工程热力学大总结大全
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第一部分 (第一章~第五章)一、概念(一)基本概念、基本术语1、工程热力学:工程热力学是从工程的观点出发,研究物质的热力性质、能量转换以及热能的直接利用等问题。
2、热力系统:通常根据所研究问题的需要,人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学研究对象。
这种空间内的物质的总和称为热力系统,简称系统。
3、闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。
系统内包含的物质质量为一不变的常量,所以有时又称为控制质量系统。
4、开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统。
开口系统总是一种相对固定的空间,故又称开口系统为控制体积系统,简称控制体。
5、绝热系统:系统与外界之间没有热量传递的系统,称为绝热系统。
6、孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统,称为孤立系统。
7、热力状态:我们把系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
8、状态参数:我们把描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
9、强度性状态参数:在给定的状态下,凡系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同,与质量多少无关,没有可加性的状态参数称为强度性参数。
10、广延性状态参数:在给定的状态下,凡与系统内所含物质的数量有关的状态参数称为广延性参数。
11、平衡状态: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。
12、热力过程:把工质从某一状态过渡到另一状态所经历的全部状态变化称为热力过程。
13、准静态过程:理论研究可以设想一种过程,这种过程进行得非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态,于是整个过程就可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成,并称之为准静态过程。
14、可逆过程:当系统进行正、反两个过程后,系统与外界均能完全回复到初始状态,而不留下任何痕迹,这样的过程称为可逆过程。
工程热力学大总结'…第一章基本概念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
)开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
}均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
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。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
:热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
工程热力学总结第一章,基本概念工质: 实现热能和机械能相互转化的媒介物质。
热源(高温热源) :工质从中吸取热能的物系。
冷源(低温热源) :接受工质排出热能的物系。
热力系统(热力系):人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。
系统选择有任意性,可以是物质(气体,也可以是气缸(工具))。
外界:热力系统以外的部分。
边界:系统与外界之间的分。
系统分类(按能量物质交换分类)闭口系统:系统与外界无物质交换,系统内质量(关键看质量,只要质量不变,即使气体空间位置发生变化,仍为闭口系,漏气问题常用)恒定不变,也称控制质量开口系统:系统与外界有物质交换,系统被划定在一定容积范围内,也称控制容积 绝热系统:系统与外界无热量交换孤立系统:系统与外界既无能量交换,也无物质交换简单可压缩系统:系统与外界只有热量与容积功交换(现如今均为简单可压缩)。
热力学状态:工质在热力变化过程中某一瞬间呈现出来的宏观物理状况,简称状态(了解即可)状态参数:描述工质所处状态的宏观物理量。
如温度、压力体积、焓(H )、熵(S)、热力学能(u )等。
状态参数其值只取决于初终态,与过程无关。
常用的状态参数有: 压力P 、温度T 、体积V 、热力学能U 、焓H 和熵S.其中压力P 、温度T 和体积V 可直接用仪器测量,称为基本状态参数。
其余状态参数可根据基本状态参数间接算得。
5)(了解即可)状态参数有强度量与广延量之分: 强度量:与系统质量无关,如P 、T 。
强度量不具有可加性。
广延量:与系统质量成正比,如V 、U 、H 、S 。
广延量具有可加性。
广延量的比参数(单位质量工质的体积、热力学能等)具有强度量的性质,不具有可加性。
基本状态函数温度(t ) t(℃)=T(K)-273.15压强:绝对压力p 、表压力P g 、真空度p v 及大气压力之间的关系 比体积:单位质量物质所占的体积 单位:m3/kgv 与ρ互成倒数,即:v ρ=1平衡态:不受外界影响的情况下,系统宏观状态量量保持不变 实现平衡的充要条件:两个平衡热平衡:组成热力系统的各部分之间没有热量的传递 力平衡:组成热力系统的各部分之间没有相对位移状态参数坐标图:对于简单可压系统,由于独立参数只有两个,可用两个独立状态参数组成二维平面坐标系,坐标图中任意一点代表系统某一确定的平衡状态,任意一平衡状态也对应图上一个点,这种图称状态参数坐标图。
工程热力学知识点总结一、热力学基本概念1.1 系统和环境1.2 状态量和过程量1.3 定态和非定态过程1.4 热平衡和热力学温度二、热力学第一定律2.1 能量守恒原理2.2 内能和焓2.3 热机效率和制冷系数三、热力学第二定律3.1 熵的概念与意义3.2 熵增原理与熵减原理3.3 卡诺循环及其效率四、物质的状态方程及其应用4.1 物态方程的概念与分类4.2 伯努利方程及其应用4.3 范德华方程及其应用五、相变热力学基础知识5.1 相变的基本概念5.2 相变过程中的物态方程5.3 相变焓和相变熵六、理想气体状态方程及其应用6.1 理想气体状态方程6.2 绝热过程中理想气体的温度压强关系6.3 恒容过程中理想气体内能变化七、混合气体热力学基础知识7.1 混合气体的概念7.2 混合气体的状态方程7.3 理想混合气体的热力学性质八、化学反应热力学基础知识8.1 化学反应的基本概念8.2 化学反应焓变和熵变8.3 反应平衡条件及其判定九、传热基础知识9.1 传热方式及其特点9.2 热传导方程及其解法9.3 对流传热及其换热系数十、工程热力学分析方法10.1 理想循环分析方法10.2 实际循环分析方法10.3 燃料空气循环分析方法十一、工程热力学实际应用11.1 能量转换装置的工作原理与性能分析11.2 能量转换装置的优化设计与运行控制11.3 工业过程中能量利用与节能技术总结:本文介绍了工程热力学知识点,包括了基本概念、第一定律和第二定律、物质状态方程及其应用、相变热力学基础知识、理想气体状态方程及其应用、混合气体热力学基础知识、化学反应热力学基础知识、传热基础知识、工程热力学分析方法和工程热力学实际应用。
这些知识点是工程热力学的核心内容,对于掌握能源转换与利用技术以及节能减排具有重要意义。
第一章基本概念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
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。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
工程热力学知识点总结工程热力学知识点总结1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
热力学的基本概念包括系统、界面、过程、平衡状态、状态方程等。
2. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒的表述,它表示能量的增量等于传热和做功的总和。
数学表达式为ΔU = Q - W,其中ΔU表示系统内能的变化,Q表示热的传递,W表示外界对系统做功。
3. 热力学第二定律热力学第二定律描述了自然界中存在的一种过程的不可逆性,即熵增原理。
它指出孤立系统的熵总是增加或保持不变,不会减少。
熵增原理对热能转化和能量传递的方向提供了限制。
4. 热力学循环热力学循环是一系列热力学过程组成的闭合路径,通过这个路径,系统经历一系列状态变化,最终回到初始状态。
常见的热力学循环有卡诺循环、斯特林循环等。
5. 热力学性质热力学性质是用来描述物质宏观状态的物理量,常用的热力学性质包括温度、压力、内能、焓、熵等。
它们与热力学过程和相变有着密切的关系。
6. 热力学方程热力学方程是用来描述物质宏观状态的数学关系。
常见的热力学方程有状态方程(如理想气体状态方程)、焓的变化方程、熵的变化方程等。
这些方程对于分析和计算热力学过程非常重要。
7. 理想气体理想气体是热力学中一种理想的气体模型。
在理想气体状态方程中,气体的压力、体积和温度之间满足理想气体方程。
理想气体模型对于理解和研究气体性质和行为非常有用。
8. 发动机热力学循环发动机热力学循环是指内燃机和外燃机中进行热能转换的一系列过程。
常见的发动机热力学循环有奥托循环、迪塞尔循环等。
通过研究发动机热力学循环,可以优化发动机的效率和性能。
9. 相变热力学相变热力学研究物质由一种相态转变为另一种相态的过程。
相变热力学包括液体-气体相变、固体-液体相变、固体-气体相变等。
了解相变热力学对于理解物质的性质和行为具有重要意义。
总结:工程热力学是研究能量转化和能量传递规律的学科,它关注系统的宏观性质和变化。
第一章基本概念1. 基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
如温度(T)、压力(P)、比容(u )或密度(p )、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
欢迎共阅第一章 基 本 概 念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
)、自地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。
比容:单位质量工质所具有的容积,称为工质的比容。
密度:单位容积的工质所具有的质量,称为工质的密度。
强度性参数:系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同,与质量多少无关,没有可加性,如温度、压力等。
在热力过程中,强度性参数起着推动力作用,称为广义力或势。
广延性参数:整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和,2.温 1.BT w m 22式中22w m —分子平移运动的动能,其中m 是一个分子的质量,w 是分子平移运动的均方根速度;B —比例常数;T —气体的热力学温度。
2.t T +=273压 力 :1.nBT w m np 322322== 式中 P —单位面积上的绝对压力;n —分子浓度,即单位容积内含有气体的分子数VNn =,其中N 为容积V 包含的气体分子总数。
热力循环:或∑=∆0u ,⎰=0du循环热效率:12121101q q q q q q w t -=-==η 式中 q 1—工质从热源吸热; q 2—工质向冷源放热;w 0—循环所作的净功。
制冷系数: 212021q q q w q -==ε 式中q 1—工质向热源放出热量;q 2—工质从冷源吸取热量;w 0—循环所作的净功。
工程热力学大总结大全 -标准化文件发布号:(9456-EUATWK-MWUB-WUNN-INNUL-DDQTY-KII第一章基本概念1.基本概念热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。
边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。
外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。
闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。
开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。
绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。
孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。
单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。
复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。
单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。
多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。
均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。
非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。
热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。
平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。
状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
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。
基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。
热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。
压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。
如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对压力。
比容:单位质量工质所具有的容积,称为工质的比容。
密度:单位容积的工质所具有的质量,称为工质的密度。
强度性参数:系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同,与质量多少无关,没有可加性,如温度、压力等。
在热力过程中,强度性参数起着推动力作用,称为广义力或势。
广延性参数:整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和,如系统的容位移。
准静态过程:过程进行得非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡有足够的时间恢复到新的平衡态,从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态,整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成,并称之为准静态过程。
可逆过程:当系统进行正、反两个过程后,系统与外界均能完全回复到初始状态,这样的过程称为可逆过程。
膨胀功:由于系统容积发生变化(增大或缩小)而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功,也称容积功。
热量:通过热力系边界所传递的除功之外的能量。
热力循环:工质从某一初态开始,经历一系列状态变化,最后又回复到初始状态的全部过程称为热力循环,简称循环。
2.常用公式状态参数:1212x x dx -=⎰⎰=0dx状态参数是状态的函数,对应一定的状态,状态参数都有唯一确定的数值,工质在热力过程中发生状态变化时,由初状态经过不同路径,最后到达终点,其参数的变化值,仅与初、终状态有关,而与状态变化的途径无关。
温度:1.BT w m =22式中22w m —分子平移运动的动能,其中m 是一个分子的质量,w 是分子平移运动的均方根速度;B —比例常数;T —气体的热力学温度。
2.t T +=273压力:1.nBT w m np 322322== 式中 P —单位面积上的绝对压力;n —分子浓度,即单位容积内含有气体的分子数VNn =,其中N 为容积V 包含的气体分子总数。
2.fF p =式中 F —整个容器壁受到的力,单位为牛(N ); 23.g p B p +=(P >B ) H B p -=(P <B )式中 B —当地大气压力P g —高于当地大气压力时的相对压力,称表压力;H —低于当地大气压力时的相对压力,称为真空值。
比容:1.mV v =m 3/kg 式中 V —工质的容积m —工质的质量2.1=v ρ 式中 ρ—工质的密度kg/m 3v —工质的比容m 3/kg热力循环:⎰⎰=w q δδ或∑=∆0u ,⎰=0du循环热效率: 12121101q q q q q q w t -=-==η 式中 q 1—工质从热源吸热; q 2—工质向冷源放热;w 0—循环所作的净功。
制冷系数: 212021q q q w q -==ε 式中q 1—工质向热源放出热量;q 2—工质从冷源吸取热量;w 0—循环所作的净功。
供热系数: 211012q q q w q -==ε 式中q 1—工质向热源放出热量q 2—工质从冷源吸取热量w 0—循环所作的净功3.重要图表图1-1 热力系统图1-2边界可变形系统图1-3开口系统图1-4 孤立系统图1-5 U形压力计测压图1-6 各压力间的关系p 图上的表示图1-14 任意循环在v(a)正循环; (b)逆循环第二章 气体的热力性质1.基本概念理想气体:气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力(引力和斥力)、不占有体积的质点所构成。
比热:单位物量的物体,温度升高或降低1K (1℃)所吸收或放出的热量,称为该物体的比热。
定容比热:在定容情况下,单位物量的物体,温度变化1K (1℃)所吸收或放出的热量,称为该物体的定容比热。
定压比热:在定压情况下,单位物量的物体,温度变化1K (1℃)所吸收或放出的热量,称为该物体的定压比热。
定压质量比热:在定压过程中,单位质量的物体,当其温度变化1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压质量比热。
定压容积比热:在定压过程中,单位容积的物体,当其温度变化1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压容积比热。
定压摩尔比热:在定压过程中,单位摩尔的物体,当其温度变化1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压摩尔比热。
定容质量比热:在定容过程中,单位质量的物体,当其温度变化1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容质量比热。
定容容积比热:在定容过程中,单位容积的物体,当其温度变化1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容容积比热。
定容摩尔比热:在定容过程中,单位摩尔的物体,当其温度变化1K (1℃)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容摩尔比热。
混合气体的分压力:维持混合气体的温度和容积不变时,各组成气体所具有的压力。
道尔顿分压定律:混合气体的总压力P 等于各组成气体分压力P i 之和。
混合气体的分容积:维持混合气体的温度和压力不变时,各组成气体所具有的容积。
阿密盖特分容积定律:混合气体的总容积V 等于各组成气体分容积V i 之和。
混合气体的质量成分:混合气体中某组元气体的质量与混合气体总质量的比值称为混合气体的质量成分。
混合气体的容积成分:混合气体中某组元气体的容积与混合气体总容积的比值称为混合气体的容积成分。
混合气体的摩尔成分:混合气体中某组元气体的摩尔数与混合气体总摩尔数的比值称为混合气体的摩尔成分。
对比参数:各状态参数与临界状态的同名参数的比值。
对比态定律:对于满足同一对比态方程式的各种气体,对比参数r p 、r T 和r v 中若有两个相等,则第三个对比参数就一定相等,物质也就处于对应状态中。
2.常用公式理想气体状态方程:1.RT pvv —比容 m 3/kgT —热力学温度K适用于1千克理想气体。
2.mRT pV = 式中V —质量为m kg 气体所占的容积适用于m 千克理想气体。
3.T R pV M 0= T式中 V M =M v —气体的摩尔容积,m 3/kmol ;R 0=MR —通用气体常数, J/kmol ·K适用于1千摩尔理想气体。
4.T nR pV 0=式中V —nKmol 气体所占有的容积,m 3;n —气体的摩尔数,Mmn =,kmol适用于n 千摩尔理想气体。
5.通用气体常数:R 083140=RJ/Kmol ·KR 0与气体性质、状态均无关。
6.气体常数:RMM R R 83140==J/kg ·K R 与状态无关,仅决定于气体性质。
7.112212p v p v T T = 比热:1.比热定义式:dTqc δ=表明单位物量的物体升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
其值不仅取决于物质性质,还与气体热力的过程和所处状态有关。
2.质量比热、容积比热和摩尔比热的换算关系:04.22'ρc Mcc == 式中 c —质量比热,kJ/Kg ·k'c —容积比热,kJ/m 3·kM c —摩尔比热,kJ/Kmol ·k3.定容比热:vv vv T u dT du dTq c ⎪⎭⎫⎝⎛∂∂===δ 表明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
4.定压比热:dTdhdTq c p p ==δ表明单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
5.梅耶公式:R c c v p =- R c c v p 0''ρ=-0R MR Mc Mc v p ==-6.比热比: vp vp vp Mc Mc c c c c ===''κ1-=κκRc v 1-=κnRc p 道尔顿分压定律: VT ni i n p p p p p p ,1321⎥⎦⎤⎢⎣⎡=++++=∑=阿密盖特分容积定律: PT ni i n V V V V V V ,1321⎥⎦⎤⎢⎣⎡=++++=∑= 质量成分:ii m g m=1211nn i i g g g g =+++==∑容积成分: ii V r V=1211nn i i r r r r r ==++==∑摩尔成分: ii n x n=1211nn i i x x x x x ==+++==∑容积成分与摩尔成分关系:ii i n r x n== 质量成分与容积成分:i i i i i i i i m n M M M g x r m nM M M====i i i ii i i M Rg r r r M R ρρ=== 折合分子量: 111ni in ni i i i i i i n MmM x M r M nn=======∑∑∑1211211nn i i niM g g g g M M M M ===+++∑ 折合气体常数:0010001nnii ni i ii i i R m n R R nRM R g R M mmm========∑∑∑0012112211211nn i n ni niR R R r r r r M r M r M r M R R R R =====++++++∑分压力的确定 ii i V p p r p V == i i ii i i i R Mp g p g p g p M Rρρ=== 混合气体的比热容:121nn n i i i c g g c g c ==+=∑12c +g c +混合气体的容积比热容:121'''nn n i i i c r r c rc ==+=∑12c'+r c'+混合气体的摩尔比热容:11nni i i i i i i Mc M g c x M c ====∑∑混合气体的热力学能、焓和熵 1nii U U==∑ 或 1ni i i U m u ==∑1n i i H H ==∑ 或 1ni i i H m h ==∑1n i i S S ==∑ 或 1ni i i S m s ==∑范德瓦尔(Van der Waals)方程()2a p v b RT v ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭对于1kmol 实际气体()02M M a p V b R T V ⎛⎫+-= ⎪⎝⎭id v pv z v RT==对比参数: r c T T T =, r c p p p =, r cvv v = 3.重要图表常用气体在理想状态下的定压摩尔比热与温度的关系23123(/())p o Mc a a T a T a T kJ kmol k =+++几种气体在理想气体状态下的平均定压质量比热容几种气体的临界参数和范德瓦尔常数物质名称cT(K)cp(MPa)310a⨯kmol2)310b⨯(m3/kmol)HeH2N2O2CO2NH3H2OCH4CO几种气体的临界压缩因子物质He H2N2O2CO2NH3H2O CO CH4 cz图2-5 通用压缩因子图第三章热力学第一定律1.基本概念热力学第一定律:能量既不能被创造,也不能被消灭,它只能从一种形式转换成另一种形式,或从一个系统转移到另一个系统,而其总量保持恒定,这一自然界普遍规律称为能量守恒与转换定律。