热工基础第一章总结

热工基础第一章总结的思维导图，内容有准平衡过程与可逆过程、功量与热量、热量 熵与示热图、平衡状态与状态参数、热力系统、状态方程与状态参数坐标图。

基本概念

• 1-4准平衡过程与可逆过程
  • 准平衡过程
    • 系统由一个状态到另一个状态的过程称为热力过程，简称过程
    • 热力过程在经历每一个状态都无限接近平衡态，此为准平衡过程
  • 可逆过程
    • 系统完成某一过程，能够沿原路逆行而回到原来的状态，外界一样回到原来状态，此为可逆过程
    • 可逆过程等于无耗散效应的准平衡过程
      • 可逆过程一定是准平衡过程，但是准平衡过程不一定是可逆过程
• 1-5-1功量与热量
  • W=力F从x1位移到x2的积分
  • 热能转换为机械能的过程是通过工质的体积膨胀实现，此功又名膨胀功
  • • 此公式只适用于准平衡过程
    • 膨胀时：dv>0,w>0.缩小时：dv<0,w<0.
  • 单位质量工质所作的膨胀功成为比膨胀功
• 1-5-2热量，熵与示热图
  • 热力系统与外界之间依靠温差传递的能量成为热量
  • 微元过程中，单位质量工质与外界交换的热量公式
    • 式中s称为比熵
  • 对于质量为m的工质，公式如图，式中S为质量为m的工质的熵
  • 从状态1-2的过程，工质与热量的交换可用此公式
    • 吸热：Q>0,ds>0.放热:Q<0,ds<0.
• 1-2平衡状态与状态参数
  • 强度量：数值与物质的量无关（如P.T）广延量：数值与物质的量有关，如m，v
  • 平衡状态
    • 状态
      • 工质在某一瞬间所呈现的宏观物理状态，为热力状态
  • 状态参数
    • 描述工质所处状态的宏观物理量
      • 例如压力，体积，比体积
  • 平衡状态
    • 前提是内部热平衡与力平衡
    • 在不受外界影响下（重力场除外）的条件下，工质的状态参数不随时间而变化的状态
      • 只有平衡状态才有确定的状态参数
  • 非平衡状态
    • 系统内部各部分温度或压力不一致时，热量会发生位移与转换。
      • 在无外界影响下，终会回到平衡状态
  • 基本状态参数
    • 例如压力，温度，比体积这些可直接测量的
    • 压力
      • P=F/A
        • 1bar=10‘5Pa，1mmHg=133.3Pa
        • P=Pb+Pe
        • P=Pb-Pv
    • 温度
      • 热力学第零定律
        • 若两个物体中的每一个都分别与第三个物体处于热平衡，则这两个物体彼此也必处于热平衡
    • 比体积
      • 单位质量的工质所占有的体积称为比体积，符号v，单位为m3/kg。有v=V/m。
• 1-1热力系统
  • 热机
    • 将热能转化为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机
      • 例如蒸汽机，内燃机
  • 工质
    • 在热机中，通过某种媒介使热能与机械能相互转化的物质
      • 例如空气，燃气，水蒸气
  • 热源
    • 热容量很大，且在吸收或放出有限热量时，自身温度与其他热力学参数无明显改变的物体
      • 有高温热源与低温热源两种
  • 热力系统
    • 选取一定空间或工质作为研究对象
      • 系统以外的物体称为外界或环境，系统与外界的分界面为边界
        • 边界是指定的，可以固定或移动，可以假象或真实
  • 系统分类
    • 闭口系统
      • 与外界无物质交换，质量不变
    • 开口系统
      • 与外界既有物质交换又有能量交换
        • 如运行中的汽轮机
        • 热量不等于能量，能量包含功与热量
    • 绝热系统
      • 与外界无热量交换的系统
        • 运行中的汽轮机
    • 孤立系统
      • 与外界既无能量也无能量交换
• 1-3状态方程与状态参数坐标图
  • 状态方程式
    • F=(p，v，t）=0
    • 示功图