《工程热力学》知识点整理（完整版）-第五版Word格式文档下载.doc
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1．
式中 —分子平移运动的动能，其中m是一个分子的质量，是分子平移运动的均方根速度；
B—比例常数；
T—气体的热力学温度。
2．
压 力 ：
式中 P—单位面积上的绝对压力；
n—分子浓度，即单位容积内含有气体的分子数，其中N为容积V包含的气体分子总数。
式中 F—整个容器壁受到的力，单位为牛（N）；
f—容器壁的总面积（m2）。
3． （P>
B）
（P<
式中 B—当地大气压力
Pg—高于当地大气压力时的相对压力，称表压力；
H—低于当地大气压力时的相对压力，称为真空值。
比容:
1． m3/kg
式中 V—工质的容积
m—工质的质量
式中 —工质的密度 kg/m3
—工质的比容 m3/kg
热力循环:
或，
循环热效率:
式中 q1—工质从热源吸热；
q2—工质向冷源放热；
w0—循环所作的净功。
制冷系数：
式中 q1—工质向热源放出热量；
q2—工质从冷源吸取热量；
w0—循环所作的净功。
供热系数：
式中 q1—工质向热源放出热量
q2—工质从冷源吸取热量
w0—循环所作的净功
3.重要图表
图1-1热力系统
图1-2边界可变形系统
图1-3开口系统
图1-4孤立系统
图1-5U形压力计测压
图1-6各压力间的关系
图1-14任意循环在图上的表示
（a）正循环；
（b）逆循环
第二章气体的热力性质
理想气体：
气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力（引力和斥力）、不占有体积的质点所构成。
比热：
单位物量的物体，温度升高或降低1K（1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的比热。
定容比热：
在定容情况下，单位物量的物体，温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的定容比热。
定压比热：
在定压情况下，单位物量的物体，温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的定压比热。
定压质量比热：
在定压过程中，单位质量的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定压质量比热。
定压容积比热：
在定压过程中，单位容积的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定压容积比热。
定压摩尔比热：
在定压过程中，单位摩尔的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定压摩尔比热。
定容质量比热：
在定容过程中，单位质量的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定容质量比热。
定容容积比热：
在定容过程中，单位容积的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定容容积比热。
定容摩尔比热：
在定容过程中，单位摩尔的物体，当其温度变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为该物体的定容摩尔比热。
混合气体的分压力：
维持混合气体的温度和容积不变时，各组成气体所具有的压力。
道尔顿分压定律：
混合气体的总压力P等于各组成气体分压力Pi之和。
混合气体的分容积：
维持混合气体的温度和压力不变时，各组成气体所具有的容积。
阿密盖特分容积定律：
混合气体的总容积V等于各组成气体分容积Vi之和。
混合气体的质量成分：
混合气体中某组元气体的质量与混合气体总质量的比值称为混合气体的质量成分。
混合气体的容积成分：
混合气体中某组元气体的容积与混合气体总容积的比值称为混合气体的容积成分。
混合气体的摩尔成分：
混合气体中某组元气体的摩尔数与混合气体总摩尔数的比值称为混合气体的摩尔成分。
对比参数：
各状态参数与临界状态的同名参数的比值。
对比态定律：
对于满足同一对比态方程式的各种气体，对比参数、和中若有两个相等，则第三个对比参数就一定相等，物质也就处于对应状态中。
2.常用公式
理想气体状态方程：
式中 p—绝对压力 Pa
—比容 m3/kg
T—热力学温度 K
适用于1千克理想气体。
式中 V—质量为mkg气体所占的容积
适用于m千克理想气体。
3．
式中 VM=Mv—气体的摩尔容积，m3/kmol；
R0=MR—通用气体常数， J/kmol·
K
适用于1千摩尔理想气体。
4．
式中 V—nKmol气体所占有的容积，m3；
n—气体的摩尔数，，kmol
适用于n千摩尔理想气体。
5．通用气体常数：
R0
J/Kmol·
R0与气体性质、状态均无关。
6．气体常数：
R
J/kg·
R与状态无关，仅决定于气体性质。
7．
1．比热定义式：
表明单位物量的物体升高或降低1K所吸收或放出的热量。
其值不仅取决于物质性质，还与气体热力的过程和所处状态有关。
2．质量比热、容积比热和摩尔比热的换算关系：
式中 c—质量比热，kJ/Kg·
k
—容积比热，kJ/m3·
Mc—摩尔比热，kJ/Kmol·
3．定容比热：
表明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量。
4．定压比热：
表明单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量。
5．梅耶公式：
6．比热比：
质量成分：
容积成分：
摩尔成分：
容积成分与摩尔成分关系：
质量成分与容积成分：
折合分子量：
折合气体常数：
分压力的确定
混合气体的比热容：
混合气体的容积比热容：
混合气体的摩尔比热容：
混合气体的热力学能、焓和熵或
或
或
范德瓦尔（VanderWaals）方程
对于1kmol实际气体
压缩因子：
，，
常用气体在理想状态下的定压摩尔比热与温度的关系
气体
分子式
温度范围
（K）
最大误差
%
空气
氢
H
28.106
28.10
1.9665
-1.9159
4.8023
-4.0038
-1.9661
-0.8704
273~1800
0.72
1.01
氧
O2
25.177
15.2022
-5.0618
1.3117
1.19
氮
N2
28.907
-1.5713
8.0805
-28.7256
0.59
一氧化碳
CO
28.260
1.6751
5.3717
-2.2219
0.89
二氧化碳
CO2
22.257
59.8084
-35.0100
7.4693
0.647
水蒸气
H2O
32.238
1.9234
10.5549
-3.5952
0.53
乙烯
C2H2
4.1261
155.0213
-81.5455
16.9755
298~1500
0.30
丙烯
C3H4
3.7457
234.0107
-115.1278
21.7353
0.44
甲烷
CH4
19.887
50.2416
12.6860
-11.0113
273~1500
1.33
乙烷
C2H6
5.413
178.0872
-69.3749
8.7147
0.70
丙烷
C3H8
-4.233
306.264
-158.6316
32.1455
0.28
几种气体在理想气体状态下的平均定压质量比热容
t（℃）
H2
0.915
1.039
14.195
1.040
1.004
0.815
1.859
100
0.923
14.353
1.042
1.006
0.866
1.873
200
0.935
1.043
14.421
1.046
1.012
0.910
1.894
300
0.950
1.049
14.446
1.054
1.019
0.949
1.919
400
0.965
1.057
14.477
1.063
1.028
0.983
1.948
500
0.979
1.066
14.509
1.075
1.013
1.978
600
0.993
1.076
14.542
1.086
1.050
2.009
700
1.005
1.087
14.587
1.098
1.061
1.064
2.042
800
1.016
1.097
14.641
1.109
1.071
1.085
2.075
900
1.026
1.108
14.706
1.120
1.081
1.104
2.110
1000
1.035
1.118
14.776
1.130
1.091
1.122
2.144
1100
1.127
14.853
1.140
1.100
1.138
2.177
1200
1.051
1.136
14.934
1.149
1.153
2.211
1300
1.058
1.145
15.023
1.158
1.117
1.166
2.243
1400
1.065
15.113
1.124
1.178
2.274
1500
1.160
15.202
1.173
1.131
1.189
2.305
1600
1.077
1.167
15.294
1.180
1.200
2.335
1700
1.083
1.174
15.383
1.187
1.144
1.209
2.363
1800
1.089
15.472
1.192
1.150
1.218
2.391
1900
1.094
1.186
15.561
1.198
1.156
1.226
2.417
2000
1.099
1.191
15.649
1.203
1.161
1.233
2.442
2100
1.197
15.736
1.208
1.241
2.466
2200
1.201
15.819
1.213
1.171
1.247
2.489
2300
1.114
1.206
15.902
1.176
1.253
2.512
2400
1.210
15.983
1.222
1.259
2.533
2500
1.123
1.214
16.064
1.182
1.264
2.554
密度ρ（kg/m3）
1.4286
1.2505
0.08999
1.2932
1.9648
0.8042
几种气体的临界参数和范德瓦尔常数
物质名称
（MPa）
（MPa.m6/kmol2）
（m3/kmol）
He
NH3
5.3
33.3
126.2
154.8
304.2
405.5
647.3
190.7
133.0
0.22901
1.29702
3.39456
5.07663
7.38696
11.29830
22.12970
4.64091
3.49589
3.5767
24.9304
136.8115
137.6429
365.2920
424.3812
552.1069
228.5001
147.5479
24.05
26.68
38.63
31.68
42.78
37.30
30.39
42.69
39.53
几种气体的临界压缩因子
物质
0.300
0.304
0.297
0.292
0.274
0.238
0.230
0.294
0.290
图2-5通用压缩因子图
第三章热力学第一定律
热力学第一定律:
能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定，这一自然界普遍规律称为能量守恒与转换定律。
把这一定律应用于伴有热现象的能量和转移过程，即为热力学第一定律。
第一类永动机：
不消耗任何能量而能连续不断作功的循环发动机，称为第一类永动机。
热力学能：
热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有的能量之和。
外储存能：
也是系统储存能的一部分，取决于系统工质与外力场的相互作用（如重力位能）及以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量（宏观动能）。
这两种能量统称为外储存能。
轴功：
系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功。
流动功（或推动功）：
当工质在流进和流出控制体界面时，后面的流体推开前面的流体而前进，这样后面的流体对前面的流体必须作推动功。
因此，流动功是为维持流体通过控制体界面而传递的机械功，它是维持流体正常流动所必须传递的能量。
焓：
流动工质向流动前方传递的总能量中取决于热力状态的那部分能量。
对于流动工质，焓=内能+流动功，即焓具有能量意义；
对于不流动工质，焓只是一个复合状态参数。
稳态稳流工况：
工质以恒定的流量连续不断地进出系统，系统内部及界面上各点工质的状态参数和宏观运动参数都保持一定，不随时间变化，称稳态稳流工况。
技术功：
在热力过程中可被直接利用来作功的能量，称为技术功。
动力机：
动力机是利用工质在机器中膨胀获得机械功的设备。
压气机：
消耗轴功使气体压缩以升高其压力的设备称为压气机。
节流：
流体在管道内流动，遇到突然变窄的断面，由于存在阻力使流体压力降低的现象。
1．宏观动能：
2．重力位能：
式中 g—重力加速度。
系统总储存能：
或
2．
3．或（没有宏观运动，并且高度为零）
热力学能变化：
1．，
适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程
适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算）
适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用平均比热计算）
4．把的经验公式代入积分。
适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用真实比热公式计算）
5．
由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和，各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。
6．
适用于任何工质，可逆过程。
7．
适用于任何工质，可逆定容过程
8．
适用于任何工质，可逆绝热过程。
9．
适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。
10．
适用于mkg质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程。
11.
适用于1kg质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程
12.
适用于微元，任何工质可逆过程
13．
热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。
焓的变化：
适用于m千克工质
2．
适用于1千克工质
3．
适用于理想气体
4．，
适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程
5．
适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程，用定值比热计算
6．
适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程用平均比热计算
7．把的经验公式代入积分。
适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程，用真实比热公式计算
8．
由理想气体组成的混合气体的焓等于各组成气体焓之和，各组成气体焓又可表示为单位质量焓与其质量的乘积。
9．热力学第一定律能量方程
适用于任何工质，任何热力过程。
10．
适用于任何工质，稳态稳流热力过程
11．
适用于任何工质稳态稳流过程，忽略工质动能和位能的变化。
12．
适用于任何工质可逆、稳态稳流过程，忽略工质动能和位能的变化。
13．
适用于任何工质可逆、稳态稳流绝热过程，忽略工质动能和位能的变化。
14．
适用于任何工质可逆、稳态稳流定压过程，忽略工质动能和位能的变化。
15．
适用于任何工质等焓或理想气体等温过程。
熵的变化：
1．
适用于任何气体，可逆过程。
2．
为熵流，其值可正、可负或为零；
为熵产，其值恒大于或等于零。
3．（理想气体、可逆定容过程）
4．（理想气体、可逆定压过程）
5．（理想气体、可逆定温过程）
6．（定熵过程）
适用于理想气体、任何过程
功量：
膨胀功（容积功）：
1． 或
适用于任何工质、可逆过程
适用于任何工质、可逆定容过程
3．
适用于任何工质、可逆定压过程
4．
适用于理想气体、可逆定温过程
适用于任何系统，任何工质，任何过程。
6．
适用于理想气体定温过程。
7．
适用于任何气体绝热过程。
适用于理想气体、绝热过程
9．
适用于理想气体、可逆绝热过程
10．
适用于理想气体、可逆多变过程
流动功:
推动1kg工质进、出控制体所必须的功。
技术功:
1．
热力过程中可被直接利用来作功的能量，统称为技术功。
适用于稳态稳流、微元热力过程
技术功等于膨胀功与流动功的代数和。
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