广大复习资料之工程热力学-13
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热工复习资料绪论热工学分为两部分:工程热力学和传热学二者区别:工程热力学主要研究能量(特别是热能)的性质及其与机械梦或其他形式能之间相互转换规律;传热学是研究热量传递规律的学科第一章复习重点1.边界(界面):热力系与外界的分界面特性:固定、活动、真实、虚构2.几种热力系统(1)闭口热力系统—与外界无物质交换的热力系统。
(2)开口热力系统—与外界有物质交换的热力系统。
(3)绝热热力系统—与外界无热量交换的热力系统。
(4)孤立热力系统—与外界无任何联系的热力系统。
(5简单可压缩系统—与外界只有热量和机械功交换的可压缩系统3.状态参数分类:(1)与质量无关不可相加的参数,称为强度参数如压力、温度、密度(2)与质量成正比可以相加的参数,广延参数。
如容积,内能、熵4.热工学中常用状态参数有六个:压力、比容、温度、内能、焓、熵基本状态参数:压力 p(此处的压力是指绝对压力非表压力或真空度)、温度 T、比容 v 5.绝对压力、环境压力和相对压力之间的关系,可写出如下3个关系式,从中整理出所求量。
当P>Pb时为表压力:P=Pg+Pb;当P<Pb时为真空度:P=Pb-Pv6.平衡状态:指热力系在无外界影响的条件下,宏观性质不随时间变化的状态;要达到平衡状态必须满足热平衡和力平衡两个条件,若存在化学反应或相变包括化学平衡、相平衡7.引入平衡状态的目的:整个热力系统可用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述状态,便于分析热力学问题8.状态公理:对组成一定的闭口系,独立状态参数个数 N=n+1独立参数数目N=不平衡势差数=各种功的方式+热量= n+1 简单可压缩系统独立状态参数个数:N = n + 1 = 29过程:热力系从一个状态变化到另一个状态所经历全部状态的集合10.准静态过程定义:在无限小势差的推动下,由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程,也称为准静态过程。
条件: 推动过程进行的势差无限小。
名称含义说明体积功(或膨胀功)W 系统体积发生变化所完成的功。
2①当过程可逆时,W = ∫ pdV 。
1②膨胀功往往对应闭口系所求的功。
轴功W系统通过轴与外界交换的功。
①开口系,系统与外界交换的功为轴功Ws。
②当工质的进出口间的动位能差被忽略时,Wt=Ws,所以此时开口系所求的轴功也是技术功。
《工程热力学》期末总结一、闭口系能量方程的表达式有以下几种形式:1kg 工质经过有限过程:q = ∆u + w(2-1)1kg 工质经过微元过程:δq = du+δw(2-2)mkg 工质经过有限过程:Q = ∆U +W(2-3)mkg 工质经过微元过程:δQ = dU +δW(2-4)以上各式,对闭口系各种过程(可逆过程或不可逆过程)及各种工质都适用。
在应用以上各式时,如果是可逆过程的话,体积功可以表达为:2δw =pdv(2-5)w= ∫1 pdv2(2-6)δW = pdV(2-7)W = ∫1 pdV(2-8)闭口系经历一个循环时,由于U 是状态参数,∫dU = 0 ,所以∫δQ = ∫δW(2-9)式(2-9)是闭口系统经历循环时的能量方程,即任意一循环的净吸热量与净功量相等。
二、稳定流动能量方程q = ∆h + 1∆c 2 2= ∆h + wt + g∆z + ws(2-10)(适用于稳定流动系的任何工质、任何过程)2q = ∆h −∫vdp(2-11)1(适用于稳定流动系的任何工质、可逆过程)三、几种功及相互之间的关系(见表一)表一几种功及相互之间的关系s1名称 质量比热容c体积比热容 c '摩尔比热容 M c 三者之间的关系单位 J/(k g ·K )J/(m 3·K )J/ (kmol ·K )M cc ' = c ρ 0 =22.4ρ 0 − 气体在标准状况下的密度定压 c'c pM c p定容c V'c VM c V推 动功W push开口系因工质流动而传 递的功。
工程热力学复习大纲一名词解释1 比热容的定义为:单位物量的物质,温度升高或降低1K(1°C)所吸收或放出的热量,称为该物体的比热容(有时简称比热)。
即 c=δq/dT。
2定容比热容:在定容情况下,单位物量的气体,温度变化1K(1°C)所吸收或放出的热量。
即c v=δq v/dT3定压比热容:在定压情况下,单位物量的气体,温度变化1K(1°C)所吸收或放出的热量。
4 梅耶公式(适用于理想气体):c p-c v=R5 c p与c v之比值称为比热容比,它也是一个重要参数。
K= c p/c v=M c p/M c v6 膨胀功(也称容积功):在压力差作用下,由于系统工质容积发生变化而传递的机械功。
7绝热节流:稳态稳流的流体快速流过狭窄断面,来不及与外界换热也没有功量的传递,可理想化称为绝热节流。
绝热节流前后焓相等。
h1=h28 节流过程是指流体(液体、气体)在管道中流经阀门、孔板或多孔堵塞物等设备时,由于局部阻力,使流体压力降低的一种特殊流动过程。
若节流过程中流体与外界没有热量交换,称为绝热节流。
9绝对湿度:每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量,称为湿空气的绝对湿度。
绝对湿度也就是湿空气中水蒸气的密度ρv,按理想气体状态方程其计算式为ρv=mv/V=pv/RvT(kg/m³) 10相对湿度(φ):湿空气的绝对湿度ρv与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度ρs的比值。
11 定熵滞止参数:将具有一定速度的流体在定熵条件下扩压,使其流速降低为零,这时气体的参数称为定熵滞止参数。
12准静态过程:理论研究可以设想一种过程,这种过程进行的非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡状态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,即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,这样的过程称为准静态过程。
13可逆过程:系统经历某一过程后,如果能使系统与外界同时恢复到初始状态,对外界没有留下任何影响,既没有得到功,也没有消耗功。
第一章基本概念及定义一、热力学系统1、热力系统热力学系统:人为划定的一定范围内的研究对象称为热力学系统,简称热力系或系统。
外界:系统以外的所有物质边界:系统与外界间的分界面2、热力系统的分类根据系统与外界的物质交换情况分类:1.开口系统:存在质量交换2.闭口系统:不存在质量交换根据系统与外界的能量交换情况分类:1.绝热系统:系统与外界无热量交换2.孤立系统:既无能量交换又无物质交换系统3.简单热力系统:只交换热量及一种形式的功4.复杂热力系统:交换热量及两种形式以上的功简单可压缩系统:在简单热力系统中,工质若是可压缩流体,并且系统与外界交换的功的形式是容积变化功(膨胀功或压缩功),则此热力系统称为简单可压缩系统。
(仅需两个状态参数就能确定系统的状态)3、工质与热源工质:实现热能和机械能之间转换的媒介物质。
热源:在能量交换中与工质有热量交换的物系。
分为高温热源和低温热源。
二、热力学系统的状态及基本状态参数1、定义平衡状态:指系统在不受外界影响的情况下,其本身宏观性质不随时间发生变化的状态。
平衡的本质:不存在不平衡势系统热力平衡状态的条件:热平衡(无温差)、力平衡(无压差)2、状态参数特点:1、状态确定,则状态参数也确定,反之亦然;2、状态参数具有积分特征:状态参数的变化量与路径无关,只与初终态有关;3、状态参数具有全微分特性: 3、基本状态参数1、比体积v :单位质量物质所拥有的容积。
2、压力(绝对压力):力学定义——3、温度T :俗称物体冷热程度的标志三、平衡状态和状态参数坐标图状态参数坐标图的说明:1)系统任何平衡态可表示在坐标图上。
2)图中的每一点都代表系统中的一个平衡状态。
3)不平衡态无法在图中表示。
dy yzdx x z dz x y )()(∂∂+∂∂=AF p =四、状态方程式1、理想气体模型气体分子是具有弹性但不占据体积的质点;除相互碰撞外无其它作用力。
2、摩尔气体常数R与气体常数RgR单位:J/(mol·K) Rg单位:J/(kg·K)五、热力过程和准静态过程1、热力过程处于平衡状态的工质,在受到外界作用时,从一个状态经过一系列的中间状态变化到另一个平衡状态所经历的全部状态的总和称为热力过程。
工程热力学复习大纲第一章基本概念1. 热力学系统(热力系)的定义及其描述。
2. 热力系的平衡状态以及由这样的平衡状态构成的准(内部)平衡过程。
3. 温度、压力、比体积、热力学能、焓和熵是描述平衡(均匀)状态的六个常用的状态参数。
4. 温度、压力、比体积这三个基本状态参数之间的关系称为状态方程。
5.(传)热量和(作)功(量)是在热力过程中热力系与外界交换的两种基本能量形式。
6. 功和热量都是过程量(参数)。
7. 过程量与状态量的特性及相互区别。
第二章热力学第一定律1. 一般热力系的热力学第一定律基本表达式-基本能量方程。
2. 闭口系、开口系、稳定流动系统的能量方程。
3.功和热量的基本计算公式以及功和热量在状态坐标图中的表示。
第三章热力学第二定律1. 熵流、熵产、熵方程及其应用。
2. 卡诺定理和卡诺循环及其应用。
3. 克劳修斯积分式及其应用。
4. 孤立系熵增原理及其应用。
5. 热量的可用能及其的不可逆损失。
6. 热量火用、流动工质火用和热力学能火用及其火用损等概念。
第四章气体的热力性质1. 实际气体和理想气体。
2. 理想气体状态方程和气体常数。
3. 理想气体的比热容、热力学能、焓和熵的计算式。
4. 实际气体与理想气体在状态方程和集聚态上的偏离。
5. 范德瓦尔方程等新的实际气体状态方程。
6. 通用压缩因子图及其在求得实际气体热力性质中的作用。
第五章热力学微分关系式1. 特征函数及四个常用的特征函数。
2. 麦克斯韦关系式。
3. 纯物质的熵、焓、热力学能及比热容的普遍关系式。
第六章水蒸气的热力性质1. 水蒸气饱和状态及其相关概念。
2. 水蒸气产生过程及水蒸气图。
3.水蒸气热力过程。
第七章理想混合气体与湿空气1. 理想混合气体的成分表示方法及其热力性质计算。
2. 湿空气、饱和湿空气与未饱和湿空气、湿空气的绝对湿度、相对湿度、含湿量。
3. 露点温度、湿球温度。
4. 含湿图及其应用。
第八章理想气体的热力过程1.研究热力过程的任务和目的及热力过程两种分类。
第一章 基本概念及定义工质——实现热能和机械能相互转化的媒介物质。
作为工质的要求:1)膨胀性 2)流动性 3)热容量 4)稳定性,安全性 5)对环境友善 6)价廉,易大量获取热源——工质从中吸取或向之排出热能的物质系统。
(前者为高温热源,后者为低温热源)闭口系(控制质量CM )—没有质量越过边界 开口系(控制体积CV )—通过边界与外界有质量交换 绝热系——与外界无热量交换;孤立系——与外界无任何形式的质能交换注:孤立系必定是绝热系,但绝热系不一定是孤立系简单可压缩系——由可压缩物质组成,无化学反应、与外界有交换容积变化功的有限物质系统状态参数(与过程无关): P, V , T, U, H, S广延量——与系统质量成正比,具有可加性,如 体积V , 热力学能U, 焓H, 熵S强度量——与系统质量无关,如(绝对)压力P ,温度T注:广延量的比参数具有强度量的性质,不具可加性系统两个状态相同的充要条件:所有状态参数一一对应相等 简单可压缩系两状态相同的充要条件:两个独立的状态参数对应相等T=t +273.15K当绝对压力大于大气压力时, 二者的差值称为表压力;当绝对压力小于大气压力时, 二者的差值称为真空度x平衡不一定均匀,但单相平衡一定均匀;稳定不一定平衡,但平衡一定稳定。
理想气体状态方程其中,R=M Rg准静态过程——偏离平衡态无穷小,随时恢复平衡的状态变化过程b e b ()p p p p p =+>b v b ()p p p p p =-<63252N 1P a 11M P a 110P a 1kP a 110P am1bar 110P a1atm 101325P a 760m m H g1m m H g 133.32P a 1m m H O 9.80665P a=⇒=⨯=⨯=⨯====mV v =m Vρ=ρ1=v g pv R T =g pV m R T=nRTpV =23Pa N/m m /kg Kp v T ⎡⎤⎡⎤---⎣⎦⎣⎦8.3145J/(mol K)R =⋅可逆过程——系统可经原途径返回原来状态而在外界不留下任何变化的过程。
工程热力学总复习一、选择题:1、在p—v 图上,经过同一状态点的理想气体等温过程线斜率的绝对值比绝热过程线斜率的绝对值( B )A. 大B.小C.相等D.可能大,也可能小2、不可逆热机与可逆热机相比,其热效率( C )A. 一定高B.相等C.一定低D.可能高,可能低,也可能相等3、M c Mc 的数值是( D )p vA . 与状态有关 B. 与气体性质有关 C. 与过程有关 D. 常数4、某制冷机在热源T1 =300K 及冷源T2 =250K 之间工作,其制冷量为1000kJ,消耗功为250kJ, 此制冷机是( C )A. 可逆的B.不可逆的C.不可能的D. 可逆或不可逆的5、水蒸汽的汽化潜热随压力升高而( C )A. 增加B.不变C.减小D.先增后减6、理想气体绝热流经节流阀,节流后稳定截面处的温度( B )A. 升高B.降低C.不变D.无法确定7、渐缩喷管中,气流的马赫数( A )A. 只能小于 1B.只能小于 1 或等于 1C.只能大于 1D.只能大于或等于 18、已知燃气轮机理想定压加热循环中,压气机进、出口空气的温度为T1、T2;燃气轮机进、出口燃气的温度为T3、T4,则其循环热效率为( D )A. 1 T4T3B.1T2T1C. 1 T T3 2T T4 1D.1T T4 1T T3 29、绝对压力p,表压力p g、环境压力p a 间的关系为( C )A. p + p g –p b = 0B. p + p b - p g = 0C. p - p g - p b = 0D. p b+ p g + p = 010、活塞式压气机的余隙比是指余隙容积与( C )之比。
A. 滞胀容积B.有效容积C. 活塞排量D. 气缸总容积11. dq dh w t 只适用于(B)A. 理想气体可逆过程B. 任何工质任何过程C.理想气体任何过程D.任何工质可逆过程12. 水的液体热随压力升高而(A)A. 增加;B. 不变;C. 减小D.先增后减2c p v0 01p1 ( )p113. 喷管出口流速公式适用于(A)A. 任何气体的定熵流动B. 理想气体一切流动1C.理想气体绝热流动D. 理想气体可逆绝热流动15. 热泵的供热系数等于5,则该热泵作为制冷机用时,其制冷系数等于(C)A.6B.5C.4D.315. 理想气体某一过程的技术功w t 等于吸热量q,该过程是(C)A. 定压过程B.定容过程C.定温过程D.绝热过程16. 绝热节流过程是(A)A. 定焓过程B.不可逆过程C.准平衡过程D. 定熵过程17. 采用定压加热循环方式的燃气轮机装置压气机中的实际过程可简化为(B)A. 定温压缩过程B.绝热压缩过程C.多变压缩过程D.加热压缩过程18. 一定质量的工质稳定流过一开口系统,其进系统的推动功比出系统的推动功小50kJ,所完成的技术功为100kJ,则其体积功为(C)A . -150kJ B.-50kJ C.50kJ D. 150kJ19.某容器中气体的表压力为0.04MPa, 当地大气压为0.1 MPa, 则该气体的绝对压力为(C)A 0.06 MPaB 0.04MPaC 0.14 MPaD 0.16MPa20.气体在某一过程中吸入300kJ 的热量,同时热力学能增加了150kJ,该过程是( A )A 膨胀过程,B 压缩过程C 定容过程D 定压过程21.一绝热刚体容器用隔板分成两部分,左边盛有高压理想气体,右边为真空,抽去隔板后,容器内的气体温度将( C )A 升高B 降低C 不变D 不确定22.某理想气体经历了一个热力学能不变的热力过程,则该过程中工质的焓变( B )A 大于零,B 等于零C 小于零D 不确定23.某一封闭热力系,经历了一个可逆过程,热力系对外做功20kJ, 外界对热力系加热5kJ,热力系的熵变为(A )A 大于零B 等于零C 小于零D 不确定24.有一卡诺热机,当它被作为制冷机使用时,两热源的温差越大则制冷系数(B)A 越大B 越小C 不变D 不定25.某容器中气体的表压力为0.5bar, 当地大气压为 1.0bar,则该气体的绝对压力为(B)A 0.5barB 1.5barC 1.0barD 2.0bar26.卡诺循环的热效率,只与( A )有关。
工程热力学复习资料工程热力学复习资料工程热力学是工程学中的重要学科,它研究能量转换和传递的基本原理,对于工程领域的学生来说,掌握热力学的基本概念和原理是非常重要的。
在这篇文章中,我们将回顾一些工程热力学的基本知识,并提供一些复习资料。
热力学是研究能量转换和传递的学科,它的基本概念包括能量、热量、功和热力学系统等。
能量是物质具有的能够产生变化和引起工作的属性,它可以以多种形式存在,如热能、机械能、电能等。
热量是能量的一种形式,它是由于温度差异而引起的能量传递。
功是由力对物体做的功,它是能量的一种转化形式。
热力学系统是指被研究的物质或物体,它可以是封闭系统、开放系统或孤立系统。
在热力学中,有一些基本定律和原理需要掌握。
其中之一是热力学第一定律,它是能量守恒定律的具体表述。
根据热力学第一定律,能量既不能被创造也不能被销毁,只能从一种形式转化为另一种形式。
热力学第二定律是关于能量转化方向的定律,它指出热量只能从高温物体传递到低温物体,而不能反向传递。
此外,热力学第三定律是关于温度的定律,它指出在绝对零度时,所有物质的熵为零。
工程热力学中还有一些重要的概念和循环过程需要了解。
例如,热力学循环是指一系列能量转化的过程,如卡诺循环和布雷顿循环等。
这些循环过程在能源转换和工程设计中起着重要作用。
此外,还有一些热力学性质需要熟悉,如温度、压力、体积和熵等。
这些性质在工程计算和分析中经常用到。
为了更好地复习工程热力学,我们可以参考一些经典的教材和学习资料。
例如,《工程热力学》是一本经典的教材,它详细介绍了热力学的基本概念和原理,并提供了丰富的例题和习题。
此外,还有一些在线教育平台提供了热力学的课程和学习资源,如Coursera和edX等。
这些资源可以帮助我们更好地理解和掌握工程热力学的知识。
在复习过程中,我们可以通过做习题来加深对热力学知识的理解。
习题可以帮助我们巩固概念和原理,并提供实际应用的机会。
此外,还可以参考一些热力学的应用案例和工程实例,了解热力学在工程领域中的应用和意义。
热工复习资料绪论热工学分为两部分:工程热力学和传热学二者区别:工程热力学主要研究能量(特别是热能)的性质及其与机械梦或其他形式能之间相互转换规律;传热学是研究热量传递规律的学科第一章复习重点1.边界(界面):热力系与外界的分界面特性:固定、活动、真实、虚构2.几种热力系统(1)闭口热力系统—与外界无物质交换的热力系统。
(2)开口热力系统—与外界有物质交换的热力系统。
(3)绝热热力系统—与外界无热量交换的热力系统。
(4)孤立热力系统—与外界无任何联系的热力系统。
(5简单可压缩系统—与外界只有热量和机械功交换的可压缩系统3.状态参数分类:(1)与质量无关不可相加的参数,称为强度参数如压力、温度、密度(2)与质量成正比可以相加的参数,广延参数。
如容积,内能、熵4.热工学中常用状态参数有六个:压力、比容、温度、内能、焓、熵基本状态参数:压力 p(此处的压力是指绝对压力非表压力或真空度)、温度 T、比容 v5.绝对压力、环境压力和相对压力之间的关系,可写出如下3个关系式,从中整理出所求量。
当P>Pb时为表压力:P=Pg+Pb;当P<Pb时为真空度:P=Pb-Pv6.平衡状态:指热力系在无外界影响的条件下,宏观性质不随时间变化的状态;要达到平衡状态必须满足热平衡和力平衡两个条件,若存在化学反应或相变包括化学平衡、相平衡7.引入平衡状态的目的:整个热力系统可用一组统一的并具有确定数值的状态参数来描述状态,便于分析热力学问题8.状态公理:对组成一定的闭口系,独立状态参数个数 N=n+1独立参数数目N=不平衡势差数=各种功的方式+热量= n+1 简单可压缩系统独立状态参数个数:N = n + 1 = 29过程:热力系从一个状态变化到另一个状态所经历全部状态的集合10.准静态过程定义:在无限小势差的推动下,由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程,也称为准静态过程。
条件: 推动过程进行的势差无限小。