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工程热力学与传热学概念整理工程热力学第一章、基本概念1.热力系：根据研究问题的需要，人为地选取一定范围内的物质作为研究对象，称为热力系（统），建成系统。
热力系以外的物质称为外界；热力系与外界的交界面称为边界。
2.闭口系：热力系与外界无物质交换的系统。
开口系：热力系与外界有物质交换的系统。
绝热系：热力系与外界无热量交换的系统。
孤立系：热力系与外界无任何物质和能量交换的系统3.工质：用来实现能量像话转换的媒介称为工质。
4.状态：热力系在某一瞬间所呈现的物理状况成为系统的状态，状态可以分为平衡态和非平衡态两种。
5.平衡状态：在没有外界作用的情况下，系统的宏观性质不随时间变化的状态。
实现平衡态的充要条件：系统内部与外界之间的各种不平衡势差（力差、温差、化学势差）的消失。
6.强度参数：与系统所含工质的数量无关的状态参数。
广延参数：与系统所含工质的数量有关的状态参数。
比参数：单位质量的广延参数具有的强度参数的性质。
基本状态参数：可以用仪器直接测量的参数。
7.压力：单位面积上所承受的垂直作用力。
对于气体，实际上是气体分子运动撞击壁面，在单位面积上所呈现的平均作用力。
8.温度T：温度T是确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的参数。
换言之，温度是热力平衡的唯一判据。
9.热力学温标：是建立在热力学第二定律的基础上而不完全依赖测温物质性质的温标。
它采用开尔文作为度量温度的单位，规定水的汽、液、固三相平衡共存的状态点（三相点）为基准点，并规定此点的温度为273.16K。
10状态参数坐标图：对于只有两个独立参数的坐标系，可以任选两个参数组成二维平面坐标图来描述被确定的平衡状态，这种坐标图称为状态参数坐标图。
11.热力过程：热力系从一个状态参数向另一个状态参数变化时所经历的全部状态的总和。
12.热力循环：工质由某一初态出发，经历一系列状态变化后，又回到原来初始的封闭热力循环过程称为热力循环，简称循环。
13.准平衡过程：由一系列连续的平衡状态组成的过程称为准平衡过程，也成准静态过程。
传热学课件引言传热学是研究热量传递规律的学科，是工程热力学和流体力学的重要分支。
在实际工程应用中，传热问题无处不在，如能源转换、化工生产、建筑环境等领域。
因此，掌握传热学的基本原理和方法，对于工程技术人员来说具有重要意义。
本文将简要介绍传热学的基本概念、原理和方法，并探讨其在工程实际中的应用。
一、传热学基本概念1.热量传递方式热量传递方式主要包括三种：导热、对流和辐射。
（1）导热：热量通过固体、液体或气体的分子碰撞传递，其传递速率与物体的导热系数、温度差和物体厚度有关。
（2）对流：热量通过流体的宏观运动传递，其传递速率与流体的流速、密度、比热容和温度差有关。
（3）辐射：热量以电磁波的形式传递，其传递速率与物体表面的温度、发射率和距离有关。
2.传热方程传热方程是描述热量传递规律的数学表达式，主要包括傅里叶定律、牛顿冷却公式和斯蒂芬-玻尔兹曼定律。
（1）傅里叶定律：描述导热过程中热量传递的规律，公式为Q=-kA(dT/dx)，其中Q表示热量传递速率，k表示导热系数，A表示传热面积，dT/dx表示温度梯度。
（2）牛顿冷却公式：描述对流过程中热量传递的规律，公式为Q=hA(TwTf)，其中Q表示热量传递速率，h表示对流换热系数，Tw 表示固体表面温度，Tf表示流体温度。
（3）斯蒂芬-玻尔兹曼定律：描述辐射过程中热量传递的规律，公式为Q=εσA(T^4T^4)，其中Q表示热量传递速率，ε表示发射率，σ表示斯蒂芬-玻尔兹曼常数，T表示物体表面温度。
二、传热学原理和方法1.传热问题的分类传热问题可分为稳态传热和非稳态传热两大类。
（1）稳态传热：系统内各部分温度不随时间变化，热量传递速率恒定。
（2）非稳态传热：系统内各部分温度随时间变化，热量传递速率随时间变化。
2.传热分析方法（1）解析法：通过对传热方程的求解，得到温度分布和热量传递速率。
适用于简单几何形状和边界条件的问题。
（2）数值法：采用数值离散化方法求解传热方程，适用于复杂几何形状和边界条件的问题。
中国石油大学（北京）远程教育学院《工程热力学与传热学》——复习题答案热力学部分一.判断对错1.闭口系统具有恒定的质量，但具有恒定质量的系统不一定是闭口系统；（√）2.孤立系统一定是闭口系统，反之则不然；（√）3.孤立系统就是绝热闭口系统；（×）4.孤立系统的热力状态不能发生变化；（×）5.平衡状态的系统不一定是均匀的，均匀系统则一定处于平衡状态；（√）6.摄氏温度的零度相当于热力学温度的273.15 K；（√）7.只有绝对压力才能表示工质所处的状态，才是状态参数；（√）8.不可逆过程就是工质不能回复原来状态的过程；（×）9.系统中工质经历一个可逆定温过程，由于没有温度变化，故该系统中工质不能与外界交换热量；（×）10.气体吸热后热力学能一定升高；（×）11.气体被压缩时一定消耗外功；（√）12.气体膨胀时一定对外作功；（×）13.只有加热，才能使气体的温度升高；（×）14.封闭热力系内发生可逆定容过程，系统一定不对外作容积变化功；（√）15.工质所作的膨胀功与技术功，在某种条件下，二者的数值会相等；（√）16.由理想气体组成的封闭系统吸热后其温度必然增加；（×）17.流动功的改变量仅取决于系统进出口状态，而与工质经历的过程无关；（√）18.在闭口热力系中，焓h是由热力学能u和推动功p v两部分组成；（×）19.功不是状态参数，热力学能与流动功之和也不是状态参数；（×）20.对于确定的理想气体，其定压比热容与定容比热容之比c p/c V的大小与气体的温度无关；（×）21.理想气体绝热自由膨胀过程是等热力学能的过程；（×）22.有人说：“自发过程是不可逆过程，非自发过程就是可逆过程”，这种说法对吗？（×）23.自然界中发生的一切过程都必须遵守能量守恒与转换定律；（√）24.遵守能量守恒与转换定律的一切过程都能自发进行；（×）25.热力学第二定律可否表述为：“功可以完全转变为热，而热不能完全转变为功。
三、等温过程等温过程：一定量工质在状态变化时，温度始终保持不变的过程称为等温过程。
1．过程方程在等温过程中温度保持不变，过程方程为T=常数对理想气体，因为pv=RT，所以，过程方程为pv=常数2．初、终状态参数关系根据理想气体状态方程pv=RT和过程方程，可求得初、终状态参数之间的关系为T1=T2 p1v1= p2v2结论：等温过程中理想气体的压力与比容成反比。
3．p-v图，T-s图如图6-3所示，在p-v图上，等温过程为一条等边双曲线，。
其斜率为图中，线段1-2为等温加热过程。
工质膨胀，比容增大，压力降低，系统从环境吸热。
线段1-2/为等温放热过程。
工质被压缩，比容减小，压力增大，系统对环境放热。
等温过程在T-s图上为一条水平线，如图6-3（b）所示。
因为点2的比熵大于点1，所以1-2为等温加热过程。
因为点2/的比熵小于点1，所以1-2/为等温放热过程。
4．能量计算与分析因为理想气体的内能和焓都是温度的单值函数，所以等温过程同时也是等内能和等焓过程。
即：Δu=u2-u1=0Δh=h2-h1=0等温过程中比膨胀功为比技术功为比较（6-6）和（6-7）两式可知，等温过程中膨胀功和技术功相等。
由热力学第一定律可得等温过程的单位质量热量为q T=Δu+w t= w tq T=Δh+W t。
T= W t。
T即q T= w t= W t。
T结论：①在理想气体等温过程中，环境加给封闭系统的热量全部用于系统对环境做膨胀功；反之，环境对系统的压缩功全部转换为热量放给了环境。
所以，等温膨胀过程为吸热过程；等温压缩过程为放热过程。
②环境加给的热量与系统对环境所做的膨胀功在数值上相等，系统的内能保持不变（对理想气体而言，温度也没有变化）。
注意：等温过程是指系统本身的温度没有改变，不是说系统与环境之间没有温差。
对实际等温过程，系统与环境之间自然会有温差。
为了保持系统温度不变，通常采用冷却方法来降低系统的温度使之保持温度不变。
⼯程热⼒学与传热学（第⼀讲）1-1、2渤海⽯油职业学院⽯油⼯程系——晏炳利第⼀篇⼯程热⼒学第⼀章绪论本章主要介绍热能的利⽤、热⼒学的由来和典型能量转换装置的⼯作过程。
⽬的是使学⽣从宏观上上了解⼯程热⼒学的研究对象、基本任务、主要内容和研究⽅法等。
为在以后章节中能够联系实际的进⾏热⼒学分析。
第⼀节热能利⽤及热⼒学发展简述⼀、热能及其利⽤能源：是指为⽣产和⽣活提供各种能量和动⼒的物质资源。
⾃然界中已为⼈们可利⽤的能源有：⽔⼒能、风能、太阳能、地热能、燃料化学能、原⼦能等。
能源的开发和利⽤的程度是⼈类社会发展的⼀个重要标志。
能源的利⽤⽅式：①以机械能的形式直接利⽤（如⽔⼒能、风能）；②以热能的形式利⽤（如太阳能、地热能、燃料化学能、原⼦能等）。
热能的利⽤⽅式：①直接利⽤热能加热物体（如采暖、烘烤、冶炼、蒸煮等）；②间接利⽤。
包括：a通过热机（蒸汽机、蒸汽轮机、内燃机、燃⽓轮机、喷⽓发动机等）将热能转化为机械能；b通过发电机转化为电能。
热能通过热机转化为机械能的效率较低，早期蒸汽机的热效率为1%~2%；近代⼤型发电机的热效率也只有35%~40%。
因此，合理有效地实现热能与其他形式能量的转换，提⾼能源利⽤率是关系到社会和⼈类发展的重要课题。
⼆、热⼒学的发展简史古代——钻⽊取⽕。
最简单的由机械能转化为热能。
南宋时期——利⽤⽕焰的热⼒来产⽣机械能驱动⾛马灯旋转。
利⽤⽕药燃烧产⽣的喷⽓推动⽕箭飞⾏。
近300年来，⼈们从观察和实验中逐步总结出热现象的规律，形成了热现象的宏观理论—热⼒学。
热⼒学定义：是⼀门研究与热现象有关的能量、物质和它们之间相互作⽤规律的科学。
热⼒学是在研究如何提⾼热机的效率和制造性能更好的热机的基础上发展起来的。
其突出事件有：①18世纪前，⼈们没有正确的、科学的热理论；②1714年，法伦海特建⽴了华⽒温标，使热学⾛上了实验科学发展的道路，并产⽣了“热质学说”。
该学说认为热是⼀种能流动的没有质量的物质（称为热质），它可以进⼊⼀切物体中，不⽣不灭，物体的冷与热取决于物体中含热质的多少。
