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空调工（中级） 一、制冷基本知识 （一）热力学第一定律和比焓 1、热力学第一定律 这是能量守恒和转换定律在热力学中的应用。它的表述是：能量可以从一种形式转换为另一种形式，但在转换中能量的数量保持不变。在工程热力学中，主要研究热量与功的转换关系。热可以变为功，功也可变为热；一定量的热消失时，必然产生一定量的功；消耗一定量的功时，必然出现与之对应的一定量的热。 热力学第一定律说明能量是不能创造也是不能消灭的，以及不消耗任何能量可以对外做功的第一类永动机是不存在的。 2、比焓 焓是物体具有的总热量，也就是热焓量。单位质量物质的焓值叫比焓，其符号用h表示，单位为kJ/kg。在实际中，只要了解工质由某一状态变化到另一状态的焓值变化即可。 （二）热力学第二定律和比熵 1、热力学第二定律有多种说法，具有代表性的说法有： 1）克劳修斯说法 任何机器如不借助外力的作用，不可能将热量由低温物体转移到较高温度的物体。 2）开尔文说法 不可能从单一热源取出热量，使之完全变为功，而不引起其他变化，即要使热能全部而且连续地转变为机械功是不可能的，因此第二类的永动机也是不存在的。 2、比熵 热力学第二定律说明热量的传递有方向性，对于有一定T的系统，有热量Q可以进行热交换，这个热量可以由系统吸收，也可从系统放出，为了能有一个数学公式表示传递的方向，由此引出比熵，其符号为s，数学表达式为： s=q/m·T 因此比熵的定义是：比熵是表示制冷剂状态变化时，吸收或放出的热量与它的质量和绝对温度之比。因为绝对温度值T总是大于零的，比熵差值增加时，表示对这个系统加热；如果比熵差值减小，表示系统放热；比熵值为零时，说明系统与外界没有进行热交换，这个过程称为绝热过程。因此，从工质比熵的变化可以判断工质与外界热交换的方向。比熵的单位为kJ/（kg·K）。 3、热力学第一定律与热力学第二定律之间的关系 在工程热力学中研究的所有热力过程都属于热力学第一定律的范畴。但是，任何不违反热力学第一定律的热力过程，在实际上并不是都可以实现的。第一定律指出，能量的形式可以转换而能的总量保持不变，但它没有指明能量转变过程的方向。另外，第一定律仅说明了热能和机械能在相联系互转换时能量保持不变，而未说明这种转换的条件。在自然界中进行的各种热力过程都是热从高温物体传向低温物体，而不可能自发地从低温物体传给高温物体；机械能可以无条件地转变为热能，但无法使热能再全部转变为机械能。 在工程热力学中，常用热效率来反映第二定律的基本内容。对热机来说，工质按受了热量Q，同时做出了机械功W，W与Q的比值称为热机的热效率，通常以η表示，即： η=W/Q 根据热力学第二定律有W＜Q，因此热效率小于1，即热效率不可能达到100%。 同样对制冷机来说，在消耗W功的同时，从低温处移走了Q0的热量至高温处，Q0为制冷量。制冷机的热效率可用制冷系数ε表示，即： ε=Q0/W 制冷系数ε是反映制冷机工作优劣的一个重要技术指标，ε可以等于1、大于1或小于1。根据热力学第二定律W不可能等于零，所以ε不能达到无穷大。 （三）压焓图 压焓图的结构如右图所示。以绝对压力为纵坐标（为了缩小图的尺寸，提高低压区域的精度，通常纵坐标取对数坐标），以比焓值为横坐标。图中临界点K左边的粗实线为饱和液体线，线上的任何一点代表一个饱和液体状态，干度x=0。右边的粗实线为干饱和蒸气线，线上任何一点代表一个饱和蒸气状态，干度x=1。这两条粗线将图分为3个区域：饱和液体线的左边是过冷液体区，该区内的液体称为过冷液体，过冷液体的温度低于同一压力下饱和液体的温度；干饱和蒸气线的右边为过热蒸气区，该区的蒸气称为过热蒸气，它的温度高于同一压力下饱和蒸气的温度；两线之间的区域为两相区，制冷剂在该区域内处于气、液混合状态（湿蒸气状态），其干度在x=0和x=1之间。图中共有6种等参数的线簇： 等压线——水平线； 等比焓线——垂直线； 等温线——液体区几乎为垂直线。两相区内，等温线与等压线重合，是水平线。过热蒸气区为向右下方弯曲的倾斜线； 等比熵线——向右上方倾斜的实线； 等比容线——向右上方倾斜的虚线，但比等比熵线平坦得多； 等干度线——只存在湿蒸气区域内，方向与饱和液体线或饱和气体线相近，视干度大小而定。 （四）温熵图 温熵图的结构如右图所示。它以比熵为横坐标，温度为纵坐标。图中临界点K左、右边的实线分别为饱和液体线与饱和蒸气线，两线把整个温熵图分为3个区域：左边为过冷液体区，中间为湿蒸气区，右边为过热蒸气区。图中有6种等参数线簇： 等温线——水平实线； 等比熵线——垂直实线； 等压线——两相区内等压线与等温线重合，是水平线。过冷区内等压线密集于x=0的线附近，可近似用x=0的线代替。过热区内的等压线是向右上方倾斜的实线； 等比容线—