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工热知识点

什么是孤立系统?(1)孤立系统:和外界之间既没有质量交换,有没有任何形式的能 量交换的系统,称为孤立系统。(2)包含的子系统:可逆热机、不可逆热机、高温热源、低温(环境)热源、与可逆热机功量交换的功源、以及与不可逆热机功量交换的功源热能动力装置工作过程1工质自高温热源吸热将2其中一部分转化为机械能而作功3把余下热量传给低温热源 强度量:与质量无关 温度压力 广延量:与质量成正比V H S可逆过程与准平衡过程的关系准平衡过程1只着眼于系统内部的平衡2过程中是否存在机械摩擦(耗散)对系统内部的平衡并无影响 可逆过程1分析系统与外界作用所产生的总效果2不仅强调工质内部的平衡,而且要求系统与外界的作用可以无条件地逆复,过程进行时不存在任何形式的能量耗散3可逆过程是一切热力设备工作过程力求接近的目标热量,热能,热力学能有何区别和联系1热量是系统之间(或系统与外界之间)由于存在温度差所进行的能量传递。2热能:是指物质 分子的热运动动能和由于分子间相互作用力具有的位能。3热力学能:是物质内部微观粒子所具有的能量之和包括:内动能、内位能、化学能、核能.热交换器特点?与外界只有热量交换,无功量交换???动能,位能的变化较小,可忽略3交换的热量等于换热器进出口工质比焓的变化Q=h2-h1 动力机械特点1略散热,近似绝热过程2动能,位能的变化较小,可忽略3对外输出的轴功等于工质的焓降4此时轴功就是技术功=h1-2压气机工质流经泵或风机时,外界对工质作的轴功等于工质焓的增加=h2-h1节流装置1节流前后焓值相等2节流过程是典型的不可逆过程h2=h1喷管工质流经喷管时,动能的增加等于焓值的减少 - =h1-h2功和热量的关系共同点1都是能量传递的度量,都是过程量2只有在传递过程中才有功,热量。区别1功:是有规则的宏观运动能量的传递,作功过程中往往伴随着能量形态的转变。热量:是大量微观粒子杂乱热运动的能量的传递,传热过程中不出现能量形态的变化。 2功转变为热量是无条件的,而热转变为功是有条件的。W和Q正负判断系统对外作功,功数值为正系统吸热:热量为正热一定律1在热能和其他形式能的互相转换过程中,能的总量始终不变2不花费能量就可以产生功的第一类永动机是不3进入系统的能量-离开系统的能量=系统存储能量的变化稳定流动特点1工质质量流量维持恒定2系统储存能量维持恒定3流通截面一切参数恒定开口系统q热量-u热力学能=0.5Cf平方+g△Z机械能+pv入出口差值+Ws轴功 WS*Qm=P适用条件?稳定流动??可逆过程,不可逆过程??理想气体,实际气体理想气体与实际气体1实际气体不能忽略气体分子本身所占的体积2实际气体不能忽略分子间的相互作用理想气体1分子是不占有体积的质点,分子间不存在相互作用力2分子之间的相互碰撞以及分子与容器壁的碰撞是弹性碰撞 k= 1.67 1.40 1.29Cp,Cv,Cp/Cv=k,与物质种类状态都有关,Cp-Cv=Rg与物质种类有关,状态无关多变过程膨胀V右 升温T上 吸热S右 Wt0 P上 从定容线顺时针-∞,0,1,k,∞ PTSV1过程功的正负以定容线为界2过程热量的正负以定熵线为界 3理想气体热力学能,焓的增减以定温线为界4技术功的正负以定压线为界自发过程的特点1有限势差(温度差,压力差,浓度差)作用下进行的非准平衡过程2不可逆性是自发过程的重要特征和属性3自发过程的反向过程的进行需要一定的补充条件热二定律1克:不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化2开-普:不可能从单一热源取热,并使之全部转变为功而不产生其它影响3第二类永动机(从单一热源取热并使之完全转变为功的热机)是不可能制造成功的制冷系数Q2/Q1-Q2 必1 供热系数Q1/Q1-Q2 =1 T可换Q 系数越大经济性越好卡诺循环PV TS图 1可逆定温吸热2绝热膨胀3定温放热4绝热压缩卡诺定理1在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切可逆热机具有相同的热效率,与工质的性质无关2在相同的高温热源和相同的低温热源之间工作的一切不可逆热机的热效率都小于可逆热机的热效率1-q2/q11-t2/t1 (循环可实现)S=Q/T △S=CvLnT2/T1+RgLnV2/V1 △S=CpLnT2/T1-RgLnP2/P1 △S=CvLnP2/P1+RgLnV2/V1克劳修斯不等式推导1卡诺定理II。改为代数Q1/T1+Q2/T20。微分Q。积分。统一下标等式0不可逆循环 =0可逆循环 0不能进行的循环闭口系统的熵方程dS=dSf 熵流+dSg 熵产熵流完全是由于系统和外界之间交换热量而引起的熵变 吸热0 绝热=0熵产是由于过程中存在不可逆性引起的熵增 可逆过程=0孤立系统的熵增原理dSiso=dS只能增大或

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