工程热力学课程重点难点
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第1章基本概念1.1 本章基本要求深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念,掌握温度、压力、比容的物理意义,掌握状态参数的特点。
1.2 本章难点1.热力系统概念,它与环境的相互作用,三种分类方法及其特点,以及它们之间的相互关系。
2.引入准静态过程和可逆过程的必要性,以及它们在实际应用时的条件。
3.系统的选择取决于研究目的与任务,随边界而定,具有随意性。
选取不当将不便于分析。
选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。
4.稳定状态与平衡状态的区分:稳定状态时状态参数虽然不随时间改变,但是靠外界影响来的。
平衡状态是系统不受外界影响时,参数不随时间变化的状态。
二者既有所区别,又有联系。
平衡必稳定,稳定未必平衡。
5.注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。
名词解释闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环第2章理想气体的性质2.1 本章基本要求熟练掌握理想气体状态方程的各种表述形式,并能熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。
并掌握理想气体平均比热的概念和计算方法。
理解混合气体性质,掌握混合气体分压力、分容积的概念。
2.2 本章难点1.运用理想气体状态方程确定气体的数量和体积等,需特别注意有关物理量的含义及单位的选取。
2.考虑比热随温度变化后,产生了多种计算理想气体热力参数变化量的方法,要熟练地掌握和运用这些方法,必须多加练习才能达到目的。
3.在非定值比热情况下,理想气体内能、焓变化量的计算方法,理想混合气体的分量表示法,理想混合气体相对分子质量和气体常数的计算 2.5 自测题一、是非题1.当某一过程完成后,如系统能沿原路线反向进行回复到初态,则上述过程称为可逆过程。
( )2.只有可逆过程才能在p-v 图上描述过程进行轨迹。
( )3.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。
工程热力学复习重点-标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII工程热力学复习重点2012工程热力学复习重点绪论[1][2][3] 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究基本概念及定义1. 1 热力系统一、热力系统系统:用界面从周围的环境中分割出来的研究对象,或空间内物体的总和。
外界:与系统相互作用的环境。
界面:假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据:系统与外界的关系系统与外界的作用:热交换、功交换、质交换。
二、闭口系统和开口系统闭口系统:系统内外无物质交换,称控制质量。
开口系统:系统内外有物质交换,称控制体积。
三、绝热系统与孤立系统绝热系统:系统内外无热量交换 (系统传递的热量可忽略不计时,可认为绝热) 孤立系统:系统与外界既无能量传递也无物质交换=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和= 一切热力系统连同相互作用的外界四、根据系统工质的热力状态与状态参数一、状态与状态参数状态:热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。
状态参数:描述工质状态特性的各种状态的宏观物理量。
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。
状态参数的数学特性:1. 21dx x2x1表明:状态的路径积分仅与初、终状态有关,而与状态变化的途径无关。
2.dx=0表明:状态参数的循环积分为零基本状态参数:可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数:温度、压力、比容或密度温度:宏观上,是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。
微观上,是大量分子热运动强烈程度的量度2.压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
F; p式中:F—整个容器壁受到的力,单位为牛顿(N)f f—容器壁的总面积(m2)。
微观上:分子热运动产生的垂直作用于容器壁上单位面积的力。
压力测量依据:力平衡原理压力单位:MPa相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
工程热力学复习重点2 0 1 2 . 3 绪论[1] 理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究内容和研究方法[2] 理解热能利用的两种主要方式及其特点[3] 了解常用的热能动力转换装置的工作过程1.什么是工程热力学从工程技术观点出发,研究物质的热力学性质,热能转换为机械能的规律和方法,以及有效、合理地利用热能的途径。
2.能源的地位与作用及我国能源面临的主要问题3. 热能及其利用[1] 热能:能量的一种形式[2] 来源:一次能源:以自然形式存在,可利用的能源。
如风能,水力能,太阳能、地热能、化学能和核能等。
二次能源:由一次能源转换而来的能源,如机械能、机械能等。
[3] 利用形式:直接利用:将热能利用来直接加热物体。
如烘干、采暖、熔炼(能源消耗比例大)间接利用:各种热能动力装置,将热能转换成机械能或者再转换成电能,4..热能动力转换装置的工作过程5.热能利用的方向性及能量的两种属性[1] 过程的方向性:如:由高温传向低温[2] 能量属性:数量属性、,质量属性(即做功能力)[3] 数量守衡、质量不守衡[4] 提高热能利用率:能源消耗量与国民生产总值成正比。
第1 章基本概念及定义1. 1 热力系统一、热力系统系统:用界面从周围的环境中分割出来的研究对象,或空间内物体的总和。
外界:与系统相互作用的环境。
界面:假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据:系统与外界的关系系统与外界的作用:热交换、功交换、质交换。
二、闭口系统和开口系统闭口系统:系统内外无物质交换,称控制质量。
开口系统:系统内外有物质交换,称控制体积。
三、绝热系统与孤立系统绝热系统:系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时,可认为绝热)孤立系统:系统与外界既无能量传递也无物质交换=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和=一切热力系统连同相互作用的外界四、根据系统内部状况划分可压缩系统:由可压缩流体组成的系统。
简单可压缩系统:与外界只有热量及准静态容积变化均匀系统:内部各部分化学成分和物理”性质都均匀一致的系统,是由单相组成的。
熵:一、任意过程熵与热量的关系系统的熵变是可以用可逆吸热计算的,当实际过程不可逆时,可以采用假设可逆过程的方法。
按假设可逆过程计算熵变,即用热温比计算,其中的热量度其实是包括两部分:实际传入的热量和耗散热量(可逆功-实际功)——总热量一个关系:(假设)可逆传热-(假设)可逆功=传热-功(实际)=系统内能变化(因为内能是状态参量,是只与前后状态有关的,与过程是否可逆无关)即:系统在某一温度下的熵变是系统在该温度下所得到的总热量除以该系统的温度,与可逆与否无关。
Tr Q W WQ ds T T T δδδδ-==+,注意用的是系统温度而不是热源温度,因为熵本身就是系统的状态量。
——第一熵方程二、微观解释系统微观粒子热运动能量增量与热运动强度之比(运动有序程度的度量)反应了系统宏观状态对应的微观状态数。
注:任何不可逆过程都将一定功化为等量热。
——效果与功生热一样。
——则任一不可逆过程都可能通过加功消除变化。
三、熵流与熵产熵产是真正的不可逆程度的度量,是不可逆的本质,是熵的根本来源。
闭系,熵变=熵流+熵产,任意系统熵变可正可负,熵流可正可负,但熵产必然是大于或等于0的,孤立系统,没有熵流,则熵变就是熵产,所以有孤立系熵增原理。
总方程:()r r r W W QQ Q ds T T T T δδδδδ-=+-+——第二熵方程熵流熵产:两部分组成——有有限温差温差的传热和系统内部功的耗散如果计算熵流用的是系统温度Q Tδ,则熵产中就只有耗散项,而不包括温差传热项。
两者熵产项不相等,是因为考虑的过程不同,所选择的系统也不同。
用热源温度计算熵流时,计算的是从热源流出的熵流,而熵变是系统的熵变,则系统的熵变 理应包括温差传热带来的熵产。
而用系统温度计算熵流时,计算的是流入系统的熵流,而流 入系统的熵流已经包括温差传热的熵产了。
——温差传热的熵产是最终到受热方的,是流入 的熵流的一部分。
开口系多用Q T δ计算熵流而不用rQ T δ,因为工质系统一般是研究对象,简单清楚。
热力学重点与难点
1、状态参数的特征及灵活应用;
2、基本热力过程线的画法及对应热力学特征分析
3、绝热与定熵,过程方程式的适用范围;
4、卡诺定理、克劳修斯不等式和孤立系统熵增原理应用(过
程是否可逆,循环(热机)是否可逆等的判定);
5、喷管内流动的计算,喷管选型和效率;
6、压气机的压缩过程的分析,余隙比的影响,多级压缩的缘
由和最佳增压比选择;
7、活塞式内燃机3种形式,联系与区别,指标参数与热效率
的联系(t-s图);
8、燃气轮机装置改善热效率和提高净功的途径,回热与再热
的概念,相关t-s图;
9、水蒸气定压发生过程的特点,2种表,T-s图,朗肯循环的
热效率调节,再热和回热的t-s图;
10、空气压缩式制冷和蒸汽压缩式制冷的t-s图,提高制冷制热
系数的规律及方法。
11、单纯加热、冷却与绝热加湿过程(h-d图),简单计算。
复习思路
紧扣习题,各个击破;
书中例题,一一看过;
重点循环,图要熟络;
遇到比较,动动笔墨。
热力系统:被人为分割出来,作为热力学研究对象的有限物质系统。
开口系:热力系统和外界不仅有能量交换而且有物质交换。
闭口系:热力系统和外界只有能量交换而无物质交换。
绝热系:热力系统和外界间无热量交换。
孤立系:当一个热力系统和外界既无能量交换又无能量交换。
平衡状态:热力系统在不受外界影响的条件下,系统的状态能够始终保持不变。
稳定状态:系统的参数不随时间而改变。
准平衡过程(准静态过程):若过程进行得相当缓慢,工质在平衡被破坏后自动回复平衡所需的时间,即所谓的弛豫时间又很短,工质有足够的时间来恢复平衡,随时都不至显著偏离平衡状态。
可逆过程:当完成了某一过程后,如果有可能使工质沿相同的路径逆行恢复到原来状态,并使相互作用中所涉及的外界亦回复到原来状态,而不留下任何改变。
总能:人们把内部储存能和外部储存能的总和(即热力学能,宏观运动动能及位能的总和)叫作工质的总储存能。
内可逆循环:在工质与热源发生传热时,有一个假象的物体处于其间,此假象物体与工质的温差无限小,即该传热过程是可逆的,这样的工质的循环就可看成可逆循环,称为内可逆循环。
比热容:1kg物质温度升高12K(或1℃)所需热量称为质量比热容。
C p-C v=R g,r=C p/C v ,C p=r/(r-1)R g,C v=1/(r-1)R g。
R g:气体常熟,仅与气体种类有关,与气体状态无关。
R=Rg*M。
R:摩尔气体常数,与气体种类和气体状态无关。
等8.3145J/kg*k。
干度x:1kg湿蒸汽中含有x kg饱和蒸汽(1-x)kg饱和水。
热力学第二定律:克劳修斯:热不能自发的,不付代价的从低温物体传至高温物体。
开尔文:不可能制造出从单一热源吸热,是指全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发电机。
卡诺定律推论:一、在相同温度的高温热源和相同温度的低温热源之间工作的一切可逆循环,其热效率都相等,与可逆循环的种类无关,与采用哪一种工质无关。
二、在温度同为T1的热源和同为T2的热源间工作的一切不可逆循环,其热效率必小于可逆循环。
热力学重点与难点
1、状态参数的特征及灵活应用;
2、基本热力过程线的画法及对应热力学特征分析
3、绝热与定熵,过程方程式的适用范围;
4、卡诺定理、克劳修斯不等式和孤立系统熵增原理应用(过
程是否可逆,循环(热机)是否可逆等的判定);
5、喷管内流动的计算,喷管选型和效率;
6、压气机的压缩过程的分析,余隙比的影响,多级压缩的缘
由和最佳增压比选择;
7、活塞式内燃机3种形式,联系与区别,指标参数与热效率
的联系(t-s图);
8、燃气轮机装置改善热效率和提高净功的途径,回热与再热
的概念,相关t-s图;
9、水蒸气定压发生过程的特点,2种表,T-s图,朗肯循环的
热效率调节,再热和回热的t-s图;
10、空气压缩式制冷和蒸汽压缩式制冷的t-s图,提高制冷制热
系数的规律及方法。
11、单纯加热、冷却与绝热加湿过程(h-d图),简单计算。
复习思路
紧扣习题,各个击破;
书中例题,一一看过;
重点循环,图要熟络;
遇到比较,动动笔墨。