工程熱力學知識點總結

時間：2023-05-15 13:34:11 總結我要投稿

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工程熱力學知識點總結

　　在我們平凡的學生生涯里，看到知識點，都是先收藏再說吧！知識點在教育實踐中，是指對某一個知識的泛稱。為了幫助大家更高效的學習，以下是小編整理的工程熱力學知識點總結，希望對大家有所幫助。

工程熱力學知識點總結

　　第一章、基本概念

　　1、邊界

　　邊界有一個特點（可變性）：可以是固定的、假想的、移動的、變形的。

　　2、六種系統（重要！）

　　六種系統分別是：開（閉）口系統、絕熱（非絕熱）系統、孤立（非孤立）系統。

　　a.系統與外界通過邊界：功交換、熱交換和物質交換.

　　b.閉口系統不一定絕熱，但開口系統可以絕熱。

　　c.系統的取法不同只影響解決問題的難易，不影響結果。

　　3、三參數方程

　　a.P=B+Pg

　　b.P=B-H

　　這兩個方程的使用，首先要判斷表盤的壓力讀數是正壓還是負壓，即你所測物體內部的絕對壓力與大氣壓的差是正是負。正用1，負用2。

　　ps.《工程熱力學（第六版）》書8頁的系統，邊界，外界有詳細定義。

　　第二章、氣體熱力性質

　　1、各種熱力學物理量

　　P：壓強[單位Pa]

　　v：比容（單位m^3/kg）

　　R：氣體常數（單位J/(kg*K)）書25頁

　　T：溫度（單位K）

　　m：質量（單位kg）

　　V：體積（單位m^3）

　　M：物質的摩爾質量（單位mol）

　　R：8.314kJ/(kmol*K)，氣體普實常數

　　2、理想氣體方程：

　　Pv=RT

　　PV=m*R。*T/M

　　Qv=Cv*dT

　　Qp=Cp*dT

　　Cp-Cv=R

　　另外求比熱可以用直線差值法！

　　第三章、熱力學第一定律

　　1、閉口系統：

　　Q=W+△U

　　微元：δq=δw+du （注：這個δ是過程量的微元符號）

　　2、閉口絕熱

　　δw+du=0

　　3、閉口可逆

　　δq=Pdv+du

　　4、閉口等溫

　　δq=δw

　　5、閉口可逆定容

　　δq=du

　　6、理想氣體的熱力學能公式

　　dU=Cv*dT

　　一切過程都適用。為什么呢？因為U是個狀態量，只與始末狀態有關、與過程無關。U是與T相關的單值函數，實際氣體只有定容才可以用

　　6、開口系統

　　ps.公式在書46頁（3-12）

　　7、推動功

　　Wf=P2V2-P1V1（算是一個分子流動所需要的微觀的能量）

　　a、推動功不是一個過程量，而是一個僅取決于進出口狀態的狀態量。

　　b、推動功不能夠被我們所利用，其存在的唯一價值是使氣體流動成為開系。

　　8、焓（重要！）

　　微觀h=u+PV U分子靜止具有的內能 PV分子流動具有的能量

　　a、焓是一個狀態量，對理想氣體仍然為溫度T的單值函數。

　　b、焓在閉口系統中無物理意義，僅作為一個復合函數。

　　9、技術功

　　從技術角度，可以被我們利用的功

　　Wt=0.5△c^2+g△Z+Ws(軸功)

　　q=△h+Wt當忽略動位能時，Wt=Ws

　　q=△h+Ws=△PV+△u+w（膨脹功）

　　10、可逆定容的方程

　　Ws=-∫VdP 表示對外輸出的軸功。

　　與dU相同，dh=CpdT對一切理想氣體成立

　　第四章、理想氣體的熱力過程及氣體壓縮

　　1、P—V圖

　　初始點①，終止點②

　　步驟1：在①畫出4條線：等壓、等容、等溫、絕熱

　　步驟2：②在等壓線上方（下方）為升壓(降壓)

　　②在等容線右側（左側）膨脹(壓縮）功W>0（<0）

　　②在等溫線上方（下方）升溫(降溫） △T>0（<0）

　　②在絕熱線上方（下方）吸熱(放熱） △Q>0（<0）

　　步驟3：寫出多變過程n的范圍

　　2、多變過程的求解步驟：

　　a、先求出所有過程的初終點P、V、T

　　b、確認各過程的多變指數n=

　　c、各過程△u=Cv*△T，△h=Cp*△T

　　d、求出Q、W、Wt

　　e、畫出P—V圖（驗算）

　　ps.書67、68頁表4-1包含了所有我們所學的基本情況（此表十分重要！！！）

　　第五章、熱力學第二定律

　　1、熱效率η=1-Q2/Q1 （Q2取正值）

　　2、卡諾循環：

　　其意義在于指明了熱變功的極限

　　η(max)=1-T2/T1

　　3、熵變的公式推導：

　　δq=Tds=Pdv+CvdT

　　ds=P/v*dv+Cv/T*dT

　　△s=Rln(v2/v1)+Cvln(T2/T1)

　　δq=Tds=△h+Wt=-vdP+CpdT

　　ds=Cp/T*dT-R/P*dP

　　△s=Cpln(T2/T1)-Rln(P2/P1)

　　4、可逆公式小結：

　　δq=Tds

　　δw=Pdv

　　δwt=-vdP

　　第七章、水蒸氣

　　1、工業中水蒸氣是實際氣體，無法使用理想氣體的方程。

　　2、水蒸氣的發生過程

　　①定壓預熱

　　②飽和水定壓汽化（T不變）

　　③干飽和蒸汽定壓過熱

　　3、水蒸氣的p-v圖

　　一點：臨界點（氣液不分的點）；

　　兩線：飽和液體線（臨界點右下方曲線）

　　飽和蒸汽線（臨界點左下方曲線）

　　三區：未飽和液體區（飽和液體線左側，臨界等溫線以下）、濕飽和蒸汽區（飽和液體線以及飽和蒸汽線包圍區域）、過熱蒸汽區（飽和蒸汽線右側，臨界等溫線以下）。

　　五種狀態：未飽和水狀態、飽和水狀態、濕飽和蒸汽狀態、干飽和蒸汽狀態、過熱蒸汽狀態。

　　4、干度：x=mv/（mv+mw）

　　ps.概念以及公式在課本124、125頁（7-2）

　　第八章、濕空氣

　　1、濕空氣=干空氣+水蒸氣

　　2、分壓定律、分容積定律、質量成分、容積成分、摩爾成分、折合分子量（濕空氣）、混合氣體參數的計算、絕對濕度，相對濕度、含濕量、濕空氣的焓、干球溫度、露點溫度、絕熱飽和與濕球溫度的概念和對應相關的公式都要熟悉。

　　3、這里講解如何在焓濕圖中找含濕量、干球溫度、濕球溫度和露點溫度。

　　首先你得知道其中兩個量。

　　例子：已知一個房間內的干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a）），求濕球溫度和露點溫度？

　　首先露點溫度是干球溫度干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a））對應點垂直下來到等相對濕度為100%的線所對應的溫度。

　　其次濕球溫度是干球溫度干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a））對應點做左下方45°等焓線至等相對濕度為100%的線所對應的溫度。

　　其他的都是以此類推！！！

　　第九章、氣體和蒸汽的流動

　　1、穩態穩流的含義

　　穩態：狀態不隨時間變化

　　穩流：流量恒定

　　2、連續性方程（前提：穩態穩流）

　　ps：書164頁公式（9-1、9-2）

　　3、絕熱穩定流動能量方程（增速：必須以本身儲能的減少為代價，適用于任何工質、可逆和不可逆方程）

　　ps：書164頁公式（9-3、9-4、9-5、9-6）

　　4、音速：a=√（kRT）

　　理想氣體：只隨著絕對溫度而變化

　　5、馬赫數：M=c/a （a：音速； c：氣體流速）

　　①M>1 超音速

　　②M=1 臨界音速

　　③M<1 亞音速

　　因書上的公式概念都很清晰，就不做過多介紹。

　　ps：書166、167頁（9-7、9-8、9-9、9-10、9-12）

　　6、在此介紹一下題型：

　　一、流體流過一噴管（噴管的設計計算）

　　已知Po、To（如P1、T1、c1求出滯點）、Pb（背壓或者說環境壓力）、k=1.4，求最大c。

　　設計的觸發點為P2=Pb才能達到最大速度cm

　　解：

　　①Pb/Po>0.528=Pc/Po 則Pb>Pc

　　故c2<c臨故設計為漸縮型噴管

　　②Pb/Po<0.528=Pc/Po 則Pb<Pc

　　故c2>c臨故c2>a

　　分類討論:若co<c臨則為漸縮漸擴型噴管

　　若co>c臨則為漸擴型噴管

　　二、流體流過一漸縮型噴管（噴管的校核計算）

　　已知Po、To、h2、Pb。求最大c。

　　解：

　　①Pb/Po>0.528=Pc/Po 則Pb>Pc

　　故P(min)=Pb c<a 亞音速

　　②Pb/Po<0.528=Pc/Po 則Pb<Pc

　　故P(min)=P臨 c=a 臨界音速

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