工程热力学第12讲-第7章-1热力学基本关系式、稀溶液

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。

工程热力学基本概念及重要公式1.热力学系统和热力学过程：热力学系统是指一定空间区域内被观察的物质或物体，它可以是一个封闭系统、开放系统或隔离系统。

热力学过程是指系统经历的状态变化过程，可以分为等温过程、绝热过程、等容过程和等焓过程等。

2.热力学第一定律：热力学第一定律是能量守恒定律在热力学中的表述，即能量守恒原则。

它可以表示为：ΔU=Q-W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外做功。

该定律说明了系统内能的变化等于系统吸收的热量减去系统对外做的功。

3.热力学第二定律：热力学第二定律是热力学中的基本定律之一，也被称为熵增定律。

它可以表述为系统总熵永不减小，即所有自然界的过程和现象都遵循熵增的趋势。

根据熵的定义，dS≥Q/T，其中dS表示系统熵的增量，Q表示吸收的热量，T表示温度。

这个公式说明了系统的熵增量等于吸收的热量除以温度。

4.等温过程和绝热过程：在等温过程中，系统与外界保持温度不变，即温度恒定。

根据理想气体状态方程，PV=常数，即在等温过程中，气体的压强与体积呈反比关系。

在绝热过程中，系统与外界在热量交换上完全隔绝，即吸收或放出的热量为零。

根据理想气体状态方程，PV^γ=常数，其中γ为绝热指数，指的是在绝热过程中，气体压强与体积的幂指数之积的常数。

5.卡诺循环：卡诺循环是热力学中一种完美的热机循环，它由两个等温过程和两个绝热过程组成。

卡诺循环是理想的热机循环，它在可逆过程中实现了最大的功效率。

卡诺循环的功效率可表示为η=(T1-T2)/T1，其中T1表示高温热源的温度，T2表示低温热源的温度。

6.热力学第三定律：热力学第三定律是热力学中的基本定律之一，它表明在温度等于绝对零度时，所有系统的熵都将趋于零。

这个定律的提出为研究低温物理学和凝聚态物理学提供了重要的基础。

这些是工程热力学中的一些基本概念和重要公式。

工程热力学作为能源工程和热力工程等领域的基础学科，对于能量转换和热力设备的设计与运行具有重要作用。

工程热力学知识点电子版
1.热力学基本概念：包括热力学系统、态函数、过程、平衡等基本概念。

2.热力学定律：包括热平衡第一定律（能量守恒），热平衡第二定律（熵增原理）以及热平衡第三定律（绝对零度定律）。

3.理想气体的热力学性质：包括状态方程、卡诺循环、理想气体的内能、焓、熵等性质，以及理想气体的不可逆过程等。

4.热功学：包括热力学势、热力学基本方程、热力学关系、开放系统
的热力学分析等。

5.蒸汽循环与汽轮机：包括蒸汽循环的基本原理、热力学效率、汽轮
机的工作原理和热力学分析等。

6.冷热交换过程：包括传热方式、传热定律、传热设备的热力学设计等。

7.蒸发和冷凝：包括蒸发和冷凝的热力学原理、热传导、传质机制等。

8.混合物与溶液的热力学性质：包括理想混合物的热力学分析、溶解度、等温吸收和等温蒸馏等。

9.平衡态的热力学：包括平衡态判定、化学反应的平衡和平衡常数等。

10.非平衡态的热力学：包括非平衡态的基本概念、非平衡态热力学
平衡准则等。

11.热力学循环与工作系统：包括往复式热机循环（如柴油循环、克
氏循环等）、蒸汽循环的分析、制冷循环等。

以上仅列举了一些工程热力学的基本知识点，具体内容还包括一些相关的热力学计算方法和应用，如热力学分析软件的应用、能源转化系统的分析等。

第七章实际气体状态方程7—1气体分子之间的作用力实际气体的区分实际气体的状态不符合关系的主要原因是，由于理想气体的模型和状态方程，是在假定气体分子不占有容积，气体分子之间没有相互作用力的基础上建立的。

而实际气体分子却占有容积，并且分子间有相互作用力，这使得实际气体不能完全符合理想气体状态方程。

范德瓦尔斯引力：气体分子相距较远时相互吸引，相距很近时相互排斥。

分子间引力主要包括三个方面：即静电力、诱导力和色散力。

①静电力（葛生力）指分子的永久偶极矩间的相互作用。

1912年葛生提出，范德瓦尔斯引力就是极性分子的偶极矩间的引力，作用力的大小和性质与它们的相对方向相关。

当两个偶极矩方向相同时，相互作用势能为负，并达到最小值；当两个偶极矩的方向相反时，相互作用势能为正，并达到最大值。

如果、在各种相对方向出现的几率相同，则相互作用平均势能=0.然而，按照波尔兹曼分布定律，温度越低，和在低势能的相对方向出现的可能性越大，因此对各种方向加和后，平均静电相互作用势能0，而是式中r为两偶极矩的中心距离，k为波尔兹曼常数。

②诱导力（拜得力）是指被诱导的偶极矩与永久偶极矩间的相互作用。

拜得注意到，一个分子的电荷分布受到其他分子电场的影响，因为提出诱导力。

永久偶极矩与被其诱导的偶极矩之间的相互作用为诱导作用。

诱导作用不仅发生在极性分子与非极性分子之间，也发生在极性分子和极性分子之间。

不同分子间的诱导相互作用势能为③色散力（伦敦力）是指诱导偶极矩之间的相互作用。

在某一瞬间，电子环绕核可以是非对称分布的，原子具有瞬时偶极矩，它产生的电场将会使邻近分子极化。

两个诱导偶极矩之间的相互作用表现为相互吸引，这就是色散作用。

色散力产生的相互作用势能可近似为式中是1、2的电离能，是它们的极化率，r是分子中心距离。

范德瓦尔斯引力的特性有：①它是存在于分子或原子间的一种作用力。

②它是吸引力，作用势能的数量级为0.41868-4.1868J/mol.③范德瓦尔斯引力的作用范围约为3-5*m.④范德瓦尔斯引力最主要的色散力。

第七章 气体的流动(Gas Flow)第一节 气体在喷管和扩压管中的流动主题1：喷管和扩压管的断面变化规律一、稳定流动基本方程气体在喷管和扩压管中的流动过程作可逆绝热过程，气体流动过程所依据的基本方程式有：连续性方程式、能量方程式、及状态方程式。

１、连续性方程连续性方程反映了气体流动时质量守恒的规律。

定值=⋅=vf mg ω写成微分形式ggd v dv f df ωω-=7-1它给出了流速、截面面积和比容之间的关系。

连续性方程从质量守恒原理推得，所以普遍适用于稳定流动过程，即不论流体的性质如何（液体和气体），或过程是否可逆。

２、能量方程能量方程反映了气体流动时能量转换的规律。

由式（3-8），对于喷管和扩压管中的稳定绝热流动过程，212122)(21h h g g -=-ωω 写成微分形式dh d g -=221ω7-2３、过程方程过程方程反映了气体流动时的状态变化规律。

对于绝热过程，在每一截面上，气体基本热力学状态参数之间的关系：定值=k pv写成微分式0=+vdv k p dp 7-3二、音速和马赫数音速是决定于介质的性质及介质状态的一个参数，在理想气体中音速可表示为kRT kpv a ==7-4因为音速的大小与气体的状态有关，所以音速是指某一状态的音速，称为当地音速。

流速与声速的比值称为马赫数：M ag=ω 7-5利用马赫数可将气体流动分类为：m 2g v 222图7-1管道稳定流动示意图亚声速流动：1<M a g <ω超声速流动：1>M a g >ω 临界流动： 1=Ma g =ω三、促使气体流速变化的条件 1、力学条件由式（3-5），对于开口系统可逆稳定流动过程，能量方程⎰-∆=21vdp h q 或 vdp dh q -=δ，式中0=q δ所以 vdp dh = 7-6 联合（7-2）和（7-6）vdp d g g -=ωω7-7由式7-7可见，气体在流动中流速变化与压力变化的符号始终相反，表明气流在流动中因膨胀而压力下降时，流速增加；如气流被压缩而压力升高时，则流速必降低。