1、热工基础总复习热工基础总复习一一 系统系统 热力学中人为划定的研究对象称为系统，系统以外的物质称为外界。系统与外界的交界处称为边界。如果系统与外界之间无质量迁移，称为闭口系（或封闭系），有质量迁移称为开口系。既无质量迁移又无能量迁移，称为孤立系。二二 状态参数状态参数 描述系统状态的物质量称为状态参数。它仅取决于系统的状态，而与过程无关。状态可分为强度量，广延量和比参量。状态参数的积分性质为：1221ZZdZ0dZ有U，H，S，p，V，T状态参数。其中p，V，T为基本状态参数，状态参数之间的方程称为状态方程。理想气体状态方程为：pVRT 三三 准静态过程与可逆过程准静态过程与可逆过程 当不平衡
2、势无限小时，系统经历的一系列无限接近于平衡状态的过程称为准静态过程。它是理想化了的实际过程，是实际过程进行得非常缓慢时的一种极限情况。系统经历一个过程后，如能在过程逆行时使系统与外界同时回复到原始状态而不留下任何变化。称为可逆过程。其特征是无任何耗散效应（摩擦、热阻等）的准静态过程。准静态过程可以在pV图上，TS图上表示出来。四四 功的计算功的计算（a）准静态过程的膨胀功和压缩功21vvpdvW只适用于准静态过程，对任何工质，只决定于内部参数，与外界无关。（b）流动功pV流动过程中，乘积pV称为流动功，是推动工质流动必须的。（c）技术功shtWzmgcmW221准静态过程技术功可表示为：21v
3、dpWt五五 热力学第一定律热力学第一定律实质是能量守恒与转换定律在热力学中的应用。流入系统的能量离开系统的能量系统储存能量的变化对热力循环：WQ对孤立系：0isodE对闭系：WEQ若无动能势能变化时，则为：WUQ例题：某系统经历了四个热力学过程组成的循环，试填下表的缺数据。热力过程 Q（kJ）W（kJ）U（kJ）1212100230250-25034-9800-980410-20热效率W/Q230/1210=19%六六 稳定流动能量方程稳定流动能量方程稳定流动热力系统内工质的一切参数都不随时间而变化的过程。21221vdpWWhWzgchqttsh用此式，可以对一些稳定流动系统进行计算。比如
4、，节流过程前后焓不变：12hh 叶轮式机械的轴功：21hhWsh 七七.热力学第二定律热力学第二定律 开氏说法：不可能从单一热源提取热能使之完全变为有用的功而不产生其它影响。克氏说法：热不可能从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。例：试证在pV状态图上绝热线与定温线不可能相交于两点。证明：假设在pV图上，有一条熵线与一条等温线相交于两点。并令由a1，b2，a组成正循环。此循环向外可输出净功W，其大小等于a1，b2，a所围成的面积。但在循环中，只有b2，a过程是吸热过程，而没有放热过程，这就意味着，此循环从单一热源吸热使之完全变成了功，而不引起其它变化，违反第二定律。因此，假设是错误的，不能相
5、交于两点。八八 卡诺循环与卡诺定理卡诺循环与卡诺定理卡诺循环：由两个等温过程和两个绝热过程组成。卡诺热机的效率：121211TTQQQW（1）效率只与热源温度有关，与工质无关。（2）KTKT0,21都是不可能的。（3）T1T2时，0。卡诺定理卡诺定理：在相同热源间工作的一切可逆热机效率相等，一切不可逆热机效率小于可逆热机效率，与工质的性质无关。九九 过程方向性的特征与判据过程方向性的特征与判据第二定律可导出下列数学表达式，形式与使用条件不同，但本质相同。（1）熵变表达式：TQds（用于过程）（2）克劳修斯积分式：0TQ（用于循环）（3）孤立系熵增原理：0isoS（孤立系的熵永不减少）“”对应可
6、逆过程，不等号相应于不可逆过程。与外界传热引起的熵变叫熵流，由不可逆因素引起的熵变叫熵产。十十 理想气体的性质理想气体的性质（1）遵守克拉贝龙状态方程)()1()1(气体或气体气体nkmolmkgTnRmRTpVkmolTRpVkgRTpVmm（2）理想气体的内能与焓仅是温度的函数 dTCdhdTCdupv,（3）RCCvp（4）理想气体的熵 pdpCVdVCVdVRTdTCpdpRTdTCdsvPvp十一十一 理想气体的过程理想气体的过程（1）四种基本过程：定溶、定压、定 温、定熵（绝热）（2）多变过程可以表示为：pV n常数 n0，定压；n1，定温；nk，绝热；，定容n vpvpnpvCC
7、RCCTTCqTChTCu)(,121.1定容过程吸热量：vcq内能变化：vcwqu熵变：evcssvreTTdTcTdqds01212lnTTcssv021pdvw膨胀功:)(212121ppvdpvvdpwt技术功：1.2 定压过程膨胀功：)(1221vvppdvw技术功：021vdpwt 吸热量：hcqpwcwhup焓变：pcpvqh 熵变：TdTcTdqdspre1212lnTTcssp1.3 定温过程膨胀功:技术功:2121)(pdvpvdvdpwtwwt1211211121lnvvvpdvvvppdvw21pdv：21lnppRTdudwdudq21lnppRTdqdsre熵变：1
8、.4 定熵过程（绝热过程）)(112211121121vpvpkvdvvppdvwkk)(121TTkR技术功：21vdpwt)(12121TTkkRkwpdvkwt吸热量：0 Tdsq膨胀功：4蒸汽的热力性质 定压下水蒸气的发生过程可分为三个阶段、五种状态：余热阶段（过冷水饱和水）汽化阶段（饱和水湿饱和蒸汽干饱和蒸汽）过热阶段（干饱和蒸汽过热蒸汽）pv（a）cc112 23333.aaTs（b）pcc123321123Tc179.8899.63123rqsuq1为了说明蒸汽在混合物中的比例，引入干度的概念：n定义为：饱和蒸汽量与总湿蒸汽量的重量百分比。显然：饱和水时x=0，干饱和蒸汽时x=1
9、(无水)gfgmxmm42蒸汽热力性质表n对于湿蒸汽，如果已知干度，同样可从表上查表得到有关数据，但要计算：(1)vxvx v(1)hxhx h(1)sxsx s第四节第四节 湿空气湿空气 1.饱和及未饱和空气 2.露点温度tDsvsvsvvvsvvppTRpTRp,pvpv,spvASDtDC定温线svbsvvbvavaavvavpppppppppMpMmmd,622.0622.0622.05.湿空气的焓 该焓应是空气焓与水蒸汽焓之和：avaavvHHHm hm hvavavaamHhhhhdhmm ()akJ kgapahct 2501ch)86.12501(005.1tdth%40 av
10、skpp241.4005.1packkgkJttchhpvcv863.12501ch2501chkJ kg)86.12501(005.1tdth%40avskpp241.4 avkpp696.1 3.14st Dt。3107.10696.1100696.1622.0622.0vbvpppd)(/akgkg 51.57)86.12501(005.1tdth)(/akgkJ),(ttwavsvkppp696.1241.44.0avkpp696.13.14stDt3107.10696.1100696.1622.0622.0vbvpppd)(/akgkg51.57)86.12501(005.1tdth
