第一章基本概念

1.根本概念

熱力系統：用界面將所要研究的對象與周圍環境分隔開來，這種人為分隔的

研究對象，稱為熱力系統，簡稱系統。

邊界：分隔系統與外界的分界面，稱為邊界。

外界：邊界以外與系統相互作用的物體，稱為外界或環境。

閉口系統：沒有物質穿過邊界的系統稱為閉口系統。

開口系統：有物質流穿過邊界的系統稱為開口系統。

絕熱系統：系統與外界之間沒有熱量傳遞，稱為絕熱系統。

孤立系統：系統與外界之間不發生任何能量傳遞和物質交換，稱為孤立系統。

熱力狀態：系統中某瞬間表現的工質熱力性質的總狀況，稱為工質的熱力狀

態，簡稱為狀態。

平衡狀態：系統在不受外界影響的條件下，如果宏觀熱力性質不隨時間而變

化，系統內外同時建立了熱的和力的平衡，這時系統的狀態稱為熱力平衡狀

態，簡稱為平衡狀態。

狀態參數：描述工質狀態特性的各種物理量稱為工質的狀態參數。如溫度

〔刀、壓力〔0、比容〔切或密度〔0、內能〔切、焰〔加、熠〔0、自

由能5、自由靖⑷等。

根本狀態參數：在工質的狀態參數中，其中溫度、壓力、比容或密度可以直

接或間接地用儀表測量出來，稱為根本狀態參數。

溫度：是描述系統熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量，其物理實質是物質內

部大量微觀分子熱運動的強弱程度的宏觀反映。

注：熱力學溫標和攝氏溫標，T=273+t。

熱力學第零定律：如兩個物體分別和第三個物體處于熱平衡，那么它們彼此

之間也必然處于熱平衡。

壓力：垂直作用于器壁單位面積上的力，稱為壓力，也稱壓強。

相對壓力：相對于大氣環境所測得的壓力。如工程上常用測壓儀表測定系統

中工質的壓力即為相對壓力。

注：課本中如無特殊說明，那么所說壓力即為絕對壓力。

比容：單位質量工質所具有的容積,稱為工質的比容。

密度：單位容積的工質所具有的質量，稱為工質的密度。

強度性參數：系統中單元體的參數值與整個系統的參數值一樣，與質量多少

無關，沒有可加性，如溫度、壓力等。在熱力過程中，強度性參數起著推動

力作用，稱為廣義力或勢。

廣延性參數：整個系統的某廣延性參數值等于系統中各單元體該廣延性參數

值之和，如系統的容積、內能、焙、燧等。在熱力過程中，廣延性參數的變

化起著類似力學中位移的作用，稱為廣義位移。

準靜態過程：過程進展得非常緩慢，使過程中系統內部被破壞了的平衡有足

夠的時間恢復到新的平衡態，從而使過程的每一瞬間系統內部的狀態都非常

接近平衡狀態,整個過程可看作是由一系列韭賞接近乎衡態的狀態所組成，

并稱之為準靜態過程。

可逆過程：當系統進展正、反兩個過程后，系統與外界均能完全回復到初始

狀態，這樣的過程稱為可逆過程。

膨脹功：由于系統容積發生變化〔增大或縮小〕而通過界面向外界傳遞的機

械功稱為膨脹功,也稱容積功。

熱量：通過熱力系邊界所傳遞的除功之外的能量。

熱力循環：工質從某一初態開場，經歷一系列狀態變化，最后又回復到初始

狀態的全部過程稱為熱力循環，簡稱循環。

2.常用公式

溫度：7=273+，

壓力：

1F

式中—整個容器壁受到的力，單位為?！睳〕；

J容器壁的總面積〔m2〕。

2.p=B+PR[P>B]

p=B-H

式中8—當地大氣壓力

與一高于當地大專壓力時的相對壓力，稱表壓力；

HT氐于當地大氣壓力時的相對壓力，稱為真空值。

比容：

1.v=—m3/kg

m

式中—工質的容積

m—工質的質量

2.pv=\

式中夕一工質的密度kg/m3

i一工質的比容m3/kg

熱力循環：

或￡=0tf=0

循環熱效率：7=也=如二"=1-"

%%%

式中6一工質從熱源吸熱；

我一工質向冷源放熱；

何一循環所作的凈功。

制冷系數：￡心=工-

嗎)坊一夕2

式中6—工質向熱源放出熱量;

0—工質從冷源吸取熱量；

血一循環所作的凈功。

供熱系數：%=五=^-

%%一42

式中(J1—工質向熱源放出熱量

我一工質從冷源吸取熱量

仞一循環所作的凈功

3.重要圖表

邊界

活塞

：??系統?：?

氣缸、

水平

圖1-1熱力系統

孤

立

系

統

邊

界

圖1-3開口系統

圖1-6各壓力間的關系

圖1-14任意循環在圖上的表示

（a）正循環；（b）逆循環

例題：

1、把熱量轉化為功的媒介稱為。

A、功源B、熱源C、質源D、工質

2、〔〕與外界肯定沒有熱量交換但可能有質量交換

A、絕熱系統B、孤立系統C、閉口系統D、開口系統

3、從大氣壓力算起的壓力為。

A、表壓力B、絕對壓力C、真空度D、標準壓力

4、強度性參數與系統的質量〔），〔〕可加性

A、有關/不具有B、無關/不具有C、有關/具有D、無關/具有

5、在工質熱力狀態參數中，屬于根本狀態參數是。

A、壓力B、內能C、焰D、熔

6、工質經過一個循環，又回到初態，其焰值〔〕

A、增加B、減少C、不變D、變化不定

7、系統進展一個過程后，如能使〔〕沿著與原過程相反的方向恢復初態那么

這樣的過程為可逆過程

A、系統B、外界C、系統和外界D、系統或外界

第二章氣體的熱力性質

1.根本概念

理想氣體：氣體分子是由一些彈性的、忽略分子之間相互作用力〔引力和斥

力〕、不占有體積的質點所構成。

比熱：單位物量的物體,溫度升高或降低1K(1℃)所吸收或放出的熱量,

稱為該物體的比熱。

定容比熱：在定容情況下，單位物量的物體，溫度變化1K〔1。。所吸收或

放出的熱量，稱為該物體的定容比熱。

定壓比熱：在定壓情況下，單位物量的物體，溫度變化1K〔1。。所吸收或

放出的熱量，稱為該物體的定壓比熱。

混合氣體的分壓力：維持混合氣體的溫度和容積不變時，各組成氣體所具有

的壓力。

道爾頓分壓定律：混合氣體的總壓力。等于各組成氣體分壓力A之和。

混合氣體的分容積：維持混合氣體的溫度和壓力不變時，各組成氣體所具有

的容積。

阿密蓋特分容積定律：混合氣體的總容積V等于各組成氣體分容積M之和。

混合氣體的質量成分：混合氣體中某組元氣體的質量與混合氣體總質量的比

值稱為混合氣體的質量成分。

混合氣體的容積成分：混合氣體中某組元氣體的容積與混合氣體總容積的比

值稱為混合氣體的容積成分。

混合氣體的摩爾成分：混合氣體中某組元氣體的摩爾數與混合氣體總摩爾數

的比值稱為混合氣體的摩爾成分。

2.常用公式

理想氣體狀態方程：

1.pv=RT

式中「一絕對壓力Pa

v—比容m3/kg

T—熱力學溫度K

適用于1千克理想氣體。

2.pV=mRT

式中V—質量為777kg氣體所占的容積

適用于m千克理想氣體。

3.pVM=

式中出二以一氣體的摩爾容積，m3/kmol;

Ro=MR一通用氣體常數，J/kmol-K

適用于1千摩爾理想氣體。

4.pV=nR（）T

式中AnKmol氣體所占有的容積，m3;

n一氣體的摩爾數，〃="■,kmol

M

適用于n千摩爾理想氣體。

5.通用氣體常數：R。

%=8314J/KmolK

用與氣體性質、狀態均無關。

6.氣體常數：R

/?=^=—J/kg-K

MM二

/?與狀態無關，僅決定于氣體性質。

7PM二〃2匕

.4.(

比熱：

1.比熱定義式：。=條

(IT

說明單位物量的物體升高或降低1K所吸收或放出的熱量。其值不僅

取決于物質性質，還與氣體熱力的過程和所處狀態有關。

2.質量比熱、容積比熱和摩爾比熱的換算關系：。'=筮=0。

式中c—質量比熱，kJ/Kgk

C，一容積比熱,kJ/m3?k

Me—摩爾比熱，kJ/Kmol-k

3.定容比熱：,=繪=%=(粵］

dTdT\dT)v

說明單位物量的氣體在定容情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱

量。

4.定壓比熱：與=竺=空

pc!TdT

說明單位物量的氣體在定壓情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱

量。

5.梅耶公式：

6.比熱比：

道爾頓分壓定律：〃=0+P2+〃3+....+P“=tPi

」=iJr.v

阿密蓋特分容積定律:V=%+匕+匕+……+匕=歸匕

」=1JT.P

質量成分：g,二生

m

容積成分：1(

摩爾成分：x產生

n

容積成分與摩爾成分關系：乙=2=陽質量成分與容積成分：

n

分壓力確實定8=(〃=b

例題：

1、氣體的定容比熱較定壓匕瀕〔〕

A、大一些B、大很多C、小D、相等

2、理想氣體的比熱()

A、與壓力和溫度有關B、與壓力無關而與溫度有關

C、與壓力和溫度都無關D、與壓力有關而與溫度無關

第三章熱力學第一定律

1.根本概念

熱力學第一定律：能量既不能被創造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉

換成另一種形式，或從一個系統轉移到另一個系統，而其總量保持恒定，這

一自然界普遍規律稱為能量守恒與轉換定律。把這一定律應用于伴有熱現象

的能量和轉移過程，即為熱力學第一定律。

第一類永動機：不消耗任何能量而能連續不斷作功的循仄發動機，稱為第一

類永動機。

熱力學能：熱力系處于宏觀靜止狀態時系統內所有微觀粒子所具有的能量之

和?！矤顟B量〕

外儲存能：也是系統儲存能的一局部，取決于系統工質與外力場的相互作用

〔如重力位能〕及以外界為參考坐標的系統宏觀運動所具有的能量〔宏觀動

能〕。這兩種能量統稱為外儲存能。

軸功Ws:系統通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。〔過程量〕

流動功〔或推動功〕Wf:當工質在流進和流出控制體界面時，后面的流體

推開前面的流體而前進，這樣后面的流體對前面的流體必須作推動功。因此,

流動功是為維持流體通過控制體界面而傳遞的機械功，它是維持流體正常流

動所必須傳遞的能量。〔狀態量〕

焙：流開工質向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態的那局部能量。對

于流開工質，焙二內能+流動功，即焙具有能量意義；在于不流開工質，焙

只是一個復合狀態參數。H=u+pv

穩態穩流工況：工質以恒定的流量連續不斷地進出系統，系統內部及界面上

各點工質的狀態參數和宏觀運動參數都保持一定，不隨時間變化，稱穩態穩

流工況。

技術功Wt:在熱力過程中可被直接利用來作功的能量，稱為技術功。

〔過程量〕

動力機：動力機是利用工質在機器中膨脹獲得機械功的設備。

壓氣機：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設備稱為壓氣機。

節流：流體在管道內流動，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體壓力

降!氐的現象。

2.常用公式

外儲存能：

1.宏觀動能：

2.重力位能：

式中g一重力加速度。

系統總儲存能：

1.E=U+E.+En

或E=U+gnic2+mgz

）1，

z.e=u+—c"+gz

3.E=U或八〃〔沒有宏觀運動,并且高度為零〕

熱力學能變化：

2

1.du=cdT,Au=JcdT

viv

適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程

2.^U=CV（T2一篤）

適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程〔用定值比熱計算〕

3?^u=\cvdt=\cvdt-/cvdt=c\-t2-c\J-r,

f10011

適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程〔用平均比熱計算〕

4.把G，=f⑺的經歷公式代入Ayic/T積分。

適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程〔用真實比熱公式

計算〕

5.+%+…==

M/=1

由理想氣體組成的混合氣體的熱力學能等于各組成氣體熱力學能之

和,各組成氣體熱力學能又可表示為單位質量熱力學能與其質量的乘積。

2

6.△〃=夕一Jpdv

1

適用于任何工質，可逆過程。

適用于任何工質，可逆定容過程

8.△〃=Jpdv

1

適用于任何工質，可逆絕熱過程。

9.At/=O

適用于閉口系統任何工質絕熱、對外不作功的熱力過程等熱力學能或理想氣體定

溫過程。

10.AU=Q-W

適用于mkg質量工質，開口、閉口，任何工質，可逆、不可逆過

程。

11.Au=q-w

適用于1kg質量工質，開口、閉口，任何工質,可逆、不可逆過程

YZ.du=8q-pdv

適用于微元，任何工質可逆過程

13.=

熱力學能的變化等于焰的變化與流動功的差值。

培的變化：

1.H=U+pV

適用于m千克工質

2.h=u+pv

適用于1千克工質

3.h=u+RT=f[r}

適用于理想氣體

4.dh=cdT,A/?=]cdT

pip

適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程

5.A//=cp(T2-T1)

適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程，用定值比

計算

熱

適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程用平均比熱

計算

2

7.把％=/(7j的經歷公式代入M=積分。

1

適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程，用真實比

熱公式計算

8.”=〃]+〃2

i=li=l

由理想氣體組成的混合氣體的焙等于各組成氣體焙之和，各組成氣體

焰又可表示為單位質量始與其質量的乘積。

9.熱力學第一定律能量方程

適用于任何工質，任何熱力過程。

10.dh=Sqde2-gdz-

適用于任何工質，穩態穩流熱力過程

11.dh=3q-

適用于任何工質穩態穩流過程，忽略工質動能和位能的變化。

2

12.^h=q-\vdp

1

適用于任何工質可逆、穩態穩流過程，忽略工質動能和位能的變化。

13.A/z=-fvdp

i

適用于任何工質可逆、穩態穩流絕熱過程，忽略工質動能和位能的變

化。

14.AA=(7

適用于任何工質可逆、穩態穩流定壓過程，忽略工質動能和位能的變

化。

15.A/i=0

適用于任何工質等焰或理想氣體等溫過程。

端的變化：

j嚕

適用于任何氣體，可逆過程。

2.As=A5y+A%

A”為崎流，其值可正、可負或為零；△.%為燧產，其值恒大于或等于零。

3.小〔理想氣體、可逆定容過程〕

4.Afln今〔理想氣體、可逆定壓過程】

5.A5=Rln&=Rln小〔理想氣體、可逆定溫過程〕

匕P2

6.加=0〔定嫡過程〕

適用于理想氣體、任何過程。

功量：

膨脹功〔容積功〕：

2

1.<5vv=pdv或卬=Jpdv

i

適用于任何工質、可逆過程

2.卬=0

適用于任何工質、可逆定容過程

3.嶺_匕）

適用于任何工質、可逆定壓過程

4.w=RT\n^-

適用于理想氣體、可逆定溫過程

5.w=q-Au

適用于任何系統，任何工質，任何過程。

6.w=q

適用于理想氣體定溫過程。

7.卬=一&4

適用于任何氣體絕熱過程。

8.w=-\CdT

iv

適用于理想氣體、絕熱過程

9.

適用于理想氣體、可逆絕熱過程

卬=—^（〃1匕一“2叱）

n-\

10.=-^-R（T-T）

n-\12

=生，?q（"］）

〃-iIP"

適用于理想氣體、可逆多變過程

流動功:

推動1kg工質進、出控制體所必須的功。

技術功:

11.9▲

.wf=—bc~+gAz+ws

熱力過程中可被直接利用來作功的能量，統稱為技術功。

2.=—Jr2+gdz+

適用于穩態穩流、微元熱力過程

3.嗎=W+/?!V|-%悔

技術功等于膨脹功與流動功的代數和。

4.她--vdp

適用于穩態穩流、微元可逆熱力過程

2

5.嗎=-fvdp

i

適用于穩態穩流、可逆過程

熱量：

1.3q=TdS

適用于任何工質、微元可逆過程。

2.q=\Tds

?

適用于任何工質、可逆過程

3.Q=AU+W

適用于mkg質量任］可工質，開口、閉口，可逆、不可逆過程

4.q=△〃+卬

適用于1kg質量任何工質，開口、閉口,可逆、不可逆過程

5.dq=du+pdv

適用于微元，任何工質可逆過程。

2

6.4=△〃+Jpdv

1

適用于任何工質可逆過程。

73Q=\h2+gZ2卜與J%+必）刎+Ms+dEa

適用于任何工質，任何系統，任何過程。

8.Sq=dh+gde2+gdz+砌$

適用于微元穩態穩流過程

9.q=Ah+wt

適用于穩態穩流過程

10.q=Au

適用于任何工質定容過程

11.q=cv（T2-T｝）

適用于理想氣體定容過程。

12.4=A/?

適用于任何工質定壓過程

13.4抱—刀)

適用于理想氣體、定壓過程

14.q=0

適用于田可工質、絕熱過程

15.q=此一7；)("1)

n-\

適用于理想氣體、多變過程

3.重要圖表

控制體界面

圖3?2流動功

圖3-3閉口系統的能量轉換

圖3?7技術功

/控制體界面

C]

06%

dAcv

2/3加2

〃2

/—

/開口系統（控制體）〃2。2

6。

2

基準面

圖3?5開口系統

例題：

1、外界對系統輸入功80kJ同時系統向外界放熱20kJ那么系統的熱力學能

變化量為()

A、20B、100C、60D、100

2、dq=du+dw的適用范圍是閉口系統〔〕

A、理想工質，可逆過程B、任意工質，可逆過程

C、理想工質，任意過程D、任意工質，任意過程

3、熱力學一般規定，系統向外界放熱為〔〕，系統對外界做功為〔〕

A、正/負B、負/負C、正/正D、負/正

第四章理想氣體的熱力過程及氣體壓縮

1.根本概念

分析熱力過程的一般步驟：L依據熱力過程特性建立過程方程式fp=f(v);

2.確定初、終狀態的根本狀態參數；

3.將過程線表示在p-v圖及T-s圖上，使過程直

觀，便于分析討論。

4.計算過程中傳遞的熱量和功量。

絕熱過程:系統與外界沒有熱量交換情況下所進展的狀態變化過程，即的=0

或4=0稱為絕熱過程。

定端過程：系統與外界沒有熱量交換情況下所進展的可逆熱力過程，稱為定

燧過程。

多變過程：凡過程方程為川”=常數的過程，稱為多變過程。

定容過程：定量工質容積保持不變時的熱力過程稱為定容過程。

定壓過程：定量工質壓力保持不變時的熱力過程稱為定壓過程。

定溫過程：定量工質溫度保持不變時的熱力過程稱為定溫過程。

單級活塞式壓氣機工作原理：吸氣過程、壓縮過程、排氣過程，活塞每往返

一次，完成以上三個過程。

活塞式壓氣機的容積效率：活塞式壓氣機的有效容積和活塞排量之比，稱為

容積效率。

活塞式壓氣機的余隙：為了安置進、排氣閥以及防止活塞與汽缸端蓋間的碰

撞，在汽缸端蓋與活塞行程終點間留有一定的余隙，稱為余隙容積，簡稱余

隙。

最正確升壓比：使多級壓縮中間冷卻壓氣機耗功最小時，各級的增壓比稱為

最正確增壓比。

壓氣機的效率：在一樣的初態及增壓比條件下，可逆壓縮過程中壓氣機所消

耗的功與實際不可逆壓縮過程中壓氣機所消耗的功之比，稱為壓氣機的效

率。

熱機循環：假設循環的結果是工質將外界的熱能在一定條件下連續不斷地轉

變為機械能,那么此循環稱為熱機循環。

課本P79結論。

1、各級氣缸的進出口溫度〔進氣溫度、排氣溫度〕相等。

2、各級所消耗的軸功相等。

3、每級向外散出的熱量相等。

2.常用公式

氣體主要熱力過程的根本公式

過程定容過程定壓過程定溫過程定烯過程多變過程

過程指數

OO01Kn

n

過程方程々常數方常數夕々常數夕，二常數夕以二常數

PH=PXPF；=P2V；

P、匕Tr-l

Zk=h.PM=P2V2

工Plc

關系I

*fer

A〃=q(7；_7；)

=q區-7；)

M=0

△Ah=cp(T2-T,)

Aw=cv(7；-7；)AM=CV(7；-7；)

△0=0

An、AhAS=cln^-+/?ln—

、A5兇=%(q_7；)1V,

AS=Rln&M=cJT「T)

△S=q嗎

計算式Tv=c—

AC12iT\Pi

AS=cpIny-

=Rln且AS=0

=cIn—+crIn

Pi片Pi

w=-Aw=——(PM-PW)

K-\

w=p(v-v)w」F(PM-PQ

膨脹功2i=_L/?X(7;_1r2)/I-

w=RT\n^-K-\

*

=RJT1)d.RX(7]-T)

Kr2

2W^=0

n-l

vv=jpdv=R71n且喑卜閨'-r]

Pi

“-1

熱量

q=n-K

2q=?

q=\cdT—)q=AAq=T^sn-\

q=0

1“pg-、=vvxcv(7；-7；)

2

=\Tds(E

1

n-K

比熱容C，Cp80G=IG

n-\

備注表中比熱容為定值比熱容?！布夹g功叱=nw]

多變指數n:

z級壓氣機，最正確級間升壓比：

兩級壓縮時，最有利的級間壓力為P2=JP]P3。

n

多變壓縮軸功：叱.”=」7PMi=」7而也-n)

〃-1IP"n-\

n

N級壓氣機所需的軸功：w，“=N—jpM1-"=N_、mR(7]-7j

〃-1{pjn-\

3.重要圖表

圖4-1絕熱過程pz圖圖4-2絕熱過程T-s圖

例題：

1、活塞式壓氣機的余隙容積噌大使〔〕

A、ws增大，削減小B、ws不變，不減小

C、Ws不變,r)v不變D、Ws減小，rjv減小

2、理想氣體過程方程PV^n二常數,當n=±8時，其熱力過程是〔〕

A、等壓過程B、等溫過程C、等容過程D、絕熱過程

3、壓縮機壓縮過程實際上是〔〕過程

A、7E溫B、絕熱C、多變D、定壓

4、為降低活塞式壓氣機的耗功,應盡量采用〔〕壓縮過程

A、等容B、絕熱C、等溫D、多變

5、對于一定質量的理想氣體，不可能發生的過程是一一

A、氣體絕熱壓縮，溫度降低B、氣體放熱，溫度升高

C、氣體絕熱膨脹，溫度降低D、氣體吸熱，溫度升高

第五章熱力學第二定律

1.根本概念

熱力學第二定律：〔方向性〕

開爾文說法：只冷卻一個熱源而連續不斷作功的循環發動機是造不成功的。

克勞修斯說法：熱不可能自發地、不付代價地從低溫物體傳到高溫物體。

第二類永動機：從單一熱源取得熱量，并使之完全轉變為機械能而不引起其

他變化的循環發動機，稱為第二類永動機。

孤立系統：系統與外界之間不發生任何能量傳遞和物質交換，稱為孤立系統。

孤立系統嫡增原理：絕熱閉口系統或孤立系統的帽只能增加〔不可逆過程〕

或保持不變〔可逆過程〕，而絕不能減少。任何實際過程都是不可逆過程，

只能沿著使孤立系統嫡增加的方向進展。(P95)

定埔過程：系統與外界沒有熱量交換情況下所進展的可逆熱力過程,稱為定

崎過程。

熱機循環：假設循環的結果是工質將外界的熱能在一定條件下連續不斷地轉

變

為機械能，那么此循環稱為熱機循環。

制冷：對物體進展冷卻，使其溫度低于周圍環境溫度，并維持這個低溫稱為

制冷。

制冷機：從低溫冷藏室吸取熱量排向大氣所用的機械稱為制冷機。

熱泵：將從低溫熱源吸取的熱量傳送至高溫暖室所用的機械裝置稱為熱泵。

理想熱機：熱機內發生的一切熱力過程都是可逆過程，那么該熱機稱為理想

熱

機。

卡諾循環：在兩個恒溫熱源間，由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱過程組

成的循環，稱為卡諾循環。〔P88〕

卡諾定理：

1.所有工作于同溫熱源與同溫冷源之間的一切可逆循環，其熱效率都相等,

與采用哪種工質無關。

2.在同溫熱源與同溫冷源之間的一切不可逆循環，其臧率必小于可逆循

環。

自由膨脹：氣體向沒有阻力空間的膨脹過程，稱為自由膨脹過程。

2.常用公式

燧的定義式：

6噌J/kgK

工質燧變計算：

As=.-4,ftZv=0

工質燧變是指工質從某一平衡狀態變化到另一平衡狀態烯的差值。因為

燧是狀態參數，兩狀態間的燧差對于任何過程，可逆還是不可逆都相等。

1.As,=cvIn—+/?In—

T\匕

理想氣體、初、終態T、/值求AS。

2.As=In—-/?In—

T\R

理想氣體初、終態T、戶值求AS。

3.As=CpIn——+cvIn——

vip\

理想氣體、初、終態P、v值求AS。

4.卡諾循環熱效率：乙-1（課本P87結論）

制冷系數：外,=三

供熱系數：弓，=白>1

5.熱源嫡變：

克勞修斯不等式：f^<o

任何循環的克勞修斯積分永遠小于零，可逆過程時等于零。

3.重要圖表

圖5-4卡諾循環的p-v圖和「s圖

圖5-4逆卡諾循環的p-v圖和廠s圖

圖5-7任意可逆循環

//〃/力

圖5-7嫡變、燧流與嫡產

例題：

1、卡諾循環是由〔〕組成的

A、等溫過程和定壓過程B、等溫過程和定容過程

C、等溫過程和可逆絕熱過程D、定燧過程和定容過程

2、卡諾循環的熱效率僅與〔〕有關

A、熱源溫度B、冷源溫度C、循環過程D、冷熱源溫度

3、卡諾循環是在〔〕過程從外界吸熱。

A、等溫過程B、絕熱膨脹過程C、絕熱壓縮過程D、定容過程

第七章水蒸氣

1.根本概念

未飽和水：水溫低于飽和溫度的水稱為未飽和水〔也稱過冷水〕.

飽和水：當水溫到達壓力戶所對應的飽和溫度/、時，水將開場沸騰，這時的

水稱為飽?口水。

濕飽和蒸汽：把預熱到心的顏口水繼續加熱,飽和水開場沸騰，在定溫下產

生蒸汽而形成飽和液體和飽和蒸汽的混合物,這種混合物稱為濕飽和蒸汽，簡稱

濕蒸汽。

干飽和蒸汽：濕蒸汽的體積隨著蒸汽的不斷產生而逐漸加大，直至水全部變

為蒸汽，這時的蒸汽稱為干腳口蒸汽〔即不含飽和水的飽和蒸汽1。

一點、兩線、三區、五種狀態。

蒸發：液體外表的汽化過程，通常在任何溫度下都可以發生。

沸騰：液體內部的汽化過程，它只能在到達沸點溫度時發生。

汽化潛熱：將1kg傾口液體轉變成同溫度的干飽和蒸汽所需要的熱量。

過熱度：過熱蒸汽的溫度超過飽和溫度之值。

2.常用公式

千度：

干度濕蒸己誓量〔濕蒸氣—傾口水加飽和蒸汽〕

濕蒸汽的總質量

濕蒸汽的參數：

Vxk劉"〔當夕不太大，x不太小時〕

過熱蒸汽的焙：

其中Cpm（-4）是過熱熱量，?為過熱蒸汽的溫度，Cpm為過熱蒸汽由f到&的平

均比定壓熱容。

過熱蒸汽的熱力學能：

過熱蒸汽的埔:

水蒸氣定壓過程：

w=g-A”或w=p（v2-vj

水蒸氣定容過程：

水蒸氣定溫過程：

水蒸氣絕熱過程：

3.重要圖表

7-1凝固時體積膨脹的物質的圖圖7-2凝固時體積縮小的物質的圖

圖7-4水蒸氣定壓發生過程示意圖

p

例題：

1、過熱蒸汽的溫度與該壓力下的飽和溫度之差稱為〔〕

A、過熱度B、干度C、飽和熱D、比潛熱

2、水在定壓下的汽化過程中，以下四個狀態里，除〔〕外，另外三個狀態的溫

度是一樣的

A、飽和水B、過熱蒸汽C、干飽?口蒸汽D、濕蒸汽

3、在水蒸氣的P-V圖中，飽和水窗口飽和蒸汽線之間的區域稱為〔）

A、過冷水狀態區B、濕蒸汽狀態區C、過熱蒸汽狀態區D、固體

狀態區

4、濕蒸汽的狀態由〔〕決定。

A、壓力與溫度B、壓力與干度C、過熱度與壓力D、過冷度與溫度

5、干度x=0的工質是指〔〕

A、未飽和度B、顏口液C、濕飽和液D、過熱蒸汽

第八章濕空氣

1.根本概念

濕空氣：干空氣和水蒸氣所組成的混合氣體。

飽和空氣：干空氣和飽和水蒸氣所組成的混合氣體。

未飽和空氣：干空氣和過麴耋氣所組成的混合氣體。

絕對濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質量。

飽和絕對濕度：在一定溫度下飽和空氣的絕對濕度到達最大值，稱為飽和絕對濕

度。

相對濕度：濕空氣的絕對濕度2與同溫度下頸口空氣的飽和絕對濕度R的比值。

含濕量（比濕度）：在含有1kg干空氣的濕空氣中,所混有的水蒸氣質量。

飽和度：濕空氣的含濕量d與同溫下顏口空氣的含濕量2的比值。

濕空氣的比體積：在一定溫度廳口總壓力夕下,1kg干空氣和0.0014水蒸氣所

占濕空氣的焰：1kg干空氣的焰和O.OOlokg水蒸氣的焰的總和。

2.常用公式

濕空氣的總壓力〃：P=P0+P、,

濕空氣的平均分子量：

濕空氣的氣體常數：

絕對濕度：

飽和絕對濕度與：￡=懸

相對濕度。：夕=2

2

相對濕度。反映了濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度。在某溫度?下，9值

小，表示空氣枯燥，具有較大的吸濕能力；。值大，表示空氣潮濕，吸濕能力小。

當W=0時為干空氣，9=1時那么為飽和空氣。未飽?口空氣的相對濕度在0到1

之間(0＜夕＜1)。應用理想氣體狀態方程，相對濕度又可表示為

含濕量(或稱比濕度)d：d4a

inaPa

622—^—

飽和度D=—=—

4622B_p,

B-P、

飽和度。略小于相對濕度9,即D＜(p,如〃—,那么。

濕空氣比體積：v=—=以加3/kg(a))

叫

濕空氣的焙：力=也+0.001"、(kJ/kg(a))

3.重要圖表

(

g

M

6w

wn

+Y1

J

?o>

y

7i-I

d(g/kg(a))

圖8-3干、濕球溫度計圖8-4濕空氣的力，圖

h

圖8-6露點在h-d圖上的表小

圖8-5。圖四個區域的特征

圖8-9濕空氣的加熱

圖8-12定溫加濕過程

圖8-10濕空氣的冷卻

圖8-11濕空氣的絕熱加濕過程

圖8-13濕空氣的混合過程

空氣出口

圖8