东南大学专业课工程热力学完美笔记
66页1、专业课复习资料(最新版)专业课复习资料(最新版)封封面面第一章第一章 基基 本本 概概 念念 1.基本概念基本概念 热力系统热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系 统,简称系统。 边界边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。 外界外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。 闭口系统闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。 开口系统开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制 界面。 绝热系统绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。 孤立系统孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换,称为孤立系统。 单相系单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。 单元系单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系非均匀系:成分和相在整个系
2、统空间呈非均匀分布,称非均匀系。 热力状态热力状态:系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况,称为工质的热力状态,简称为状态。 平衡状态平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立 了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。 状态参数状态参数: 描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。 如温度 (T) 、 压力 (P) 、 比容 ( ) 或密度( ) 、内能(u) 、焓(h) 、熵(s) 、自由能(f) 、自由焓(g)等。 基本状态参数基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量 出来,称为基本状态参数。 温度温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动 的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。 相对压力相对压力:相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对
3、 压力。 比容比容:单位质量工质所具有的容积,称为工质的比容。 密度密度:单位容积的工质所具有的质量,称为工质的密度。 强度性参数强度性参数:系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同,与质量多少无关,没有可加性,如 温度、压力等。在热力过程中,强度性参数起着推动力作用,称为广义力或势。 广延性参数广延性参数: 整个系统的某广延性参数值等于系统中各单元体该广延性参数值之和, 如系统的容积、 内能、焓、熵等。在热力过程中,广延性参数的变化起着类似力学中位移的作用,称为广义位移。 准静态过程准静态过程:过程进行得非常缓慢,使过程中系统内部被破坏了的平衡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,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,并称之为准静态过程。 可逆过程可逆过程:当系统进行正、反两个过程后,系统与外界均能完全回复到初始状态,这样的过程称为 可逆过程。 膨胀功膨胀功:由于系统容积发生变化(增大或缩小)而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功,也称容积功。 热量热量:通过热力系边界所传递的除功之外的能量。 热力循环热力循环:工质从
4、某一初态开始,经历一系列状态变化,最后又回复到初始状态的全部过程称为热 力循环,简称循环。 2.常用公式常用公式 状态参数状态参数: 1212xxdx0dx 状态参数是状态的函数,对应一定的状态,状态参数都有唯一确定的数值,工质在热力过程中 发生状态变化时,由初状态经过不同路径,最后到达终点,其参数的变化值,仅与初、终状态有关, 而与状态变化的途径无关。 温温 度度 : 1BTwm22式中 22wm分子平移运动的动能,其中 m 是一个分子的质量,w是分子平移运动的均方根速度; B比例常数; T气体的热力学温度。 2tT273 压压 力力 : 1nBTwmnp32 2322 式中 P单位面积上的绝对压力; n分子浓度,即单位容积内含有气体的分子数VNn ,其中 N 为容积 V 包含的气体分子总数。 2fFp 式中 F整个容器壁受到的力,单位为牛(N) ; f容器壁的总面积(m2) 。 3gpBp (PB) HBp (P 1 的超音速气流时,这种沿气流方向喷管截面积逐渐扩大的喷 管称为渐扩喷管。 缩放喷管:缩放喷管:如需要将 M 1 的超音速气流,则喷管截面积应由 df 0,即喷管截面积应
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