工程热力学基础

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1、热机的运转是靠气态工质及在特定的条件下不断地改变它的热力状态，执行某一具体的热功转换过程来实现的。如发动机就是将燃料燃烧的热能，通过工质的膨胀转化为机械功的。常用的气态工质可分为气体和蒸汽两类。能量转换装置热力系定义：由某种边界包围，被取作研究对象的特定物质或空间。分类：闭口系——与外界无物质交换。开口系——与外界有物质交换。绝热系——与外界无热量交换。简单可压缩系——与外界交换只有体积变化功。平衡态定义：在不受外界影响下，热力系客观性质不随时间改变的状态。实现条件：力平衡：无压差△p→0热平衡：无温差△T→0可逆过程当系统完成某一

2、过程后，如能使过程逆行，而使系统和外界回复原始状态，不遗留任何变化。实现可逆过程条件：无耗散效应的准静态过程是可逆过程实现的充要条件。可逆过程的膨胀功：可逆过程的热量循环正循环状态图上沿顺时针方向进行，消耗热，获得功。逆循环状态图上沿逆时针方向进行，消耗功，获得热。可逆循环由一系列可逆过程组成的循环。不可逆循环含有不可逆过程的循环。能量守恒与转换定律进入的能量E1=储存能量的增量△E+离开的能量E2热力学第一定律热是能的一种，机械能变热能，或热能变机械能的时候，它们间的比值是一定的。热可变化功，功也可变为热；一定量的热消失时，必产生

3、一定的功；消耗一定量的功时，必出现与之对应的一定量的热。第一类永动机不可能实现。热力学第二定律热力学第二定律说明实现热功转换的条件以及自发过程进行的方向性和不可逆性。它与热力学第一定律并称热力学的两条基本定律。热力学第二定律有多种表述方式：克劳修斯说法不可能吧热从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。开尔文说法不可能从单一热源取热使之完全变成功而不产生其他影响。普朗克说法不可能制造一个机器，使之在循环动作中把一重物升高，而同时使一热源冷却。卡诺循环卡诺循环是由两个定温过程和两个绝热过程组成的。根据卡诺循环的热效率可知：1）卡诺循环的

4、热效率仅与高温热源及低温热源的温度有关。2）卡诺循环的热效率不可能达到3）不可能由单一热源吸取热量而循环做功。热效率　　卡诺定理1.在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的可逆热机的热效率恒高于不可逆热机的热效率；2.在相同的高温热源和相同的低温热源间工作的可逆热机有相同的热效率，而与工质无关。状态方程式玻意耳-马略特定理吕-宋定理盖·吕萨克定理理想气体状态方程比热容定义:单位质量的物体温度变化dT所需的热量δq比定压热容：比定容热容：比热比：比热容求取：●定值比热容(分子运动论)法●定值比热容(工程计算)法●真实比热容(多项式表达

5、)法●平均比热容(平均比热表)法●平均比热容(直线表达式)法热力学能、焓和熵热力学能比焓比熵迈耶公式实际流体热力性质普遍关系式状态方程(EOS)理想气体比热方程热力学能方程焓方程熵方程定容过程过程方程式参数关系式△u△h膨胀功技术功传热量定压过程过程方程式参数关系式△u△h△s膨胀功技术功传热量定温过程过程方程式参数关系式△u△h△s膨胀功技术功传热量定熵过程过程方程式参数关系式△u△h△s膨胀功技术功传热量多变过程过程方程式参数关系式△u△h△s膨胀功技术功传热量