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热⼯基础知识热⼯基础知识1、⽔和⽔蒸汽有哪些基本性质？答：⽔和⽔蒸汽的基本物理性质有：⽐重、⽐容、汽化潜热、⽐热、粘度、温度、压⼒、焓、熵等。
⽔的⽐重约等于1（t/m3、kg/dm3、g/cm3）蒸汽⽐容是⽐重的倒数，由压⼒与温度所决定。
⽔的汽化潜热是指在⼀定压⼒或温度的饱和状态下，⽔转变成蒸汽所吸收的热量，或者蒸汽转化成⽔所放出的热量，单位是：KJ/Kg。
⽔的⽐热是指单位质量的⽔每升⾼1℃所吸收的热量，单位是KJ/ Kg· ℃，通常取4.18KJ。
⽔蒸汽的⽐热概念与⽔相同,但不是常数，与温度、压⼒有关。
2、热⽔锅炉的出⼒如何表达？答：热⽔锅炉的出⼒有三种表达⽅式，即⼤卡/⼩时（Kcal/h）、吨/⼩时(t/h)、兆⽡（MW）（1）⼤卡/⼩时是公制单位中的表达⽅式，它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量。
（2）"吨"或"蒸吨"是借⽤蒸汽锅炉的通俗说法，它表⽰热⽔锅炉每⼩时供出的热量相当于把⼀定质量（通常以吨表⽰）的⽔从20℃加热并全部汽化成蒸汽所吸收的热量。
（3）兆⽡(MW)是国际单位制中功率的单位，基本单位为W （1MW=106W）。
正式⽂件中应采⽤这种表达⽅式。
三种表达⽅式换算关系如下：60万⼤卡/⼩时（60×104Kcal/h）≈1蒸吨/⼩时〔1t/h〕≈0.7MW3、什么是热耗指标？如何规定？答：⼀般称单位建筑⾯积的耗热量为热耗指标，简称热指标，单位w/m2,⼀般⽤qn表⽰，上表数据只是近似值，对不同建筑结构，材料、朝向、漏风量和地理位置均有不同，纬度越⾼的地区，热耗指标越⾼。
4、如何确定循环⽔量？如何定蒸汽量、热量和⾯积的关系？答：对于热⽔供热系统，循环⽔流量由下式计算：G=[Q/c(tg-th)]×3600=0.86Q/(tg-th)式中：G - 计算⽔流量，kg/hQ - 热⽤户设计热负荷，Wc - ⽔的⽐热，c=4187J/ kgo℃tg﹑th－设计供回⽔温度，℃⼀般情况下，按每平⽅⽶建筑⾯积2~2.5 kg/h估算。
第一章小结1、平衡状态2、状态参数及其性质（掌握压力表与真空度测量的使压力的差值）3、准平衡过程4、可逆过程5、热力过程6、功和热量（过程参数）7、热力循环（重点掌握正向循环的热效率计算）重点：例题1-3，图1-13，公式1-17第二章小结1、热力学第一定律的实质热力学第一定律的实质就是能量守恒。
表明当热能与其他形式的能量相互转换时，能的总量保持不变。
2、储存能系统储存的能量称为储存能，包括内部储存能和外部储存能。
（1）内部储存能——热力学能（2）外部储存能（3）系统的总储存能（简称总能）系统的总储存能为热力学能、宏观动能和重力位能的总和。
3、转移能——功量和热量功量和热量是系统与外界交换的能量，其大小与系统的状态无关，而是与传递能量时所经历的具体过程有关。
所以功量和热量不是状态参数，而是与过程特征有关的过程量，称为转移能或迁移能。
4、闭口系能量方程热力学第一定律应用于（静止的）闭口系时的能量关系式即为闭口系能量方程。
其表达式有以下几种形式，它们的使用条件不同：=∆+Q U W（适用条件：任意工质、任意过程）5、热力学第二定律的实质热力过程只能朝着能量品质不变（可逆过程）或能量品质降低的方向进行。
一切自发过程的能量品质总是降低的，因此可以自发进行，而自发过程的逆过程是能量品质升高的过程，不能自发进行，必须有一个能量品质降低的过程作为补偿条件才能进行，总效果是能量品质不变或降低。
6、卡诺循环、卡诺定理及其意义卡诺循环是为方便热力循环分析而提出的一种循环，实际上无法实现，但是利用卡诺循环分析得到的提高循环经济性的方法却具有普遍实用意义。
卡诺定理提供了两个热源间循环经济性的最高界限，给一切循环确定了一个判断其热、功转换完善程度的基础，因而具有普遍的指导意义。
而且利用卡诺定理可判断循环是否可以进行以及是否可逆。
掌握卡诺循环的热效率计算公式：211C T T η=-1：C η<η,则此热机不能实现2：C η>η则此热机可以实现5、孤立系统的熵增原理（重点理解）重点：例题2-1，图2-11，公式2-28，例题2-4，习题2-2。
热工基础复习资料对于学习热力学的学生来说，热工基础是非常重要的一门课程。
热工基础是热力学、传热学和流体力学等学科的基本理论和实践基础。
这门课程的学习要求我们掌握热学基本概念、热学方程、热力学循环以及热力学系统等基本知识。
因此，我们需要认真复习这门课程，为后面的学习打下坚实的基础。
首先，我们需要复习热学基本概念。
热学基本概念包括热力学量、状态方程、热力学性质等，这些是热力学分析的基础。
通过学习这些概念，我们可以了解热力学中所涉及的物理量和表达式，掌握这些基本概念可以帮助我们理解热力学的其他知识点，如热平衡、热传导和热传递等。
其次，我们需要复习热学方程。
热学方程包括热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律等。
其中热力学第一定律是能量守恒定律，它表明热能可以被转化为其他形式的能量，而不会减少。
热力学第二定律是热力学循环的基础，它描述了能量在热机中的转化和传输。
热力学第三定律与热力学系统的熵有关，它帮助我们理解系统能量趋向熵增的规律。
复习这些方程可以加深我们对热力学理论的认识和理解。
此外，我们还需要复习热力学循环。
热力学循环是热力学在实际应用中的体现，如汽轮机、内燃机、制冷机等等。
掌握热力学循环可以帮助我们更好地理解热力学中的第二定律，并将理论知识应用到实际工程中去。
最后，我们还需要复习热力学系统。
热力学系统是指在一定条件下，内部组分和能量的交换受到控制的物质系统。
对热力学系统的了解，可以帮助我们对物质在不同状态之间的转化、物质内能等概念进行更深入的理解，同时也可以帮助我们更好地理解实际问题的本质，为我们在工程中的设计提供帮助。
小结起来，复习热工基础需要我们掌握热学基本概念、热学方程、热力学循环以及热力学系统等基础知识。
这些基础知识是后续热力学、传热学、流体力学等学科的基础，因此我们必须认真对待复习。
希望能在复习中发现自己的不足之处，及时补上，为后面的学习打下坚实的基础。
一．热能转换的基本概念1.热力系：根据研究问题的需要，人为地将研究对象从周围物体中分割出来，这种人为划定的一定范围内的热力学的研究对象称为热力系统，简称为热力系或系统。
闭口系，开口系2.工质：能量的转换必须通过物质来实现，把用来实现能量相互转换的媒介物质称为工质。
3.平衡状态：在没有外界影响的条件下（重力场除外），热力系的宏观性质不随时间变化的状态。
▪特点：处于平衡状态的热力系具有均匀一致的温度、压力等参数，可以用确定的温度和压力等物理量来描述。
4.基本状态参数描述系统状态的宏观物理量称为状态参数。
状态参数的值仅取决于给定的状态，状态一定，描述状态的参数也就确定了。
压力、比体积、温度可以直接或容易用仪器测定，称为基本状态参数。
5.状态方程式▪ F (p, T, v)=0 建立了平衡状态下压力、温度、比体积这三个基本状态参数之间的关系。
6.热力过程热力系从一个状态向另一个状态变化时所经历的全部状态的总和。
准平衡（或准静态）过程—由无限势差推动的、一系列平衡态组成的热力过程（由一系列无限接近的平衡态组成的热力过程）。
实际中，将有限势差推动下的实际过程看作是连续平衡状态构成的准平衡过程。
可逆过程——如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外界都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。
▪特征：准平衡过程；不包括诸如摩阻、电阻、磁阻等的耗散效应，不引起任何能量损失。
实际过程都是不可逆的，或多或少地存在着各种不可逆因素。
7.功量——功是系统与外界间在力差的推动下，通过宏观有序运动方式传递的能量。
▪是与过程有关的量，微元过程记作δW，W=∫12 p dV系统对外做功时取正值，而外界对系统作功时取负值。
8.热量——是系统与外界之间在温差的推动下，通过微观粒子的无序运动的方式传递的能量。
▪过程量，微元过程用δQ 表示▪系统吸热时热量取正值，放热时取负值。
δQ=T.dS，Q =∫12 T dS熵，以符号S表示，熵一状态参数，她的变化来标志有无传热。
《热工学基础》复习摘要学院：机械工程学院班级：姓名：学号：热工基础✧导热：✓温度场：温度场是标量场，在直角坐标系中表示为其中式中r 表示时间，单位为s （秒）。
✓温度梯度：温度场内等温面法线方向的温度变化率称为温度梯度，即✓导热基本定律：在导热体内进行单纯导热的现象中，通过垂直于热流方向的微元面积dA的热流量dQ，与该处温度梯度的绝对值成正比，而指向温度降低的方向；即写成矢量形式为：对于各向同性材料，各个方向的导热系数A都相同，方程改写成物体中的热流密度也是空间点的函数，形成热流密度场。
导热热流密度的大小与温度梯度的绝对值成正比，方向与温度梯度刚好相反，即同线反向。
✓导热系数：导热系数λ是表征物质导热能力的物性参数。
由傅里叶定律的数学表达式，有上式是导热系数的定义式，导热系数主要取决于材料的成分、内部结构、密度、湿度和含湿量等，通常由实验测定。
✓导热微分方程：以傅里叶定律和能量守恒原理为基础而建立的导热微分方程式该式就是导热微分方程，也就是没有物质输运条件下的能量微分方程。
它建立了导热过程中物体内的温度分布随时间和空间变化的函数关系。
导热方程可改为：在一些特殊情况下，上式改为：如果研究对象是圆柱状物体，则采用圆柱坐标比较方便。
采用和直角坐标系相同的办法，分析圆柱坐标系中微元体在单纯导热过程中的热平衡，可以导出如下圆柱坐标系中的导热微分方程式：如果研究对象为球状物体，则可以采用球坐标系中的导热微分方程：✓导热微分方程的单值性条件：导热问题的单值性条件一般包括几何条件、物理条件、初始条件和边界条件四个方面。
其中主要考察以下三种边界条件：✓一维导热换热：如果多层平壁的两外表面温度维持均匀恒定，平壁足够大或侧面绝热，则也是一维稳态导热问题：多层换热情况下，各层之间紧密接触，相接触两表面的两表面温度相同，没有接触热阻，稳态时，有：将上式子整理后：对于多层圆筒壁的径向一维稳态导热，各层圆筒壁成为沿热流方向的串联热阻。
热工基础复习资料《热工基础》题库一、判断题（每题 1 分，共96分）：1、表压力和真空度都不能作为状态参数。
（√）2、热力学中，压力、温度和比容称为基本状态参数。
（√）3、容器中气体的压力不变，则压力表的读数也绝对不会改变。
（×）4、可逆过程必定是准静态过程，而准静态过程并不一定是可逆过程。
（√）5、只有可逆过程p-v 图上过程线下的面积表示该过程与外界交换的容积功。
（√）6、若工质吸热，其热力学能一定增加。
（×）7、工质膨胀时必须对工质加热。
（×）8、系统经历一个可逆定温过程，由于温度没有变化，故与外界没有热量交换。
（×）9、对可逆与不可逆绝热过程，都有w =－△u 和w t =－△h，说明可逆和不可逆绝热过程的功量相等。
（×）10、不管过程是否可逆，开口绝热稳流系统的技术功总是等于初、终态的焓差。
（√）11、没有容积变化的系统一定与外界没有功量交换。
（×）12、理想气体的比热容一定是常数。
（×）13、气体常数与气体的种类及所处的状态无关。
（×）14、理想气体的热力学能、焓、熵都是温度的单值函数。
（×）15、功量可以转换为热量，但热量不可以转换为功量。
（×）16、机械能可以全部转换为热能，而热能绝不可能全部转换为机械能。
（√）17、热效率较高的发动机，循环净功也一定较大。
（×）18、在相同的初终态之间进行可逆与不可逆过程，则不可逆过程中工质熵的变化大于可逆过程中工质熵的变化。
（×）19、工质完成一个不可逆循环后，其熵的变化大于零。
（×）20、熵减小的过程是不可能实现的。
（×）21、系统熵增大的过程必为吸热过程。
（×）22、理想气体多变过程的技术功是膨胀功的n 倍。
（√）23、理想气体在定熵膨胀过程中，其技术功为膨胀功的κ 倍。
（√）24、绝热过程熵变为零。
（×）25、可逆绝热过程熵变为零。
（√）26、单独能量品质升高的过程是不可能发生的。
（√）27、等量的高温热量与低温热量具有相同的品质。
（×）28、自发过程是不可逆过程，但非自发过程是可逆过程。
（×）29、熵产是否为零是判断过程是否可逆的判据。
（√）30、因为熵是状态参数，所以熵流和熵产也都是状态参数。
（×）31、熵产是由不可逆因素引起的熵增。
（√）32、孤立系统熵增原理表明：孤立系统内各部分的熵都是增加的。
（×）33、蒸气的压力越大，对应的饱和温度越高。
（√）34、水的汽化潜热在任何情况下都相等。
（×）35、在水蒸气的定压汽化过程中，温度保持为饱和温度不变，因此其焓也不变。
（×）36、焓变计算公式Δh= c pΔT适用于理想气体和蒸气。
（×）37、在湿蒸气区，定压线与定温线重合。
（√）38、水蒸气的过热度越高，其性质越接近理想气体。
（√）39、可通过等压降温或等温升压的方式将未饱和湿空气变成饱和湿空气。
（√）40、若湿空气的比湿度（含湿量）不变，当温度升高时，其吸湿能力增强。
（√）41、若湿空气中水蒸气的分压力不变，当温度升高时，其相对湿度降低。
（√）42、气体流经渐缩喷管，其出口截面的压力一定等于背压。
（×）43、气体流经渐缩喷管，其出口截面的流速不可能超过当地音速。
（√）44、渐缩喷管出口截面的压力为临界压力时，其流量等于最大流量。
（√）45、气体流经缩放喷管，其出口截面的压力恒等于背压。
（√）46、气体流经缩放喷管，其流量恒等于最大流量。
（√）47、绝热节流前后焓不变，因此绝热节流过程是等焓过程。
（×）48、压气机定温压缩过程耗功最小，定熵压缩过程耗功最大。
（√）49、活塞式压气机的余隙容积越大，产气量越少，但单位工质的理论耗功量不变。
（√）50、压气机的压力比越大，容积效率越低。
（√）51、当需要压气机压力比较大时，应采取多级压缩。
（√）52、多级压缩时，最佳分级压力（最佳压力比）是按照耗功最小的原则确定的。
（√）53、增大内燃机的压缩比和定容升压比都有利于提高循环的热效率。
（√）54、增大内燃机的定压预胀比有利于提高循环的热效率。
（×）55、蒸气压缩制冷循环中用干压缩代替湿压缩是为了避免压缩机穴蚀。
（√）56、不同温度的等温线绝不会相交。
（√）57、热流线不一定总与等温线垂直相交。
（×）58、热流密度的方向始终与温度梯度的方向相反。
（√）59、热对流和对流换热描述的是相同的概念。
（×）60、雷诺数表示流体的惯性力和浮升力的比值。
（×）61、雷诺数表示流体的惯性力和粘性力的比值。
（√）62、同样的对流换热现象，也可能有不完全相同的准则式。
（√）63、任何物体，只要其温度高于0 K，该物体就具有热辐射的能力。
（√）64、在真空中不能进行辐射换热。
（×）65、两物体辐射换热时，只是高温物体向低温物体放热。
（×）66、两物体的辐射换热量为零，就表示两物体没有辐射换热。
（×）67、辐射换热时，能量的形式会发生变化。
（√）68、黑体的吸收比（率）和反射比（率）都是最大的。
（×）69、一定温度下，黑体的辐射力最大。
（√）70、辐射表面的温度越高，辐射能量中可见光的份额越大。
（√）71、角系数是一个纯几何参数。
（√）72、辐射表面的温度越高，角系数越大。
（×）73、黑体和灰体的表面热阻均为零。
（×）74、角系数越大，辐射换热的空间热阻越小。
（√）75、在两个辐射换热表面间插入遮热板，原来两表面间的辐射换热量减少。
（√）76、遮热板的表面发射率（黑度）越低，遮热效果越差。
（×）77、对流换热系数h 较小的情况下，可采用表面加肋的方式强化换热。
（√）78、在管道外表面包裹保温层总能起到削弱传热的作用。
（×）79、在管径较小的情况下，需要考虑临界热绝缘直径的问题。
（√）80、在冷、热流体进出口温度相同、传热系数k、及换热面积都相同的条件下，换热器顺流布置和逆流布置的传热效果相同。
（×）81、导热系数越大,材料导热能力也就越强。
( √ )82、为了减少管道散热,可采用选用导热系数大的材料作保温材料,同时增加保温层厚度。
( × )83、通过壁面的导热量与平壁两表面的温差成正比,而与热阻成反比。
( √)84、对流换热系数越大,其它条件不变时,对流换热量也增大。
（√ ）85、削弱传热的方法常有增加绝热层以减小导热热阻,设法减小设备外表面与空气间总换热系数等。
( × )86、流体通过单层平壁传热时的传热总热阻等于固体壁两侧流体换热热阻之和。
( √ )87、传热系数越大,即传热总热阻越大。
( × )88、功与能是同一个意思,其单位都相同。
( × )89、热量与热能的单位相同,其含义也相同。
( ×)90、热效率是评价循环热功转换效果的主要指标。
( √ )91、一定质量的工质其比容不发生变化,则工质不对外做功,其压力也不会降低。
( ×)92、绝热过程因工质与外界无热量交换,故工质温度也不会发生变化。
( × )93、根据能量转化与守恒定律,工质从热源吸收的热量,可以全部转化为功。
( × )94、由于状态参数温度下T是表示物体的冷热程度,所以热量也是状态参数。
( × )95、物体的黑度在数值上等于同温度下物体的吸收率。
( √ )96、发电厂高温管道保温减小了导热热阻。
( × )二、选择题（每题 3 分，共120 分）：1、开口系统是指（D）的热力系统。
A、具有活动边界B、与外界有功量交换C、与外界有热量交换D、与外界有物质交换2、绝热系统是指（C）的热力系统。
A、状态参数不变B、热力学能不变C、与外界没有热量交换D、与外界没有功量和热量交换3、孤立系统是指（D）的热力系统。
A、与外界无热量交换B、与外界无功量交换C、与外界无质量交换D、与外界无任何相互作用4、下列说法中正确的是（A）。
A、平衡状态一定是稳定状态B、稳定状态一定是平衡状态C、平衡状态一定是均匀状态D、平衡状态是不存在内部势差的状态5、系统中工质的真实压力是指（D）。
A、p gB、p bC、p vD、p b+ p g或p b－p v6、在 p－v 图上，（B）所包围的面积代表单位质量的工质完成一个循环时与外界交换的净功量。
A、任意循环B、可逆循环C、正向循环D、逆向循环7、公式q = c V△T + w 适用于闭口系中（C）。
A、理想气体的可逆过程B、实际气体的任意过程C、理想气体的任意过程D、任何工质的可逆过程8、气体吸热后热力学能（D）。
A、一定增加B、一定减少C、不变D、可能增加、减少或不变9、在相同的温度变化区间内，理想气体定容过程焓的变化量与定压过程相比（B）。
A、较大B、大小相等C、较小D、大或小不确定10、对于闭口系，当过程的始态与终态确定后，下列各项目中哪一个值无法确定（A）。
A、QB、Q－WC、W（当Q=0 时）D、Q（当W=0 时）11、理想气体向真空膨胀，该过程所做的膨胀功（B）。
A、W＞0B、W=0C、W＜0D、无法确定12、理想气体向真空膨胀，当一部分气体进入真空容器后，余下的气体继续膨胀。
该过程所做的膨胀功（A）。
A、W＞0B、W=0C、W＜0D、无法确定13、理想气体的（C）是两个相互独立的状态参数。
A、温度与热力学能B、温度与焓C、温度与熵D、热力学能与焓14、如图理想气体的ab和cb过程，下列关系成立的为（A）。
A、∆U ab = ∆U cb ∆S ab > ∆S cbB、∆U ab = ∆U cb ∆S ab < ∆S cbC、∆U ab > ∆U cb ∆S ab = ∆S cbD、∆U ab < ∆U cb ∆S ab = ∆S cb15、在相同的恒温热源间工作的其他可逆循环的热效率（C）卡诺循环的热效率。
A、大于B、小于C、等于D、小于或等于16、在两恒温热源之间工作的可逆热机，其热效率的高低取决于（D）。
A、热力循环包围的面积大小B、高温热源温度C、低温热源温度D、高温热源及低温热源温度17、如果热机从热源吸热 100 kJ，对外做功 100 kJ，则（B）。
A、违反热力学第一定律B、违反热力学第二定律C、不违反第一、第二定律D、A 和B18、下列说法正确的是（C）。
A、系统吸热后总是温度升高B、热量绝不能从低温传向高温C、只要过程的初终态相同，状态参数的变化就相同D、只要过程的初终态相同，过程中交换的功量就相同19、热熵流的计算式 dS f=δQ／T适用于（C）。
