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工程热力学复习重点2012
工程热力学复习重点
绪论
[1]
[2]
[3]理解和掌握工程热力学的研究对象、主要研究基本概念及定义
1.1热力系统
一、热力系统
系统:用界面从周围的环境中分割出来的研究对象,或空间内物体的总和。
外界:与系统相互作用的环境。
界面:假想的、实际的、固定的、运动的、变形的。
依据:系统与外界的关系
系统与外界的作用:热交换、功交换、质交换。
二、闭口系统和开口系统
闭口系统:系统内外无物质交换,称控制质量。
开口系统:系统内外有物质交换,称控制体积。
三、绝热系统与孤立系统
绝热系统:系统内外无热量交换(系统传递的热量可忽略不计时,可认为绝热)
孤立系统:系统与外界既无能量传递也无物质交换
=系统+相关外界=各相互作用的子系统之和=一切热力系统连同相互作用的外界
四、根据系统工质的热力状态与状态参数
一、状态与状态参数
状态:热力系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。状态参数:描述工质状态特性的
各种状态的宏观物理量。
如:温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、
自由焓(g)等。
状态参数的数学特性:
1.2
1dxx2x1
表明:状态的路径积分仅与初、终状态有关,而与状态变化的途径无关。
2.dx=0
表明:状态参数的循环积分为零
基本状态参数:可直接或间接地用仪表测量出来的状态参数:温度、压力、比容或密度
温度:宏观上,是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量。微观上,是大量分子热运动
强烈程度的量度
2.压力:
垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。
F;p式中:F—整个容器壁受到的力,单位为牛顿(N)ff—容器壁的总面积(m2)。
微观上:分子热运动产生的垂直作用于容器壁上单位面积的力。压力测量依据:力平衡原
理压力单位:MPa
相对压力:相对于大气环境所测得的压力。工程上常用测压仪表测定的压力。
以大气压力为计算起点,也称表压力。
pBpg(Pgt;B)
pBH(Plt;B)
式中B—当地大气压力
Pg—高于当地大气压力时的相对压力,称表压力;H—低于当地大气压力时的相对压
力,称为真空值。注意:只有绝对压力才能代表工质的状态参数
3.比容:
比容:单位质量工质所具有的容积。密度:单位容积的工质所具有的质量。
vV
mm3/kg
关系:v1
式中:—工质的密度kg/m3,v—工质的比容
m3/kg
例:表压力或真空度为什么不能当作工质的压力工质的压力不变化,测量它的压力表或真空
表的读数是否会变化?
解:作为工质状态参数的压力是绝对压力,测得的表压力或真空度都是工质的绝对压力与大
气压力的相对值,因此不能作为工质的压力;因为测得的是工质绝对压力与大气压力的相对
值,即使工质的压力不变,当大气压力改变时也会引起压力表或真空表读数的变化。
1.3准静态过程与可逆过程
热力过程:系统状态的连续变化称系统经历了一个热力过程。
一、准静过程:如果造成系统状态改变的不平衡势差无限小,以致该系统在任意时刻均无限
接近于某个平衡态,这样的过程称为准静态过程。
注意:准静态过程是一种理想化的过程,实际过程只能接近准静态过程。
二、可逆过程:系统经历一个过程后,如令过程逆行而使系统与外界同时恢复到初始状态,
而不留下任何痕迹,则此过程称为可逆过程。
实现可逆过程的条件:
过程无势差(传热无温差,作功无力差)
过程无耗散效应。
三、可逆过程的膨胀功(容积功)
系统容积发生变化而通过界面向外传递的机械功。
2
vJ/kgwpd
1
规定:系统对外做功为正,外界对系统作功为负。
问题:比较不可逆过程的膨胀功与可逆过程膨胀功
四、可逆过程的热量:
系统与外界之间依靠温差传递的能量称为热量。
2
可逆过程传热量:qTdsqJ/kg
1
规定:系统吸热为正,放热为负。
1.4热力循环:
定义:工质从某一初态开始,经历一系列状态变化,最后由回复到初态的过程。,
一、正循环
正循环中的热转换功的经济性指标用循环热效率:
tw0q1q2q12
q1q1q1
式中q1—工质从热源吸热
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