空压专业教材终稿

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1、第一章工程热力学基础知识工程热力学主耍研究热能转变为机械能时的工作情况，气动技术的工作介质——压缩空气止是靠这种转换來做功的。掌握工程热力学有关基础知识，对于学习气动技术是十分必要的。第一节基本概念描述物质每一聚集状态下特性的物理量，称为物质的状态参数。物质的每一状态都有确定数值的状态参数与之对应，只要有一个状态参数值发生变化，就表示物质的状态在改变。—温度温度是表示物体冷热的程度。从分子运动论观点看，温度是分子热运动平均动能的标志，温度愈高，分了的热运动平均动能愈大。国际上常用的温度单位有以下三种:a・摄氏温度（°C）在标准大气压下，b.华氏温度（°F）在标准大气压下，,国际通用标

2、准。取水的冰点为0°C,沸点为100°Co,主要用于美、英。取水的冰点为32°F,沸点为212°FOC・热力学温度（或称开氏温度）（K）,国际通用标准。以一273.2°C为零度（0K）,单位符号为单位名称为“开尔文”。水的冰点为273.2K,沸点为373.2K。三种温度的换算关系如下：摄氏温度（°C）=热力学温度（K）-273.21-1摄氏温度（°C）=丄[华氏温度（°F）-32]1-29二.热量热显是物体内部分子所具有的能量变化的一种度量，如果分子运动的动能增加，反映出温度升高。用符号Q表示，单位是Jo1血物质温度升高1°C时所需的热量，叫该物质的比热容，用符号c表示，其单位为kJ

3、/kg-K（千焦耳/公斤・K）。应当指出，气体的比热容并非常数，而与温度，压力冇关。即在压力高，温度低时比热容值有所增加。通常情况下，比热容受压力影响不大，往往可以忽略；而受温度影响则较显著，应予以考虑。三.内能物质（气体或混合气体）由分了组成，这些分了总是在不停地运动而具有动能，分子间还因有作用力存在而具有势能。物质内部具有的动能和势能（各种能量）之和叫做物质的内能，量的符号用U表示。能的单位和功的单位相同都是J（焦耳）。功和能是两个密切联系的物理量。外力对物休做功的过程，实质就是能从一种形式转化为另一种形式的过程。也就说，功是能的转化的度量。功可以改变物体的内能。但是做功并不是改

4、变物体内能的唯一形式。没有做功而使内能改变的过程叫做热量传递。做功和热传递在改变物体的内能上是等效的，它们都可表示物体内能的变化。所以热量表示物体内分子能的全部，而温度只表示分子运动的强弱。四•压力单位而积上所承受的垂直作用力称为压强，在工程屮习惯称为压力。分子运动论把气体的压力看作是气体分子撞击容器内壁的宏观表现。压力用绝对压力和相对压力两种方法表示，绝对压力是以绝对零压（即绝对真空）为基准，相对压力是以大气压为基准来衡量的。相对压力由一般压力表测得，又称为表压力，两者之间的关系为：卩绝=卩大气+P表1-3当绝对压力低于大气压时，习惯上成为具冇负压，并将绝对压力低于大气压的数值，称

5、为真空度，即P真空=P大气一卩绝1-4在法定单位制中，压力的符号为P,单位名称为“帕斯卡”，单位符号为Pao各种压力单位及其换算名称公斤力/厘米2米水柱毫米水银柱巴磅力/英寸彳兆帕标准大气压力符号kgt7cm2mH2OmmHgbarlbfin2MPaatm换算关系110735.60.98114.220.09810.96781.03310.337601.01314.690.101311.0210.20750.2114.500.10.98690.070.70351.720.06816.89XW368.05XI0'3•5比密度单位质量的石本所占有的容积称为比容，其量的符号为V,单位符号为m

6、3/kgo单位容积屮的气体质量，称为气体的密度，其量的符号为Q,单位符号为kg/m3o密度与比容互为倒数。六•压缩性、膨胀性流体体积随压力增大而减小的性质称为压缩性；流体体积随温度升高而增大的性质称为膨胀性。液体的压缩性和膨胀性很小，一般称为不可压缩流体；气体在压力和温度变化时其压缩性和膨胀性较大，密度随着变化，所以将气体称为可压缩流体。七•热力学第一定律热力学第一定律就是能量不灭和能量转换定律：即热是能量的一种形态，能量不能口行产生和消灭，只能从一种形态转变为另一种形态。机械功可以转变为热能，热能也可以转变为机械功。假设Q是转变为机械功的热量，L是由此热量而做的功，则热力学第一定律

7、可用以下简单公式表示：Q=AL1-5式中A为功的热当量,A=1J/N-mc第二节理想气体的基本定律及状态方程气体的基本定律气体定律是表示在气体状态发生变化时，气体的基本状态参数〃、“、T三者Z间的关系。在压力不太高（与大气相比），温度不太低（与该气体的液化温度比）时，做一系列气体性能实验后发现：1•一定质量的气体，当温度不变时，气体各状态下的绝对压力"与比容“成反比（玻义耳一马略特定律），称为等温过程。即PV=数，或PlVl=P2V2=1—62•—定质量的