什么？它们又对我们有什么启示呢？是热力学状态方程。
这个方程有什么用处？它如何帮助我们计算和预测不同条件下的能量状态？在探讨这些问题的过程中，我们会发现工程热力学其实是一个非常有趣且富有挑战性的领域。
它不仅要求我们有扎实的理论知识，还需要我们具备敏锐的观察力和丰富的实践经验。
只有这样，我们才能在面对复杂的工程问题时，找到最合适的解决方案。
举个例子来说，当我们设计一个新型的太阳能热水器时，我们需要考虑到各种因素，如材料的选择、结构的设计、热损失的控制等。
而在这个过程中，工程热力学的知识就显得尤为重要了。
我们可以利用热力学第一定律和第二定律的原理，计算出在不同工况下的能量损失和效率，从而优化设计方案，提高产品的性能和可靠性。
除了理论分析和实际应用外，我们还可以从工程热力学的历史和发展中汲取智慧。
从最初的蒸汽机到现在的核能发电，工程热力学经历了漫长的发展历程。
大学化学热力学基础课件contents •热力学基本概念与定律•热力学基本量与计算•热力学过程与循环•热力学在化学中的应用•热力学在物理化学中的应用•热力学在材料科学中的应用目录01热力学基本概念与定律孤立系统与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。
开放系统与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统与外界有能量交换但没有物质交换的系统。
热力学系统及其分类状态函数与过程函数状态函数描述系统状态的物理量，如内能、焓、熵等。
状态函数的变化只与系统的初、终态有关，与过程无关。
过程函数描述系统变化过程的物理量，如热量、功等。
过程函数的变化与具体的路径有关。
能量守恒定律能量既不能被创造也不能被消灭，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体。
热力学第一定律表达式ΔU = Q + W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统与外界交换的热量，W表示外界对系统所做的功。
热力学第二定律的表述不可能从单一热源吸热并全部转化为有用功而不引起其他变化。
熵增原理在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。
熵是描述系统无序度的物理量，熵增加意味着系统无序度增加。
02热力学基本量与计算温度是表示物体冷热程度的物理量，是热力学中最重要的基本量之一。
温度的概念温标的定义温度的测量温标是用来衡量温度高低的标准，常见的有摄氏温标、华氏温标和开氏温标等。
温度的测量通常使用温度计，其原理是利用物质的热胀冷缩性质或其他物理效应来测量温度。
030201温度与温标压力的概念压力是单位面积上受到的垂直作用力，是描述气体状态的重要物理量。
体积的概念体积是物体所占空间的大小，对于气体而言，体积通常是指气体所充满的容器的容积。
压力与体积的关系在温度不变的情况下，气体的压力与体积成反比关系，即波义耳定律。
压力与体积030201热量的概念热量是物体之间由于温差而传递的能量，是热力学中重要的基本概念之一。
功的概念功是力在力的方向上移动的距离的乘积，是描述系统能量转化或传递的物理量。
不可逆联合制冷循环的重要设计参数
毕月虹;陈林根
【期刊名称】《低温与特气》
【年(卷),期】1998(000)004
【摘要】建立一类存在热阻，热漏和内部耗散的定常流态联合制冷机循环模型，并研究其性能优化，导出制冷系数，制冷率基本优化关系和最大制冷系数及其相应的制冷率，给出了传热面积的最佳值工质最佳工作温度。
所得结果适用于由任意个制冷机串接而成的联合制冷循环。
【总页数】5页(P34-38)
【作者】毕月虹;陈林根
【作者单位】北京工业大学空调教研室;海军工程学院306教研室
【正文语种】中文
【中图分类】TB61
【相关文献】
1.不可逆回热式玻色布雷顿制冷循环性能分析 [J], 刘静宜;林比宏;陈金灿
2.可逆脉管制冷循环与斯特林制冷循环的比较 [J], 王超
3.包含七类循环的广义不可逆普适制冷循环最优性能 [J], 陶桂生;陈林根;孙丰瑞
4.多种不可逆性对铁电埃里克森制冷循环性能的影响 [J], 叶兴梅
5.二级不可逆磁Brayton制冷循环性能分析及参数优化 [J], 张秀钦;林国星;陈金灿
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01孤立系统与外界既无能量交换也无物质交换的系统。
02封闭系统与外界有能量交换但无物质交换的系统。
03开放系统与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
热力学系统及其分类热力学平衡态与状态参量热力学平衡态在不受外界影响的条件下，系统各部分的宏观性质长时间内不发生变化的状态。
状态参量描述系统状态的物理量，如体积、压强、温度等。
热力学第零定律如果两个系统与第三个系统各自处于热平衡，则两个系统之间也必定处于热平衡。
温度概念温度是表示物体冷热程度的物理量，是物体分子热运动平均动能的标志。
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。
能量守恒在一个孤立系统中，不论发生何种变化或过程，其总能量始终保持不变。
热力学第二定律表述及意义热力学第二定律的两种表述开尔文表述和克劳修斯表述，分别阐述了不可能从单一热源吸热并完全转化为有用功而不引起其他变化，以及热量不可能自发地从低温物体传到高温物体。
热力学第二定律的意义揭示了自然界中宏观过程的方向性，指出了与热现象有关的实际宏观过程都是不可逆的。
熵增原理及熵判据应用熵增原理在孤立系统中，一切不可逆过程必然朝着熵增加的方向进行。
熵是系统无序程度的量度，熵增加意味着系统无序程度增加。
熵判据应用利用熵判据可以判断过程进行的方向和限度。
对于孤立系统，如果过程的熵变小于零，则过程不可能自发进行；如果过程的熵变大于零，则过程可以自发进行。
可逆过程与不可逆过程分析可逆过程系统经过某一过程从状态1变到状态2后，如果能使系统和环境都完全复原，则称该过程为可逆过程。
可逆过程是一种理想化的抽象过程。
不可逆过程在自然界中，一切实际宏观过程都是不可逆的。
不可逆过程具有方向性，不能自发地逆向进行。
热机效率及制冷系数计算热机效率热机是将热能转换为机械能的装置。
热机效率是指热机输出的机械能与输入的热能之比。
提高热机效率是热力学研究的重要课题之一。
图1助学体系材料之五运用概念图制作技术，掌握热力学函数关系丽水学院化学化工系 张启伟材料简介：运用概念图制作技术，构建了热力学函数关系概念图，包括了：四个热力学基本公式的导出关系概念图，八个派生公式及四个麦克斯韦(Maxwell)关系式，便于记忆。
一、热力学基本公式的导出关系概念图：从热力学第一定律开始，根据各热力学函数的定义式，依次建立四个热力学基本公式的导出关系概念图(见图)。
热力学基本方程的适用条件：于封闭的热力学平衡系统所进行的一切可逆过程。
说的更详细些，它们不仅适用于一定量的单相纯物质，或组成恒定的多组分系统发生单纯p , V, T 变化的过程。
也可适用于相平衡或化学平衡的系统，由一平衡状态变为另一平衡态的过程。
二、导出派生公式的二种方法根据上面的四个热力学基本公式，每个热力学基本公式可派生出二个派生公式，共8个派生公式。
分别可以按二种方法得到派生公式，见图。
图2图3派生公式汇总表如下：等熵(∂U /∂V )S =－p 2d H = T d S + V d p等压 (∂H /∂S )p =T 等熵 (∂H /∂p )S =V 3 d A =－S d T －p d V等容 (∂A /∂T )V =－S 等温 (∂A /∂V )T =－p 4d G =－S d T + V d p等压 (∂G /∂T )p =－S 等温(∂G /∂p )T =V注：同色偏微分的相同关系。
归纳为四组：T = (∂U /∂S )V = (∂H /∂S )p ；p =－(∂U /∂V )S =－(∂A /∂V )T V = (∂H /∂p )S = (∂G /∂p )T S =－(∂A /∂T )V =－(∂G /∂T )p在学习过程中，一是要注意不同偏微分的相互替代关系；二是要注意难测或难得的偏微分可用一个简单的状态函数取代的关系。
三、麦克斯韦(Maxwell)关系式导出关系概念图同样以四个热力学基本公式为基础，每个基本公式可导出一个Maxwell 关系式。
- - -物理化学（第五版）公式总结傅献彩版专业：化学XX：XXX学号：XXX- .可修编.物化公式总结- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.第四章多组分系统热力学及其在溶液中的运用- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.- .可修编.第五章相平衡一、主要概念组分数，自由度，相图，相点，露点，泡点，共熔点，(连)结线，三相线，步冷(冷却)曲线，低共熔混合物(固相完全不互溶)二、重要定律与公式本章主要要求掌握相律的使用条件和应用，单组分和双组分系统的各类典型相图特征、绘制方法和应用，利用杠杆规则进行有关计算。
1、相律： F = C - P + n, 其中：C=S-R-R’- .可修编.- .可修编 .(1) 强度因素T ，p 可变时n =2 (2) 对单组分系统：C =1, F =3-P(3) 对双组分系统：C =2，F =4-P ；应用于平面相图时恒温或恒压，F =3-P 。
Clapeyron 方程（任何纯物质的两相平衡）：m vap m vap V T H dT dp ∆∆=（气-液），mfus m fus V T HdT dp ∆∆=（液-固） Clausius -Clapeyron 方程:2ln RTH dT p d mvap ∆=(Δvap H 与T 无关，气体参与，V 凝聚相体积忽略)2、相图(1)相图：相态与T ，p ，x 的关系图，通常将有关的相变点联结而成。
(2)实验方法：实验主要是测定系统的相变点。
常用如下四种方法得到。
对于气液平衡系统，常用方法蒸气压法和沸点法； 液固(凝聚)系统，通常用热分析法和溶解度法。
3、单组分系统的典型相图 对于单组分系统C =1，F =C -P +2=3-P 。
当相数P =1时，自由度数F =2最大，即为双变量系统，通常绘制蒸气压-温度(p-T )相图，见下图。
不可逆空气热泵循环供热率密度优化毕月虹;陈林根;孙丰瑞【摘要】基于有限时间热力学理论,以供热率密度作为热力学优化目标,分析了恒温热源不可逆空气热泵循环的性能.导出了供热率密度与压比和换热器有效度等参数间的解析关系式,并由数值计算分析了热源温比、总热导率及压缩机和膨胀机效率等对热导率最优分配及供热率密度最优性能的影响特点.【期刊名称】《华北电力大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(037)001【总页数】6页(P96-101)【关键词】空气热泵;供热率密度;压缩机和膨胀机效率;有限时间热力学【作者】毕月虹;陈林根;孙丰瑞【作者单位】北京工业大学,建工学院,北京,100124;海军工程大学,研究生院,湖北,武汉,430033;海军工程大学,研究生院,湖北,武汉,430033【正文语种】中文【中图分类】TD0 引言近年来,环保的迫切要求使得对空气热泵循环的研究再次活跃起来,并开始用有限时间热力学理论来研究[1～4]。
已有一些文献研究了恒温和变温热源条件下内可逆简单循环、不可逆简单循环、内可逆回热循环和不可逆回热循环[5～9]的性能,导出了供热率和供热系数解析关系[10]。
研究不同优化目标下热力循环的基本优化特性和各种热力学参数的优选范围,已成为近年来有限时间热力学领域一项十分活跃的研究工作[10～18]。
对于空气热泵循环,可在高、低温换热器的总热导率一定的条件下优化换热器的热导率分配,来获得循环的最优性能,针对变温热源条件,还可对工质与热源间的热容率匹配作优化[19]。
文献[20～25]均对内可逆空气热泵循环在不同性能指标下的最优化问题进行了研究,其中,文献[20]进行了恒温热源条件下的内可逆空气热泵的供热率和供热系数以及供热率密度 (即供热率与循环中工质最大比容之比)优化,研究了高、低温侧换热器的热导率最优分配,文献[21]则深入分析了供热率密度优化对有效减小内可逆空气热泵尺寸的影响,本文除考虑热阻损失外,同时还考虑空气压缩机和涡轮膨胀机中的不可逆压缩和膨胀损失,研究恒温热源不可逆空气热泵循环的供热率密度优化,得到同时兼顾空气热泵的供热率及其尺寸的新的性能特性。
