第1章 基本概念
1．1 本章基本要求
深刻理解热力系统、外界、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环的概念，掌握温度、压力、比容的物理意义，掌握状态参数的特点。
1．2 本章难点
1．热力系统概念，它与环境的相互作用，三种分类方法及其特点，以及它们之间的相互关系。
2．引入准静态过程和可逆过程的必要性，以及它们在实际应用时的条件。
3．系统的选择取决于研究目的与任务，随边界而定，具有随意性。选取不当将不便于分析。 选定系统后需要精心确定系统与外界之间的各种相互作用以及系统本身能量的变化,否则很难获得正确的结论。
4．稳定状态与平衡状态的区分：稳定状态时状态参数虽然不随时间改变，但是靠外界影响来的。平衡状态是系统不受外界影响时，参数不随时间变化的状态。二者既有所区别，又有联系。平衡必稳定,稳定未必平衡。
5．注意状态参数的特性及状态参数与过程参数的区别。
名词解释
闭口系统、开口系统、绝热系统、孤立系统、热力平衡状态、准静态过程、可逆过程、热力循环第2章
理想气体的性质
2.1 本章基本要求
熟练掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并能熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。并掌握理想气体平均比热的概念和计算方法。
理解混合气体性质，掌握混合气体分压力、分容积的概念。
2.2 本章难点
1．运用理想气体状态方程确定气体的数量和体积等，需特别注意有关物理量的含义及单位的选取。
2．考虑比热随温度变化后，产生了多种计算理想气体热力参数变化量的方法，要熟练地掌握和运用这些方法，必须多加练习才能达到目的。
3．在非定值比热情况下,理想气体内能、焓变化量的计算方法，理想混合气体的分量表示法，理想混合气体相对分子质量和气体常数的计算
2.5 自测题一、是非题
1．当某一过程完成后,如系统能沿原路线反向进行回复到初态,则上述过程称为可逆过程。( )
2．只有可逆过程才能在p-v图上描述过程进行轨迹。( )
第1章 基本概念
1-1 热力系统
凡是能将热能转换为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机。例如蒸汽机、蒸汽轮机（也称蒸汽透平）、燃气轮机（也称燃气透平）、内燃机（汽油机、柴油机等）和喷气发动机皆为热机。
热能和机械能之间的转换是通过一种媒介物质在热机中的一系列状态变化过程来实现的，这种媒介物质称为工质。例如空气、燃气、水蒸气、氨蒸气等都是常用的工质。
在工程热力学中，把热容量很大且在吸收或放出有限量热量时自身温度及其它热力学参数没有明显改变的物体称为热源。
在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究的对象，称之为热力系统，简称系统。系统以外的物体称为外界或环境。系统与外界之间的分界面称为边界。边界可以是真实的，也可以是假想的；可以是固定的，也可以是移动的。本文用虚线表示热力系统的边界。
如图1-1所示，如果取气缸中的气体作为研究对象，则气缸内壁和活塞内表面即构成该系统的真实边界，并且一部分边界随活塞移动。
系统通过边界与外界发生相互作用，进行物质和能量交换。按照系统与外界之间相互作用的具体情况，系统可分为以下几类：
⑴ 闭口系统：系统与外界无物质交换，如图1-1所示。当工质进出气缸的阀门关闭时，气缸内的工质就是闭口系统。由于系统的质量始终保持恒定，所以也常称为控制质量系统。
⑵ 开口系统：系统与外界有物质交换，如图1-2所示。运行中的汽轮机就可视为开口系统，在运行过程中，有蒸汽不断地流进流出。由于开口系统是一个划定的空间范围，所以开口系统又称控制容积。
⑶ 绝热系统：系统与外界无热量交换。
⑷ 孤立系统：系统与外界既无能量（功、热量）交换又无物质交换。
严格地讲，自然界中不存在完全绝热或孤立的系统，但工程上却存在着接近于绝热或孤立的系统。用工程观点来处理问题时，只要抓住事物的本质，突出主要因素，就可以将这样的系统看成是绝热系统或孤立系统，而得出有指导意义的结论。
需要指出的是，选取的热力系统必须具有足够大的尺度，即和物质的微观尺度相比可以认为是无穷大，以满足宏观的假定。
1-3
1.4用斜管压力计测量镐炉尾制0道中的再空度〔习题1•斗图）宣子的倾斜角日讥压力计中废用密度咎imitrtg加的 水.斜管中阪柱桧M50mm.当地朮气压时仍5mmHg,握部烟道中地气的真空產似ramHiO表示）屋熒时压J] ｛用 Pa表示h
解=馳式压力计上慷数艮加气的真空厦
附-p glanSO*-150^10 O3kg/m3 K?.8l m/s3-l50K9.8lPa
呦气的绝对压力
卫円交* 13.蝕5mmH150mmH ^0-10114.2 mmHaO-C.99侈 10JPa
1-4
例1如图「已如大\B^b=10132SPaR □型管内汞柱高度Z/=300ininT %怵我B读数为 □.2S43MP1,求土蛊室压力卩圭及吒医表盏的读数"丄.
A
1 1 "B ◎ c !.
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解：PB^P^P.3
= 101325Pa+0.2543 106Pa
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P厂烬+ pB
=(133.32 ?< 300) Pa + 35 5600Pa
=0,3956MPa
PA = Pb +PM
p 諒=PA~Pb= 0.3956MPa-0.101325MPa = 0.2943MPa
强调：
Ph是测压仪表所在环境压力
1-8
1-10某空调器输入功率L5kWffi向环境介质输出轴量5.lkW,求空调器的制拎乘数. 解；制冷遽囁
毎严叫=5.1kW-1.5kW^3J6kW
制羚系数
4 3.6kW
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此 1.5kW
2-4
臬种理想气体初态时从工鬼叫卩心 K=ei419m」经过故热膨能过裡，烬态 p2=170kPa, V2=
0.2744m\过程戢值变化AW = -fi7®51d『□釦谨吒体的质呈逛床 ^^r^l2flkJ/(kg K),且肯定也鴉
1 工程热力学
第一章 基本概念
要求：
了解热能在热机中转换为机械能的两种热能动力装置，掌握状态、状态参数、平衡状态、状态方程式、坐标图、可逆过程、准静态过程、过程功及热量、热力循环等基本概念。
重点与难点：
1.1 掌握工程热力学中的一些基本术语和概念：热力系、平衡态、准平衡过程、可逆过程等。
1.2 掌握状态参数的特征，基本状态参数p、v、T的定义和单位等。掌握热量和功量过程量的特征，并会用系统的状态参数对可逆过程的热量、功量进行计算。
四、主要外语词汇：
closed system, open system, temperature, pressure, volume, reversible process, work,
heat, cycle
重点习题：
1、闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热力系一定是闭口系统吗？
2、有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以开口系不可能是绝热系，对不对，为什么？
3、促使系统状态变化的原因是什么？举例说明。
4、经历一个不可逆过程后，系统能否恢复原来状态？包括系统和外界的整个系统能否恢复原来状态？
5、系统经历一可逆正向循环及其逆向可逆循环后，系统和外界有什么变化？若上述正向及逆向循环中有不可逆因素，则系统及外界有什么变化？
第一章 基本概念
§1－1 热能在热机中转变成机械能的过程
1、热能动力装置
2 热能动力装置的概念：从燃料中得到热能，以及利用热能得到动力的整套装置（包括辅助设备），统称热能动力装置。
热能动力装置的分类：可分为蒸汽动力装置和燃气动力装置两大类。
2、内燃机主要部件及工作原理
（1） 内燃机主要工作部件有：气缸，活塞。内燃机在工作时活塞作往复无能运动，由于这地运动并借助于连杆和曲柄使内燃机由轴转动，以带动机器工作。
（2） 内燃机的工作原理
内燃机的工程过程包括吸气、压缩燃烧、膨胀、排气等四个过程。燃料和空气的混合物在气缸中燃烧，释放出大量热能，使燃气的温度、压力大大高于周围介质的温度和压力而具备作功的能力。它在气缸中膨胀作功，推动活塞，这时气体的能量通过曲柄连杆机构传给装在内燃机曲轴上的飞轮，转变成飞轮的动能。飞轮的转动带动曲轴，向外作出轴功，同时完成活塞的逆向运动，排出废气，为下一轮进气做好准备。
