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1、工程熱力學(xué)知識(shí)總結(jié)第一章基本概念1.基本概念熱力系統(tǒng):這種被人為分割出來作為熱力學(xué)分析對(duì)象的有限物質(zhì)系統(tǒng)叫做熱力系統(tǒng)(簡(jiǎn)稱系統(tǒng),體系)。邊界:系統(tǒng)與外界之間的分界面,稱為邊界。外界:與系統(tǒng)發(fā)生質(zhì)能交換的物體稱為外界。閉口系統(tǒng):一個(gè)熱力系統(tǒng)如果和外界只有能量交換而無物質(zhì)交換的系統(tǒng)稱為閉口系統(tǒng),因閉口系統(tǒng)內(nèi)的質(zhì)量保持恒定不變,所以閉口系統(tǒng)也稱控制質(zhì)量。開口系統(tǒng):有物質(zhì)流穿過邊界的系統(tǒng)稱為開口系統(tǒng),又稱控制體積,簡(jiǎn)稱控制體,其界面稱為控制界面。絕熱系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間沒有熱量傳遞,稱為絕熱系統(tǒng)。孤立系統(tǒng):系統(tǒng)與外界之間不發(fā)生任何能量傳遞
2、和物質(zhì)交換,稱為孤立系統(tǒng)。單相系:系統(tǒng)中工質(zhì)的物理、化學(xué)性質(zhì)都均勻一致的系統(tǒng)稱為單相系。復(fù)相系:由兩個(gè)相以上組成的系統(tǒng)稱為復(fù)相系,如固、液、氣組成的三相系統(tǒng)。單元系:由一種化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為單元系。多元系:由兩種以上不同化學(xué)成分組成的系統(tǒng)稱為多元系。均勻系:成分和相在整個(gè)系統(tǒng)空間呈均勻分布的為均勻系。非均勻系:成分和相在整個(gè)系統(tǒng)空間呈非均勻分布,稱非均勻系。熱力狀態(tài):系統(tǒng)中某瞬間表現(xiàn)的工質(zhì)熱力性質(zhì)的總狀況,稱為工質(zhì)的熱力狀態(tài),簡(jiǎn)稱為狀態(tài)。平衡狀態(tài):系統(tǒng)在不受外界影響的條件下,如果宏觀熱力性質(zhì)不隨時(shí)間而變化,系統(tǒng)內(nèi)外同時(shí)建立了熱
3、的和力的平衡,這時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀態(tài),簡(jiǎn)稱為平衡狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù):描述工質(zhì)狀態(tài)特性的各種物理量稱為工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。如溫度(T)、壓力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、內(nèi)能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等?;緺顟B(tài)參數(shù):在工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)中,其中溫度、壓力、比容或密度可以直接或間接地用儀表測(cè)量出來,稱為基本狀態(tài)參數(shù)。溫度:是描述系統(tǒng)熱力平衡狀況時(shí)冷熱程度的物理量,其物理實(shí)質(zhì)是物質(zhì)內(nèi)部大量微觀分子熱運(yùn)動(dòng)的強(qiáng)弱程度的宏觀反映。熱力學(xué)第零定律:如兩個(gè)物體分別和第三個(gè)物體處于熱平衡,則它們彼此之間也必然處于熱平衡。
4、壓力:垂直作用于器壁單位面積上的力,稱為壓力,也稱壓強(qiáng)。相對(duì)壓力:相對(duì)于大氣環(huán)境所測(cè)得的壓力。如工程上常用測(cè)壓儀表測(cè)定系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力即為相對(duì)壓力。比容:?jiǎn)挝毁|(zhì)量工質(zhì)所具有的容積,稱為工質(zhì)的比容。密度:?jiǎn)挝蝗莘e的工質(zhì)所具有的質(zhì)量,稱為工質(zhì)的密度。強(qiáng)度性參數(shù):系統(tǒng)中單元體的參數(shù)值與整個(gè)系統(tǒng)的參數(shù)值相同,與質(zhì)量多少無關(guān),沒有可加性,如溫度、壓力等。在熱力過程中,強(qiáng)度性參數(shù)起著推動(dòng)力作用,稱為廣義力或勢(shì)。廣延性參數(shù):整個(gè)系統(tǒng)的某廣延性參數(shù)值等于系統(tǒng)中各單元體該廣延性參數(shù)值之和,如系統(tǒng)的容積、內(nèi)能、焓、熵等。在熱力過程中,廣延性參數(shù)的變化
5、起著類似力學(xué)中位移的作用,稱為廣義位移。準(zhǔn)靜態(tài)過程:過程進(jìn)行得非常緩慢,使過程中系統(tǒng)內(nèi)部被破壞了的平衡有足夠的時(shí)間恢復(fù)到新的平衡態(tài),從而使過程的每一瞬間系統(tǒng)內(nèi)部的狀態(tài)都非常接近平衡狀態(tài),整個(gè)過程可看作是由一系列非常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成,并稱之為準(zhǔn)靜態(tài)過程??赡孢^程:當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行正、反兩個(gè)過程后,系統(tǒng)與外界均能完全回復(fù)到初始狀態(tài),這樣的過程稱為可逆過程。膨脹功:由于系統(tǒng)容積發(fā)生變化(增大或縮?。┒ㄟ^界面向外界傳遞的機(jī)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(huán):工質(zhì)從某一初態(tài)開始,經(jīng)歷一系列狀態(tài)
6、變化,最后又回復(fù)到初始狀態(tài)的全部過程稱為熱力循環(huán),簡(jiǎn)稱循環(huán)。第二章氣體的熱力性質(zhì)1.基本概念理想氣體: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(zhì)點(diǎn)所構(gòu)成。比熱:?jiǎn)挝晃锪康奈矬w,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。定壓質(zhì)量比熱:在定壓過程中,單位質(zhì)量的物體,當(dāng)其溫度變化1
7、K(1℃)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定壓質(zhì)量比熱。定壓容積比熱:在定壓過程中,單位容積的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1℃)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定壓容積比熱。定壓摩爾比熱:在定壓過程中,單位摩爾的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1℃)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定壓摩爾比熱。定容質(zhì)量比熱:在定容過程中,單位質(zhì)量的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1℃)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定容質(zhì)量比熱。定容容積比熱:在定容過程中,單位容積的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1℃)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定容容積
8、比熱。定容摩爾比熱:在定容過程中,單位摩爾的物體,當(dāng)其溫度變化1K(1℃)時(shí),物體和外界交換的熱量,稱為該物體的定容摩爾比熱?;旌蠚怏w的分壓力:維持混合氣體的溫度和容積不變時(shí),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P等于各組成氣體