工程热力学复习大纲

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1、u若某物体（例如温度计）分别与其它两个物体处于热平衡时（或温度相等时），则这两个物体彼此也处于热平衡，即它们的温度也必定相等——这就是热力学第零定律u热力学温标是取水的三相点的温度作为单一固定点，并规定水的三相点温度为273.16K，而热力学温度单位开尔文为水的三相点温度的1/273.16。所谓水三相点温度是指水的固、液、气三态共存，并处于平衡状态时的温度。水的三相点温度比水的冰点温度高0.01K，所以水的冰点温度在热力学温标中为273.15K。在摄氏温标中，水的冰点温度为0℃，u1）一个热力系统如果与外界只有能量交换而无物质交换，则此系统称闭口系统。2）如果热力系

2、统与外界不仅有能量交换，还有物质交换，这样的系统就叫开口系统。3）当一个热力系统与外界之间无热量交换时，这个系统称为绝热系统。4）如果热力系统与外界之间既无能量交换，又无物质交换，这样的系统就是孤立系统。1.系统的状态可以随时间变化，也可以不随时间变化。在没有外界作用的条件下，不随时间变化的状态称平衡状态。即，系统实现平衡状态是有条件的，只有在无外界影响的条件下，系统才能经过一定的时间后出现平衡状态。各点宏观性质都相同的系统称均匀系统。对非均匀系统，在一定的条件下同样可以出现平衡状态。平衡系统和均匀系统是两种不同的系统，一个系统可以是平衡系统，但它不一定就是均匀系统

3、。组成系统的各部分之间没有热量的传递，系统就处于热的平衡；若系统的各部分之间没有相对位移，系统处于力的平衡。同时处于热的平衡和力的平衡，系统就处于热力平衡状态。u物质交换基本状态参数：所谓基本状态参数是指可以直接或用仪表测定的状态参数。有三个，分别为比体积、温度和压力。其它的状态参数可以以一定的规则由基本状态参数来确定。u量准平衡过程观察状态参数T、p，分子运动平均速度为每秒数百米，而气缸内活塞的移动速度仅有每秒几十米，可以近似看出，气缸内的温度和压力基本上偏离平衡状态并不远，这样将气缸内气体的状态看成是准平衡的，又叫准静态，过程中每个状态点都近似为平衡状态。由一系

4、列准平衡（静态）状态组成的过程称为“准平衡过程”。u可逆过程耗散效应，是自然界普遍客观存在的现象，这是一种不可逆的现象过程。如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向进行时，能使系统和外部都返回原来状态而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程。若一个准平衡过程进行时，系统内部无耗散效应，则称此过程是可逆过程uh＝u＋pv称为焓，这也是一个状态参数。u。热量热量是指系统与外界之间因温差的原因而传递的能量。热量是热力过程中的过程量，不是系统的状态，我们不能用“某系统有热量若干”描述系统。功和热量都是过程量，但它们之间又有不同点，功是有规则的宏观运动能量传递，热量则是大

5、量微观粒子杂乱热运动的能量传递，因此同等数量的功和热量具有不可比较性。u熵是从研究卡诺循环与热力学第二定律中经过数学理论的分析推导出来的一个新的状态参数。现在只就完全气体从数学式子定义这个状态参数——熵。嫡不仅在热工计算及热力循环的分析中有很重要的用处，而且在说明过程的不可逆性具有独到之处。与压力、温度等状态参数不同，熵是无法用任何仪表直接测量出来，而只能利用两个基本状态参数的数值间接计算出来。u，不可逆传热过程的本质是降低热能的利用价值u功是宏观有序的能量，热则是微观无序的能量，这是热和功的本质区别。有序变为无序是自然过程；而无序转化为有序则要有一定的代价，u按照

6、循环所产生的效果不同，循环可以分为正向循环和逆向循环。正向循环是把热能转变为机械能的循环，逆向循环则是把机械能转变为热能的循环。u热力学第二定律上述自发过程的方向性和不可逆性的客观表述称热力学第二定律。从热力学热功转换的角度热力学第二定律表述为：1)克劳修斯说法：不可能把热从低温物体传到高温物体而不引起其它变化。2)开尔文说法：不可能从单一热源取热使之完全变为功而不引起其它变化。两种说法中，不引起其它变化是关键的条件。把从单一热源取热使之完全变为功而不引起其它变化的热机称为第二类永动机。虽然它符合热力学第一定律，但违背了热力学第二定律。u卡诺循环和卡诺定理卡诺循环热

7、源：热机从中吸热的对象（热力系统）称热源，或称为高温热源；对之放热的对象（热力系统）称冷源，或称低温热源。循环：热力系统从某一初态出发经历一系列过程后回复到初态，整个过程称循环。正向循环是指对外作功的循环；逆向循环是指消耗功的循环。工质在循环完成后，其状态参数回复到初态。热力学第二定律又可表达为：不可能制成第二类永动机。两种说法的等效性卡诺循环由四个可逆过程——两个定温过程和两个定熵过程所组成，从上述卡诺循环的分析中，可以得到几条重要的理论：(1)卡诺循环的热效率决定于高温热源和低温热源的温度，也就是工质在吸热和放热时的温度，提高或降低，均可以提高其热效率。(2