任时光匆匆8666557
工程热力学知识点总结
工程热力学知识点很多，同学们需要多进行归纳总结，下面给大家整理了工程热力学知识点总结，欢迎阅读!
第一章、基本概念
1、边界
边界有一个特点(可变性):可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统(重要～)
六种系统分别是:开(闭)口系统、绝热(非绝热)系统、孤立(非孤立)系统。
a.系统与外界通过边界:功交换、热交换和物质交换.
b.闭口系统不一定绝热，但开口系统可以绝热。
c.系统的
1、闭口系统:
Q=W+?U
微元:δq=δw+du (注:这个δ是过程量的微元符号)
2、 闭口绝热
δw+du=0
3、闭口可逆
δq=Pdv+du
4、闭口等温
δq=δw
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5、闭口可逆定容
δq=du
6、理想气体的热力学能公式
dU=Cv*dT
一切过程都适用。为什么呢, 因为U是个状态量，只与始末状态有关、与过程无关。U是与T相关的单值函数，实际气体只有定容才可以用
6、开口系统
ps.公式在书46页(3-12)
7、推动功
Wf=P2V2-P1V1(算是一个分子流动所需要的微观的能量)
a、推动功不是一个过程量，而是一个仅取决于进出口状态的状态量。
b、推动功不能够被我们所利用，其存在的唯一价值是使气体流动成为开系。
8、焓(重要～)
微观h=u+PV U分子静止具有的内能 PV分子流动具有的能量
a、焓是一个状态气体的热力过程及气体压缩
1、P—V图
初始点?，终止点?
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步骤1:在?画出4条线:等压、等容、等温、绝热
步骤2:?在等压线上方(下方)为升压(降压)
?在等容线右侧(左侧)膨胀(压缩) 功W>0( ?在等温线上方(下方)升温(降温) ?T>0( ?在绝热线上方(下方)吸热(放热) ?Q>0( 步骤3:写出多变过程n的范围
2、多变过程的求解步骤:
a、先求出所有过程的初终点P、V、T
b、确认各过程的多变指数n=
c、各过程?u=Cv*?T，?h=Cp*?T
d、求出Q、W、Wt
e、画出P—V图(验算)
ps.书67、68页表4-1包含了所有我们所学的基本情况(此表十分重要～～～)
第五章、热力学第二定律
1、热效率η=1-Q2/Q1 (Q2取正值)
2、卡诺循环:
其意义在于指明了热变功的极限
η(max)=1-T2/T1
3、熵变的公式推导:
δq=Tds=Pdv+CvdT
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ds=P/v*dv+Cv/T*dT
?s=Rln(v2/v1)+Cvln(T2/T1)
δq=Tds=?h+Wt=-vdP+CpdT
ds=Cp/T*dT-R/P*dP
?s=Cpln(T2/T1)-Rln(P2/P1)
4、可逆公式小结:
δq=Tds
δw=Pdv
δwt=-vdP
第七章、水蒸气
1、 工业中水蒸气是实际气体，无法使用理想气体的方程。
2、水蒸气的发生过程
?定压预热
?饱和水定压汽化(T不变)
?干饱和蒸汽定压过热
3、水蒸气的p-v图
一点:临界点(气液不分的点);
两线:饱和液体线(临界点右下方曲线)
饱和蒸汽线(临界点左下方曲线)
三区:未饱和液体区(饱和液体线左侧，临界等温线以
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下)、湿饱和蒸汽区(饱和液体线以及饱和蒸汽线包围区域)、过热蒸汽区(饱和蒸汽线右侧，临界等温线以下)。
五种状态:未饱和水状态、饱和水状态、 湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。
4、干度:x=mv/(mv+mw)
ps.概念以及公式在课本124、125页(7-2)
第八章、湿空气
1、湿空气=干空气+水蒸气
2、分压定律、分容积定律、质量成分、容积成分、摩尔成分、折合分子量(湿空气)、混合气体参数的计算、绝对湿度，相对湿度、含湿量、湿空气的焓、干球温度、露点温度、绝热饱和与湿球温度的概念和对应相关的公式都要熟悉。
3、这里讲解如何在焓湿图中找含湿量、干球温度、湿球温度和露点温度。
首先你得知道其中两个量。
例子:已知一个房间内的干球温度为25?，含湿量为5(g/kg(a))，求湿球温度和露点温度,
首先露点温度是干球温度干球温度为25?，含湿量为5(g/kg(a))对应点垂直下来到等相对湿度为100%的线所对应的温度。
其次湿球温度是干球温度干球温度为25?，含湿量为5
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(g/kg(a))对应点做左下方45?等焓线至等相对湿度为100%的线所对应的温度。
其他的都是以此类推～～～
第九章、气体和蒸汽的流动
1、稳态稳流的含义
稳态:状态不随时间变化
稳流:流量恒定
2、连续性方程(前提:稳态稳流)
ps:书164页公式(9-1、9-2)
3、绝热稳定流动能量方程(增速:必须以本身储能的减少为代价，适用于任何工质、可逆和不可逆方程)
ps:书164页公式(9-3、9-4、9-5、9-6)
4、音速:a=?(kRT)
理想气体:只随着绝对温度而变化
5、马赫数:M=c/a (a:音速; c:气体流速)
?M>1 超音速
?M=1 临界音速
?M 因书上的公式概念都很清晰，就不做过多介绍。
ps:书166、167页(9-7、9-8、9-9、9-10、9-12)
6、在此介绍一下题型:
一、流体流过一喷管(喷管的设计计算)
已知Po、To(如P1、T1、c1求出滞点)、Pb(背压或者
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说环境压力)、k=1.4，求最大c。
设计的触发点为P2=Pb才能达到最大速度cm
解:?Pb/Po>0.528=Pc/Po 则Pb>Pc
故c2 ?Pb/Po 故c2>c临 故c2>a
分类讨论:若co 若co>c临 则为渐扩型喷管
二、流体流过一渐缩型喷管(喷管的校核计算)
已知Po、To、h2、Pb。求最大c。
解:?Pb/Po>0.528=Pc/Po 则Pb>Pc
故P(min)=Pb c ?Pb/Po 故P(min)=P临 c=a 临界音速
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《工程热力学》知识点复习总结
工程热力学复习总结 第 1 页 共 17 页
第一部分 (第一章,第五章)
一、概念
(一)基本概念、基本术语
1、工程热力学:工程热力学是从工程的观点出发，研究物质的热力性质、能量转换以及热能的直接利用
等问题。
2、热力系统:通常根据所研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学
研究对象。这种空间内的物质的总和称为热力系统，简称系统。
3、闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。系统内包含的物质质量为一不变的常量，所以有
时又称为控制质量系统。
、开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统。开口系统总是一种相对固定的空间，故又称开口4
系统为控制体积系统，简称控制体。
5、绝热系统:系统与外界之间没有热量传递的系统，称为绝热系统。
6、孤立系统:系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统，称为孤立系统。 7、热力状态:我们把系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。 8、状态参数:我们把描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
9、强度性状态参数:在给定的状态下，凡系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少
无关，没有可加性的状态参数称为强度性参数。
10、广延性状态参数:在给定的状态下，凡与系统内所含物质的数量有关的状态参数称为广延性参数。 11、平衡状态:在不受外界影响(重力场除外)的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统
所处的状态称为平衡状态。
12、热力过程:把工质从某一状态过渡到另一状态所经历的全部状态变化称为热力过程。 13、准静态过程:理论研究可以设想一种过程，这种过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的
平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状
态，于是整个过程就可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。 14、可逆过程:当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，而不留下任何痕迹，
这样的过程称为可逆过程。
15、热力循环:把工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热
力循环，简称循环。
16、循环热效率:正循环中热转换功的经济性指标用循环热效率表示，循环热效率等于循环中转换为功的
热量除以工质从热源吸收的总热量。
17、卡诺循环:由两个可逆定温过程与两个可逆绝热过程组成的，我们称之为卡诺循环。 18、卡诺定理:卡诺定理可表达为:?所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切热机，以可逆热机的热
效率为最高。?在同温热源与同温冷源之间的一切可逆热机，其热效率均相等。 19、孤立系统熵增原理:孤立系统的熵只能增大(不可逆过程)或不变(可逆过程)，决不可能减小，此
为孤立系统熵增原理，简称熵增原理。
(二)与工质性质有关的概念
工程热力学复习总结 第 2 页 共 17 页 1、温度:把这种可以确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量定义为温度。 2、压力:流体单位面积上所受作用力的法向分量称为压力(又称压强)。
3、比容:单位质量工质所占有的容积称为工质的比容。
4、理想气体:理想气体是一种经过科学抽象的假想气体模型，它被假设为:气体分子是一些弹性的、不
占有体积的质点，分子相互之间没有作用力(引力和斥力)。
,q5、比热:单位物量的物体，温度升高或降低1所吸收或放出的热量，称为该物体的比热，即。 Kc,dT6、定容比热:在定容情况下，单位物量的气体，温度变化所吸收或放出的热量，称为该气体的定容比1K
q,v热，即。 c,vdT
7、定压比热:气体加热在压力不变的情况下进行，加入的热量部分用于增加气体的内能，使其温度升高，
q,p部分用于推动活塞升高而对外作膨胀功。即:。 c,pdT
(三)与能量有关的概念
1、功:在热力学里，我们这样来定义功:“功是物系间相互作用而传递的能量。当系统完成功时，其对外
界的作用可用在外界举起重物的单一效果来代替。”
2、膨胀功:由于系统容积发生变化(增大或缩小)而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容
积功。
3、轴功:系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功。
4、流动功:开口系统因工质流动而传递的功。
5、技术功:技术上可资利用的功，它是稳定流动系统动能、位能的增量与轴功三项之和。 6、热量:热量学的热量定义是，在温差作用下系统与外界传递的能量称为热量。
7、系统储存能:系统储存的能量称为储存能，它有内部储存能和外部储存能之分。 8、内部储存能:储存于系统内部的能量，它与系统内工质的分子结构及微观运动形式有关，称为内能(或
内储存能)。
9、外部储存能:与系统整体运动以及外界重力场有关的能量,称为外储存能。
10、焓:焓的定义式为。对于流动工质，焓具有能量意义，它表示流动工质向流动前方传递的hupv,，
总能量(共四项)中取决于热力状态的那部分能量。对于不流动工质，因不是流动功，焓只是pv
一个复合状态参数，没有明确的物理意义。
,Qre11、熵:熵是一种广延性的状态参数。熵的定义式，即熵的变化等于可逆过程中系统与外界交,dsT
换的热量与热力学温度的比值。
二、公式
(一)基本定律、基本方程
1、理想气体状态方程
?pv,RT (物量表示的状态方程式) 1kg
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? (物量表示的状态方程式) mkgPV,mRT
? (物量表示的状态方程式) pV,RT1kmolM0
? (物量表示的状态方程式) pV,nRTnkmol0
2、热力学第一定律 (1)闭口系统能量方程
? (任何工质，任何过程) q,,u，w
? (任何工质，任何过程) ,q,du，,w
? (可逆过程) ,q,du，pdv
2
? (可逆过程) q,,u，pdv,1
(2)开口系统能量方程
11,,,,22 ,,,,QhcgzmhcgzmWdE,，，,，，,，netcv22221111,,,,22,,,,
(3)开口系统稳态稳流能量方程
? (任何工质，任何过程) q,,h，wt
? (任何工质，任何过程) ,q,dh，,wt
? (可逆过程) ,qdhvdp,,
2
? (可逆过程) qhvdp,,,,1
3、热力学第二定律
Q,? (循环过程) ,0,T
,Q? (闭口系统) ,,S,Tr
?,,，SSS (闭口系统) fg
? (孤立系统或闭口绝热系统) ,,S0iso
(二)基本公式
1、温度
tT,,273.15
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2、循环效率
wq,qq0122? ,,,,1,qqq111
qq22? ,,,1wq,q012
qq11? ,,,2wq,q012
3、理想气体比热
q,? c,dT
Mc'? c,,c,022.4
Mc? c,M
? (梅耶公式) c,c,Rpv
'ccMcppp? ,,,,'ccMcvvv
R,? cv,,1
,R? ,cp,,1
iMcR? ,v02
i2，McR? ,p02
4、系统总储存能
12 e,u，e，e,u，c，gzkp25、理想气体内能变化
? (理想气体，任何过程) du,cdTv
2
? (理想气体，任何过程) ,u,cdTv,1
6、理想气体焓变计算
?dh,cdT (理想气体，任何过程) p
2
? (理想气体，任何过程) ,h,cdTp,1
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7、理想气体熵变计算
Tv22? ,s,cln，RlnvTv11
Tp22? ,s,cln,RlnpTp11
vp22? ,s,cln，clnpvvp11、膨胀功 8
? ,wpdv,
2
? (仅适用于可逆过程) wpdv,,1
9、流动功
? wpv,f
? (移动工质进、出控制体净流动功) w,pv,pv1kgf221110、技术功
12? (任何工质，任何过程) w,,c，g,z，wts2
12? (任何工质，任何过程) ,w,dc，gdz，,wts2
? (可逆过程) ,w,,vdpt
2
? (可逆过程) w,,vdpt,1
11、热量
? ,qTds,
2
? q,Tds,1
12、多变指数
ln(p/p)21n, ln(v/v)12
13、多变比热
n,, c,cnvn,1
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14、活塞式压气机余隙百分比
V3 c,，100%VV,13
15、多级压气机每级升压比
pz，1 z,,p1
16、卡诺循环热效率
T2? ,,1,,tcT1
T2? ,,1,cT,T12
qqT111? ,,,,2,cwq,qT,T0121217、作功能力损失
? L,TS0g
? L,T,Siso0iso
18、熵方程
? (闭口系统) ,,，SSSsysfg
? (稳态稳流的开口系统) s,s,s,sg21f
(三)导出公式
1、多变过程的过程方程式
n pvConst,,
2、多变过程初、终状态参数间的关系
n,,pvn21,,?, () pv,定值,,pv12,,
n,1,,Tvn,121,,? () ,Tv,定值,,Tv,,12
,1n
n,,TpT22,,? () ,定值,n,1,,Tp11,,np3、膨胀功
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2wpdv,,1
1(),,pvpv11221n,
1(),,RTT121n,n,1n，，1,,p,,21,,RT,,1,,1np,1,,,,，，
4、技术功
wnw,,t
5、热量
R,,1qcTTTTcTTcTT,,，,,,,,()()()()nvvv21122121nn,,11 n,,,,,,cTTcTT()()vn2121n,1
三、图
(一)多变过程在图和图上的分布规律 p,vT,s
(1)图 p,v
dpp多变过程线在图上的斜率: ,,np,vdvv
(2)图 T,s
,1dTTn多变过程线在图上的斜率: ,,T,sT(,,)dsccnnv
(二)在图和图上各线群的大小变化趋向 p,vT,s
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(三)过程中、和正负值的判断 qw,u
膨胀功的正负应以过起点的定容线为分界。图上，由同一起点出发的多变过程线，若位于定p,vw
容线的右方，各过程的为正，反之为负。图上，的过程线位于定容线的右下方;的wT,sw,0w,0过程线位于定容线的左上方。
技术功的正负应以过起点的定压线为分界。图上，由同一起点出发的多变过程线，若位于定wp,vt
压线的下方，各过程的为正，反之则负。图上，的过程线位于定压线的右下方;的ww,0w,0T,sttt位于定压线的左上方。
热量的正负以过起点的定熵线为分界。显然，图上，任何同一起点的多变过程线，若位于定qT,s
熵线的右方，则;反之。图上，若位于定熵线右上方，;反之。 q,0q,0p,vq,0q,0
的正负以过起点的定温线为分界。图上，任何同一起点的多变过程线，若位于定温,,,uhT(,)T,s
线之上，，反之则。图上，的过程位于定温线的,,,,uhT(,)0,,,,uhT(,)0p,v,,,,uhT(,)0右上方;反之则位于定温线的左下方。
(四)根据过程的要求，在图和图上表示该过程 p,vT,s
例如，要求将工质又膨胀、又吸热、又降温的过程表示在图和图上。步骤如下: p,vT,s
?先在图和图上画出四条基本过程线，如图3-4所示。 p,vT,s
?找出工质膨胀的区域。图上在定容线右侧，图上在定容线右下侧，如图3-4所示的1p,vT,s
区域。
?找出工质吸热的区域。图上在定熵线右上侧，图上在定熵线右侧，如图3-4所示的2p,vT,s
区域。
?找出工质降温的区域。图上在定温线左下侧，图上在定温线下侧，如图3-4所示的3p,vT,s
区域。
?在图、图上，所标的以上3个区域重叠区域，就是工质又膨胀、又吸热、又降温的区p,vT,s
域。从点向该区域画一条线，该过程线即为所要求的过程线，见图3-4所示。 aa,b
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四、过程
n多变过程 pvConst,,
1、时， ，表示定压过程; pConst,n,0
2、时，，表示定温过程; pvConst,n,1
,、3时，，表示定熵过程; n,,pvConst,
4、时，，表示定容过程。 n,,,vConst,
第二部分 水蒸气
一、概念
1、汽化:物质由液相转变为气相的过程，称为汽化。气化有蒸发和沸腾两种形式。蒸发是指液体表面的
汽化过程，通常在任何温度下都可以发生，沸腾是指液体内部的汽化过程，它只能在达到沸点温
度时才会发生。
2、凝结:物质由气相转变为液相的过程，称为凝结。
3、水蒸气的饱和状态:液体汽化和气体凝结的动态平衡状况称为水蒸气的饱和状态。 4、汽化潜热:将饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需要的热量。 1kg
5、干度:单位质量湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量叫作湿饱和蒸汽的干度。 6、临界点:当温度超过一定值时，液相不可能存在，而只可能是气相。称为临界温度，与临界温度ttcc
相对应的饱和压力p称为临界压力。所以，临界温度和压力是液相与气相能够共存时的最高值。c
当压力高于临界压力时，液-汽两相的转变不经历两相平衡共存的饱和状态，在定压下液-汽两个
相区不存在明显的、确定的界线。临界参数是物质的固有常数。
二、公式
1、干度
mv x,mm，fv
2、湿饱和蒸汽的参数值
?yxyxyyxyy,，,,，,''(1)''("')
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yy,'? x,yy"',
3、汽化潜热
"'"' r,T(s,s),h,hs
三、图
1、水蒸气的图和图 p,vT,s
2、水蒸气的焓熵图
四、过程
1、定压过程
q,,h,h,h21
,u,h,h,p(v,v)2121
w,q,,u或w,p(v,v)21
w,,vdp,0t,
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2、定容过程
w,pdv,0,
q,,u
,u,h,h,v(p,p)2121
w,,vdp,v(p,p)t12,
3、定温过程
q,T(s,s)21
w,q,,u
w,q,,ht
,u,h,h,(pv,pv)2122114、绝热过程
q,0
w,,,u
w,,,ht
,u,h,h,(pv,pv)212211
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第三部分 湿空气 一、概念
1、未饱和空气:由干空气与过热水蒸气(状态点)所组成的湿空气称为未饱和空气。 a
2、饱和空气:由干空气与饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和空气。 3、干球温度:指用普通温度计(又称干球温度计)测得的温度就是干球温度。 4、露点温度:露点温度是对应于水蒸气分压力下的饱和温度，简称露点。 ptvd
5、绝热饱和温度:在绝热的条件下对湿空气加入水分，并尽其蒸发而使湿空气达到饱和状态时所对应的
温度。
6、湿球温度:指用湿纱布包裹的湿球温度计测得的湿纱布中水的温度。 7、绝对湿度:每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量，称为湿空气的绝对湿度。 8、相对湿度:湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度的比值，称为相对湿度。 ,,vs9、含湿量:在含有干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的含湿量(或称比湿度)。 1kg
10、饱和度:湿空气的含湿量与同温下饱和空气的含湿量，的比值称为饱和度。 dd
11、湿空气的容积:湿空气的容积是干空气为基准定义的，它表示在一定温度和总压力下，T1kgp1kg
干空气和水蒸气所占有的容积，即干空气的湿空气容积。 0.001dkg1kg
12、湿空气的焓值:湿空气的焓是以干空气为基准来表示的，它是干空气的焓和水蒸气0.001dkg1kg1kg
的焓的总和。
13、热湿比:为了说明过程中焓和含湿量的变化，可以用状态变化前后的焓差和含湿量差的比值来描绘过
程。它反映了过程的方向与特征。这个比值称为热湿比。其定义式是
hhh,,21。热湿比在图上反映了过程线的倾斜度，因此，,,10001000 (/)kJkgh,d,,,ddd,,21
也称角系数。
二、公式
1、湿空气的总压力
p,p，pav
2、湿空气的分子量及气体常数
ppBpp,avvv MrMrMMMMM,，,，,，aavvavavBBBB
3、绝对湿度
mp3vv? (kg/m),,,vVRTv
p3s? (kg/m),,sRTv
4、相对湿度
,pvv,,, ,pss
工程热力学复习总结 第 13 页 共 17 页
5、含湿量(比湿度)
pp,vs ,,622622 (/())dgkga,,BpBp,vs
6、饱和度
Bp,ds ,D,,dBp,sv
7、湿空气的容积
RT,3a (10.001606) (/())vdmkga,，p
8、湿空气的密度
10.001，d ,,v
9、湿空气的焓值
h,1.01t，0.001d(2501，1.85t)(kJ/kg(a))
10、湿空气中干空气的质量
pVBpVBpV()(),,avv m,,,aRTRTT287aa
11、热湿比
hhhhh,,,2121 ,10001000 (/)kJkg,,,0.001()ddddd,,,2121
三、湿空气的焓湿图
工程热力学复习总结 第 14 页 共 17 页
1(定含湿量线
定线是一组垂直线，自左向右值逐渐增加，纵坐标为的定线。常常在图的上方或下方画ddd,0d一个水平轴来标出含湿量的值。 d
2(定焓线
定线作成一组与纵坐标轴夹角为的平行直线。沿纵坐标轴的零点以上焓为正值;零点以下焓为135:h
负值，自下向上焓值逐渐增加。纵坐标轴上的读数也是干空气在不同温度下的焓值。
3(定温(干球温度)线
根据的关系式，可以看出，当为定值时，与成线性关系，其h,1.01t，0.001d(2501，1.85t)tdh斜率为正值并随的升高而增大。由于各定温线的温度不同，每条定温线的斜率不等，0.001(2501，1.85t)t
所以各定温线不是平行的。但斜率中的远远大于的值，所以各定温线又几乎是平行的。 25011.85t
4(定相对湿度线
,ps根据的关系式。在一定的大气压力B下，当值一定时，含湿量与水蒸气饱和分d,622,dB,,ps
压力p之间有一系列的对应值，而p又是温度的单值函数。因此，当为某一定值时，把不同温度的t,tss
,ps饱和分压力p值代入式d,622，就可得到相应温度下的一系列值。在图上可得到相tdh,dsB,,ps
应的状态点，连接这些状态点，就可得出某一条向上凸出的定相对湿度线。显然，的定相对湿度线,,0就是干空气，亦即纵坐标轴;的相对湿度线是饱和湿空气线，也称临界线。它将图分成,,100%h,d两部分，上部为未饱和湿空气区域，,,1;线上各点是饱和湿空气;下部没有实际意义，因为达到,,100%时已经饱和，再冷却则水蒸气凝结为水析出，湿空气仍保持,,100%
5B应该指出，如大气压力，则相应压力的水蒸气饱和温度。当湿空气温度B,10PatC,:99.63
时，定线是向上凸出的曲线，它表征，在一定值下，随着温度(或焓值)的增加，湿空,,tC,:99.63
B气中的含湿量相应增加。当湿空气温度?时，水蒸气饱和分压力p能达到的极限值是，这时t,99.63s
工程热力学复习总结 第 15 页 共 17 页
,p,,Bs，说明相对湿度与无关，仅与(或)有关。因此，p,t,,,622622622ddv,,,1BpBB,,,s
在图上，定线超过与相应的饱和温度线之后变成一条与等线平行垂直向上的直线。由于在空B,h,dd
调工程中，高温空气不常采用，附录中给出的图未示出这种情况。但在干燥工程中所应用图，h,dh,d湿空气的温度往往超过，所给出的图中定线就包括上述的垂直线段。 ,100:Ch,d
5(水蒸气分压力线
pBdv由,可得。当大气压力为一定值时，水蒸气分压力仅与含湿量有Bp622dp,d,vv622，dBp,v
关，即。这说明在的图上，与不是相互独立的两个状态参数。当ppfd,()B,常数h,ddd622vv
时，与近似成直线关系。因此，可以在图上给出与之间的变换线。可利用曲pp,,100%dh,ddvv
线下面的空档，将与相对应的值表示在图右下方的纵轴上，也可以表示在横坐标轴上，如附录图2pdv
所给出的图。 h,d
6(定湿球温度线
在工程计算中完全可用定焓线来代替定湿球温度线，定焓线与线的交点所通过的定温线的,,100%
'温度值，就是这条定湿球温度线的湿球温度值，此时。 t,tww
7(露点温度
露点是指在水蒸气分压力不变的情况下冷却到饱和状态时的温度，也就是在含湿量不变的情况下冷却到饱和状态时的温度。在图上如图8-6所示:从初态点1向下作垂直线与的饱和曲线相,,100%h,d
交得点2，通过点2的定温线的读数就是状态点1的湿空气的露点温度。 td
8(热湿比
,h,1000从可知，在定焓过程中，热湿比。在定含湿量过程中， 如过程吸,,h,0,,0,d,0,d
热，则，如过程放热，则。因此，定焓线与定含湿量线将图分成四个区域如图8-5,,，,,,,,h,d
所示。从两线交点1出发，终态点可落在四个不同的区域内，此时四个区域具有如下的特点。
第?区域:从初态点1出发，落在这一区域内的过程，，，即增焓增湿过程，为,h,0,d,0,,0正值。
第?区域:从初态点1出发，落在这一区域内的过程，，，即增焓减湿过程，为,h,0,d,0,,0负值。
第?区域:从初态点1出发，落在这一区域内的过程，，，即减焓减湿过程，为,h,0,d,0,,0正值。
工程热力学复习总结 第 16 页 共 17 页
第?区域:从初态点1出发，落在这一区域内的过程，，，即减焓增湿过程，为负,h,0,d,0,,0
值。
四、过程
8-4-1 加热过程
加热过程中，，，热湿比。对每干空气而言，所吸收的热量为 ,,,kg,h,0,d,0
(kJ/kg(a))q,h,h21
8-4-2 冷却过程
在等冷却过程中，，，热湿比，湿空气在冷却过程中所放出的热量为 ,,,,d,h,0,d,0
(负值) (kJ/kg(a))q,h,h218-4-3 冷却去湿过程
在去湿冷却过程中，，，，在一般情况下，。由于，，d,dh,ht,t,,,,h,0,d,0'''1112'1222故热湿比。湿空气在去湿冷却过程中放出的热量为 ,,0
(负值) (kJ/kg(a))q,h,h'12
所析出的水分为
(负值) ,d,d,d(g/kg(a))'12
8-4-4 绝热加湿过程
在绝热加湿过程1-2中，，，，。因为，，过程1-2h,hd,d,,,t,t,h,0,d,021212121的热湿比，在绝热加湿过程中对每干空气而言吸收的水蒸气为 kg,,,
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(g/kg(a)),d,d,d218-4-5 定温加湿过程
喷蒸汽加湿的结果，使，，，温度虽略有升h,hd,d,,,212121高，但可近似地认为不变。
5如喷入压力为的饱和水蒸气，则水蒸气的焓值10Pa
，对每干空气而言所吸收的热量为 hkJkg,2676/kgv
2676,d qhhdhkJkga,,,,,0.001(/()) 21v1000而含湿量的增加。因此，喷饱和水蒸气加湿过程的热湿比为 ,d
,hhd2676,21,,，,，,100010002676 ,,dd1000
工程热力学总结
第一部分 (第一章～第五章)
一、概念
（一）基本概念、基本术语
1、工程热力学：工程热力学是从工程的观点出发，研究物质的热力性质、能量转换以及热能的直接利用
等问题。
2、热力系统：通常根据所研究问题的需要，人为地划定一个或多个任意几何面所围成的空间作为热力学
研究对象。这种空间内的物质的总和称为热力系统，简称系统。
3、闭口系统：没有物质穿过边界的系统称为闭口系统。系统内包含的物质质量为一不变的常量，所以有
时又称为控制质量系统。
4、开口系统：有物质流穿过边界的系统称为开口系统。开口系统总是一种相对固定的空间，故又称开口
系统为控制体积系统，简称控制体。
5、绝热系统：系统与外界之间没有热量传递的系统，称为绝热系统。
6、孤立系统：系统与外界之间不发生任何能量传递和物质交换的系统，称为孤立系统。
7、热力状态：我们把系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况，称为工质的热力状态，简称为状态。
8、状态参数：我们把描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。
9、强度性状态参数：在给定的状态下，凡系统中单元体的参数值与整个系统的参数值相同，与质量多少
无关，没有可加性的状态参数称为强度性参数。
10、广延性状态参数：在给定的状态下，凡与系统内所含物质的数量有关的状态参数称为广延性参数。
11、平衡状态：在不受外界影响（重力场除外）的条件下，如果系统的状态参数不随时间变化，则该系统
所处的状态称为平衡状态。
12、热力过程：把工质从某一状态过渡到另一状态所经历的全部状态变化称为热力过程。
13、准静态过程：理论研究可以设想一种过程，这种过程进行得非常缓慢，使过程中系统内部被破坏了的
平衡有足够的时间恢复到新的平衡态，从而使过程的每一瞬间系统内部的状态都非常接近平衡状态，于是整个过程就可看作是由一系列非常接近平衡态的状态所组成，并称之为准静态过程。
14、可逆过程：当系统进行正、反两个过程后，系统与外界均能完全回复到初始状态，而不留下任何痕迹，
这样的过程称为可逆过程。
15、热力循环：把工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又回复到初始状态的全部过程称为热
力循环，简称循环。
16、循环热效率：正循环中热转换功的经济性指标用循环热效率表示，循环热效率等于循环中转换为功的
热量除以工质从热源吸收的总热量。
17、卡诺循环：由两个可逆定温过程与两个可逆绝热过程组成的，我们称之为卡诺循环。
18、卡诺定理：卡诺定理可表达为：①所有工作于同温热源与同温冷源之间的一切热机，以可逆热机的热
效率为最高。②在同温热源与同温冷源之间的一切可逆热机，其热效率均相等。
19、孤立系统熵增原理：孤立系统的熵只能增大（不可逆过程）或不变（可逆过程），决不可能减小，此
为孤立系统熵增原理，简称熵增原理。
（二）与工质性质有关的概念
1、温度：把这种可以确定一个系统是否与其它系统处于热平衡的物理量定义为温度。
2、压力：流体单位面积上所受作用力的法向分量称为压力（又称压强）。
3、比容：单位质量工质所占有的容积称为工质的比容。
4、理想气体：理想气体是一种经过科学抽象的假想气体模型，它被假设为：气体分子是一些弹性的、不
占有体积的质点，分子相互之间没有作用力（引力和斥力）。
5、比热：单位物量的物体，温度升高或降低1K所吸收或放出的热量，称为该物体的比热，即c??q
dT。
6、定容比热：在定容情况下，单位物量的气体，温度变化1K所吸收或放出的热量，称为该气体的定容比热，即cv??qv
dT。
7、定压比热：气体加热在压力不变的情况下进行，加入的热量部分用于增加气体的内能，使其温度升高，部分用于推动活塞升高而对外作膨胀功。即：cp??qp
dT。
（三）与能量有关的概念
1、功：在热力学里，我们这样来定义功：“功是物系间相互作用而传递的能量。当系统完成功时，其对外
界的作用可用在外界举起重物的单一效果来代替。”
2、膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递的机械功称为膨胀功，也称容
积功。
3、轴功：系统通过机械轴与外界传递的机械功称为轴功。
4、流动功：开口系统因工质流动而传递的功。
5、技术功：技术上可资利用的功，它是稳定流动系统动能、位能的增量与轴功三项之和。
6、热量：热量学的热量定义是，在温差作用下系统与外界传递的能量称为热量。
7、系统储存能：系统储存的能量称为储存能，它有内部储存能和外部储存能之分。
8、内部储存能：储存于系统内部的能量，它与系统内工质的分子结构及微观运动形式有关，称为内能（或
内储存能）。
9、外部储存能：与系统整体运动以及外界重力场有关的能量,称为外储存能。
10、焓：焓的定义式为h?u?pv。对于流动工质，焓具有能量意义，它表示流动工质向流动前方传递的
总能量（共四项）中取决于热力状态的那部分能量。对于不流动工质，因pv不是流动功，焓只是一个复合状态参数，没有明确的物理意义。
11、熵：熵是一种广延性的状态参数。熵的定义式ds?
换的热量与热力学温度的比值。 ?QreT，即熵的变化等于可逆过程中系统与外界交
二、公式
（一）基本定律、基本方程
1、理想气体状态方程
①pv?RT （1kg物量表示的状态方程式）
②PV?mRT （mkg物量表示的状态方程式）
③pVM?R0T （1kmol物量表示的状态方程式）
④pV?nR0T （nkmol物量表示的状态方程式）
2、热力学第一定律
（1）闭口系统能量方程
①q??u?w （任何工质，任何过程）
②?q?du??w （任何工质，任何过程）
③?q?du?pdv （可逆过程）
2
④q??u??pdv （可逆过程）
1
（2）开口系统能量方程
2?Q??h2?c2?gz2??m2??h1?c12?gz1??m1??Wnet?dEcv ?
?12????12??
（3）开口系统稳态稳流能量方程
①q??h?wt （任何工质，任何过程）
②?q?dh??wt （任何工质，任何过程）
③?q?dh?vdp （可逆过程）
2
④q??h?vdp （可逆过程）
1?
3、热力学第二定律 ?Q?0 （循环过程） ①?T
②?S??T?Qr （闭口系统）
③?S?Sf?Sg （闭口系统）
④?Siso?0 （孤立系统或闭口绝热系统）
（二）基本公式
1、温度
t?T?273.15
2、循环效率 ①??w0q1?q2q??1?2 q1q1q1
q2q2 ?w0q1?q2
q1q1 ?w0q1?q2②?1?③?2?
3、理想气体比热 ?q①c? dT
Mc?c?0 ②c'?22.4
Mc③c? M
④cp?cv?R （梅耶公式） ⑤??
⑥cv?cpcv?c'pc'v?McpMcv R ??1
?R⑦cp? ??1
i⑧Mcv?R0 2
i?2R0 ⑨Mcp?2
4、系统总储存能
e?u?ek?ep?u?12c?gz 2
5、理想气体内能变化
①du?cvdT （理想气体，任何过程）
2
②?u??cdT （理想气体，任何过程） v
1
6、理想气体焓变计算
①dh?cpdT （理想气体，任何过程）
2
②?h??c
1pdT （理想气体，任何过程）
7、理想气体熵变计算 ①?s?cvlnT2v?Rln2 T1v1
T2p?Rln2 T1p1
v2p?cvln2 v1p1②?s?cpln③?s?cpln
8、膨胀功
①?w?pdv
2
②w??pdv （仅适用于可逆过程）
1
9、流动功
①wf?pv
②wf?p2v2?p1v1 （移动1kg工质进、出控制体净流动功）
10、技术功 12①wt??c?g?z?ws （任何工质，任何过程） 2
12②?wt?dc?gdz??ws （任何工质，任何过程） 2
③?wt??vdp （可逆过程）
2
④wt??vdp （可逆过程）
1?
11、热量
①?q?Tds
2
②q?Tds
1?
12、多变指数
n?ln(p2/p1) ln(v1/v2)
13、多变比热
n??cn?cv n?1
14、活塞式压气机余隙百分比
c?V3?100% V1?V3
15、多级压气机每级升压比
??16、卡诺循环热效率 ①?t,c?1?T2 T1
②?1,c?T2 T1?T2
q1q1T1 ??w0q1?q2T1?T2③?2,c?
17、作功能力损失
①L?T0Sg
②Liso?T0?Siso
18、熵方程
①?Ssys?Sf?Sg （闭口系统）
②sg?s2?s1?sf （稳态稳流的开口系统）
（三）导出公式
1、多变过程的过程方程式
p?vn?Const
2、多变过程初、终状态参数间的关系 ?v1?pn?①2?? （pv?定值） ?p1?v?2?
T2?v1??②T1??v2????n?1n （Tv
n?1
nn?1?定值） ③T2?p2?????T1?p1?? （T
pn?1
n?定值）
3、膨胀功
w??pdv12
1(p1v1?p2v2)n?1
1?R(T1?T2)n?1
n?1??n??p1?RT1?1??2????p1??n?1?????
4、技术功
wt?n?w
5、热量
qn?cv(T2?T1)?R??1(T1?T2)?cv(T2?T1)?cv(T2?T1)n?1n?1
n???cv(T2?T1)?cn(T2?T1)n?1
三、图
（一）多变过程在p?v图和T?s图上的分布规律
（1）p?v图
多变过程线在p?v图上的斜率：
（2）T?s图
多变过程线在T?s图上的斜率：dpp??n dvvdTTn?1?
?T
dscncv(n??)
（二）在p?v图和T?s图上各线群的大小变化趋向
（三）过程中q、w和?u正负值的判断
膨胀功w的正负应以过起点的定容线为分界。p?v图上，由同一起点出发的多变过程线，若位于定容线的右方，各过程的w为正，反之为负。T?s图上，w?0的过程线位于定容线的右下方；w?0的过程线位于定容线的左上方。
技术功wt的正负应以过起点的定压线为分界。p?v图上，由同一起点出发的多变过程线，若位于定压线的下方，各过程的wt为正，反之则负。T?s图上，wt?0的过程线位于定压线的右下方；wt?0的位于定压线的左上方。
热量q的正负以过起点的定熵线为分界。显然，T?s图上，任何同一起点的多变过程线，若位于定熵线的右方，则q?0；反之q?0。p?v图上，若位于定熵线右上方，q?0；反之q?0。
?u(?h,?T)的正负以过起点的定温线为分界。T?s图上，任何同一起点的多变过程线，若位于定温线之上，?u(?h,?T)?0，反之则?u(?h,?T)?0。p?v图上，?u(?h,?T)?0的过程位于定温线的右上方；反之则位于定温线的左下方。
（四）根据过程的要求，在p?v图和T?s图上表示该过程
例如，要求将工质又膨胀、又吸热、又降温的过程表示在p?v图和T?s图上。步骤如下： ①先在p?v图和T?s图上画出四条基本过程线，如图3-4所示。
②找出工质膨胀的区域。p?v图上在定容线右侧，T?s图上在定容线右下侧，如图3-4所示的1区域。
③找出工质吸热的区域。p?v图上在定熵线右上侧，T?s图上在定熵线右侧，如图3-4所示的2区域。
④找出工质降温的区域。p?v图上在定温线左下侧，T?s图上在定温线下侧，如图3-4所示的3区域。
⑤在p?v图、T?s图上，所标的以上3个区域重叠区域，就是工质又膨胀、又吸热、又降温的区域。从a点向该区域画一条线a?b，该过程线即为所要求的过程线，见图3-4所示。
四、过程
多变过程 p?vn?Const
1、n?0时， p?Const，表示定压过程；
2、n?1时，pv?Const，表示定温过程；
3、n??时，pv??Const，表示定熵过程；
4、n???时，v?Const，表示定容过程。
第二部分 水蒸气
一、概念
1、汽化：物质由液相转变为气相的过程，称为汽化。气化有蒸发和沸腾两种形式。蒸发是指液体表面的
汽化过程，通常在任何温度下都可以发生，沸腾是指液体内部的汽化过程，它只能在达到沸点温度时才会发生。
2、凝结：物质由气相转变为液相的过程，称为凝结。
3、水蒸气的饱和状态：液体汽化和气体凝结的动态平衡状况称为水蒸气的饱和状态。
4、汽化潜热：将1kg饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所需要的热量。
5、干度：单位质量湿蒸汽中所含干饱和蒸汽的质量叫作湿饱和蒸汽的干度。
6、临界点：当温度超过一定值tc时，液相不可能存在，而只可能是气相。tc称为临界温度，与临界温度
相对应的饱和压力pc称为临界压力。所以，临界温度和压力是液相与气相能够共存时的最高值。当压力高于临界压力时，液-汽两相的转变不经历两相平衡共存的饱和状态，在定压下液-汽两个相区不存在明显的、确定的界线。临界参数是物质的固有常数。
二、公式
1、干度
x?mv mf?mv
2、湿饱和蒸汽的参数值
①y?xy''?(1?x)y'?y'?x(y"?y')
y?y' y"?y'②x?
3、汽化潜热
r?Ts(s"?s')?h"?h'
三、图
1、水蒸气的p?v图和T?s图
2、水蒸气的焓熵图
四、过程
1、定压过程
q??h?h2?h1
?u?h2?h1?p(v2?v1)
w?q??u或w?p(v2?v1)
wt
???vdp?0
2、定容过程
w??pdv?0
q??u
?u?h2?h1?v(p2?p1)
wt???vdp?v(p1?p2)
3、定温过程
q?T(s2?s1)
w?q??u
wt?q??h
?u?h2?h1?(p2v2?p1v1)
4、绝热过程
q?0
w???u
wt???h
?
u?h2?h1?(p2v2?p1v1)
第三部分 湿空气
一、概念
1、未饱和空气：由干空气与过热水蒸气（状态点a）所组成的湿空气称为未饱和空气。
2、饱和空气：由干空气与饱和水蒸气组成的湿空气称为饱和空气。
3、干球温度：指用普通温度计（又称干球温度计）测得的温度就是干球温度。
4、露点温度：露点温度td是对应于水蒸气分压力pv下的饱和温度，简称露点。
5、绝热饱和温度：在绝热的条件下对湿空气加入水分，并尽其蒸发而使湿空气达到饱和状态时所对应的
温度。
6、湿球温度：指用湿纱布包裹的湿球温度计测得的湿纱布中水的温度。
7、绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量，称为湿空气的绝对湿度。
8、相对湿度：湿空气的绝对湿度?v与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度?s的比值，称为相对湿度。
9、含湿量：在含有1kg干空气的湿空气中，所混有的水蒸气质量称为湿空气的含湿量（或称比湿度）。
10、饱和度：湿空气的含湿量d与同温下饱和空气的含湿量d，的比值称为饱和度。
11、湿空气的容积：湿空气的容积是1kg干空气为基准定义的，它表示在一定温度T和总压力p下，1kg
干空气和0.001dkg水蒸气所占有的容积，即1kg干空气的湿空气容积。
12、湿空气的焓值：湿空气的焓是以1kg干空气为基准来表示的，它是1kg干空气的焓和0.001dkg水蒸气
的焓的总和。
13、热湿比：为了说明过程中焓和含湿量的变化，可以用状态变化前后的焓差和含湿量差的比值来描绘过
程。它反映了过程的方向与特征。这个比值称为热湿比。其定义式是???1000h2?h1?h?1000 (kJ/kg)。热湿比?在h?d图上反映了过程线的倾斜度，因此，d2?d1?d
也称角系数。
二、公式
1、湿空气的总压力
p?pa?pv
2、湿空气的分子量及气体常数
ppB?pvpM?raMa?rvMv?aMa?vMv?Ma?vMv BBBB
3、绝对湿度 ①?v?mvp?v (kg/m3) VRvT
ps3 (kg/m) RvT②?s?
4、相对湿度
???vpv? ?sps
5、含湿量（比湿度）
d?622pv?ps?622 (g/kg(a)) B?pvB??ps
6、饱和度
D?B?psd ??dsB?pv
7、湿空气的容积
v?Ra?T(1?0.001606d) (m3/kg(a)) p
8、湿空气的密度
1?0.001d?? v
9、湿空气的焓值
h?1.01t?0.001d(2501?1.85t) (kJ/kg(a))
10、湿空气中干空气的质量
ma?paV(B?pv)V(B?pv)V ??RaTRaT287T
11、热湿比
??h2?h1h?h?h?100021?1000 (kJ/kg) 0.001(d2?d1)d2?d1?d
三、湿空气的焓湿图
1．定含湿量线
定d线是一组垂直线，自左向右d值逐渐增加，纵坐标为d?0的定d线。常常在图的上方或下方画一个水平轴来标出含湿量d的值。
2．定焓线
定h线作成一组与纵坐标轴夹角为135?的平行直线。沿纵坐标轴的零点以上焓为正值；零点以下焓为负值，自下向上焓值逐渐增加。纵坐标轴上的读数也是干空气在不同温度下的焓值。
3．定温（干球温度）线
d(2501?1.85t)的关系式，可以看出，当t为定值时，h与d成线性关系，其根据h?1.01t?0.001
(2501?1.85t)为正值并随t的升高而增大。斜率0.001由于各定温线的温度不同，每条定温线的斜率不等，所以各定温线不是平行的。但斜率中的2501远远大于1.85t的值，所以各定温线又几乎是平行的。
4．定相对湿度线 根据d?622?ps的关系式。在一定的大气压力B下，当?值一定时，含湿量d与水蒸气饱和分B??ps
?ps，就可得到相应温度t下的一系列d值。在h?d图上可得到相B??ps压力ps之间有一系列的对应值，而ps又是温度t的单值函数。因此，当?为某一定值时，把不同温度t的饱和分压力ps值代入式d?622
应的状态点，连接这些状态点，就可得出某一条向上凸出的定相对湿度线。显然，??0的定相对湿度线就是干空气，亦即纵坐标轴；??100%的相对湿度线是饱和湿空气线，也称临界线。它将h?d图分成两部分，上部为未饱和湿空气区域，??1；线上各点是饱和湿空气；下部没有实际意义，因为达到??100%时已经饱和，再冷却则水蒸气凝结为水析出，湿空气仍保持??100%
5应该指出，如大气压力B?10Pa，则相应B压力的水蒸气饱和温度t?99.63?C。当湿空气温度
t?99.63?C时，定?线是向上凸出的曲线，它表征，在一定?值下，随着温度（或焓值）的增加，湿空气中的含湿量相应增加。当湿空气温度t?99.63℃时，水蒸气饱和分压力ps能达到的极限值是B，这时
d?622?ps?B?，说明相对湿度?与t无关，仅与d（或pv）有关。因此，?622?622B??psB??B1??
在h?d图上，定?线超过与B相应的饱和温度线之后变成一条与等d线平行垂直向上的直线。由于在空调工程中，高温空气不常采用，附录中给出的h?d图未示出这种情况。但在干燥工程中所应用h?d图，湿空气的温度往往超过100?C，所给出的h?d图中定?线就包括上述的垂直线段。
5．水蒸气分压力线 由d?622Bdpv,可得pv?。当大气压力B为一定值时，水蒸气分压力pv仅与含湿量d有622?dB?pv
622关，即pv?f(d)。这说明在B?常数的h?d图上，d与pv不是相互独立的两个状态参数。当d
时，pv与d近似成直线关系。因此，可以在h?d图上给出d与pv之间的变换线。可利用??100%曲线下面的空档，将与d相对应的pv值表示在图右下方的纵轴上，也可以表示在横坐标轴上，如附录图2所给出的h?d图。
6．定湿球温度线
在工程计算中完全可用定焓线来代替定湿球温度线，定焓线与??100%线的交点所通过的定温线的
'温度值，就是这条定湿球温度线的湿球温度值，此时tw?tw。
7．露点温度
露点是指在水蒸气分压力不变的情况下冷却到饱和状态时的温度，也就是在含湿量不变的情况下冷却到饱和状态时的温度。在h?d图上如图8-6所示：从初态点1向下作垂直线与??100%的饱和曲线相交得点2，通过点2的定温线的读数就是状态点1的湿空气的露点温度td。
8．热湿比
从??1000 ?h可知，在定焓过程中?h?0，热湿比??0。在定含湿量过程中，?d?0 如过程吸?d
热，则????，如过程放热，则????。因此，定焓线与定含湿量线将h?d图分成四个区域如图8-5所示。从两线交点1出发，终态点可落在四个不同的区域内，此时四个区域具有如下的特点。
第Ⅰ区域：从初态点1出发，落在这一区域内的过程，?h?0，?d?0，即增焓增湿过程，??0为正值。
第Ⅱ区域：从初态点1出发，落在这一区域内的过程，?h?0，?d?0，即增焓减湿过程，??0为负值。
第Ⅲ区域：从初态点1出发，落在这一区域内的过程，?h?0，?d?0，即减焓减湿过程，??0为正值。
第Ⅳ区域：从初态点1出发，落在这一区域内的过程，?h?0，?d?0，即减焓增湿过程，??0为负值。
四、过程
8-4-1 加热过程
加热过程中，?h?0，?d?0，热湿比???。对每kg干空气而言，所吸收的热量为
q?h2?h1 (kJ
/kg(a))
8-4-2 冷却过程
在等d冷却过程中，?h?0，?d?0，热湿比????，湿空气在冷却过程中所放出的热量为
q?h2?h1（负值）(kJ/kg(a))
8-4-3 冷却去湿过程
在去湿冷却过程中，h2'?h1，d2'?d1，t2'?t1，在一般情况下，?2'??1。由于?h?0，?d?0，故热湿比??0。湿空气在去湿冷却过程中放出的热量为
q?h2'?h1（负值） (kJ/kg(a))
所析出的水分为
?d?d2'?d1（负值） (g
/kg(a))
8-4-4 绝热加湿过程
在绝热加湿过程1-2中，h2?h1，d2?d1，?2??1，t2?t1。因为?h?0，?d?0，过程1-2的热湿比???，在绝热加湿过程中对每kg干空气而言吸收的水蒸气为
?d?d2?d1 (g/kg(a))
8-4-5 定温加湿过程
喷蒸汽加湿的结果，使h2?h1，d2?d1，?2??1，温度虽略有升
高，但可近似地认为不变。
如喷入压力为105Pa的饱和水蒸气，则水蒸气的焓值
hv?2676kJ/kg，对每kg干空气而言所吸收的热量为
q?h2?h2676?d
1?0.001?dhv?1000 (kJ/kg(a))
而含湿量的增加?d。因此，喷饱和水蒸气加湿过程的热湿比为
??1000?h2?h1
?d?1000?2676?d
1000?
d?2676
工程热力学总结
工程热力学部分
工质（substance）：实现热能和机械能转化的媒介物质。
1. 基本概念
1.1 平衡状态及状态参数
1.平衡状态：
一个热力系统，如果在不受外界影响的条件下， 系统的状态能够始终保持不变，则系统的这种状态 为平衡状态。
2. 状态参数（state parameter）
描述工质所处状态的宏观物理量 ( 状态参数的值只取决于给定的状态，与如何达到这一状态的途径无关 )
3 基本状态参数 压力（绝对） 温度 比体积
（1）温度 （temperature）是标志物体冷热程度的参数。 （2）热力学第零定律（the zeroth law of Thermodynamics）
如果两个物体同时与第三个物体处于热平衡，则它们彼此也处于热平衡。
? 水的三相点温度 t = 0.01 ℃
热力学温标基准点：取水的三相点（triple point）（纯水固、液、气三相平衡共存的状态点）为基准点，定义其温度为273.16 K。 （3）压力
大量分子与容器壁面碰撞作用力的统计平均值。 压力：单位面积上所受的垂直作用力 （4）. 比体积及密度
说明工质在某一状态下分子疏密程度的物理量。
1.2 状态方程与状态参数坐标图
状态公理： 对于简单可压缩系统（与外界只有热量和体积变化功（膨胀与压缩功）），只需两个独立的状态参数，便可确定它的平衡状态 压容图（p-v图）温熵图（T-s图） 压焓图（p-h图）
1.3 准平衡过程和可逆过程
1. 准平衡过程（准静态过程） ：
假设过程中系统所经历的每一个状态都无限接近于平衡状态的过程。 （非平衡过程不能在状态参数坐标图上表示，虚线） 弛豫时间 （relaxation time）
当工质在平衡被破坏后，自动恢复到平衡所需时间。 2. 可逆过程：
当系统完成某一路径（path） 后，如果全过程沿相同的路径逆行而能使过程中所涉及的一切都恢复到原来的状态而不留下任何痕迹，则这一过程即为可逆过程。 耗散效应：通过摩擦，粘性扰动，温差传热等消耗功或潜在作功能力的损失． 实现条件：是无耗散的准静态过程。
1.4 功量与示功图，热量、熵与示热图。
1.示功图：
对一个可逆过程，体积变化功可在p-v图上用过程线下面的面积表示。
δw=pdv
w=?pdv
1
2
功是过程量： 与初、终态有关，与过程有关。
2.示热图：
δq=Tds
可逆过程中，热量在T-s图上用过程线下面的面积表示热量是过程量：与初终状态，过程有关 系统绝热： δ q = 0 可逆绝热： d s = 0
不可逆过程，有耗散，不等于面积.
功转变成热量是无条件的； 而热转变成功是有条件的。
1. 平衡状态与稳定状态有何区别？热力学中为什幺要引入平衡态的概念？
答：平衡状态是在不受外界影响的条件下，系统的状态参数不随时间而变化的状态。而稳定状态则是不论有无外界影响，系统的状态参数不随时间而变化的状态。可见平衡必稳定，而稳定未必平衡。热力学中引入平衡态的概念，是为了能对系统的宏观性质用状态参数来进行描述。
2. 用U形管压力表测定工质的压力时，压力表液柱直径的大小对读数有无影响？ 答：严格说来，是有影响的，因为U型管越粗，就有越多的被测工质进入U型管中，这部分工质越多，它对读数的准确性影响越大。
? 1.闭口系与外界无物质交换，系统内质量保持恒定，那么系统内质量保持恒定的热
力系一定是闭口系统吗？
? 答：不一定。稳定流动开口系统内质量也可以保持恒定
? 2.有人认为，开口系统中系统与外界有物质交换，而物质又与能量不可分割，所以
开口系统不可能是绝热系。对不对，为什么？
? 答：这种说法是不对的。工质在越过边界时，其热力学能也越过了边界。但热力学
能不是热量，只要系统和外界没有热量地交换就是绝热系。
q=?Tds
1
2
2. 热力学第一定律
2.1 闭口系统的热力学第一定律表达式
(1)储存能 热力学能（t v） (2).热力学第一定律:
热能与机械能是可以相互转换的，且转换前后的总量保持不变。 不消耗能量而能对外连续作功的第一类永动机是不可能实现的。
2.2 开口系统的稳定流动能量方程式，稳定流动与流动功，开口系统稳定流动能
量方程，技术功。
1稳定流动：工质的流动状况不随时间而改变，即任一流通截面上工质的状态不随时间而改
变，各流通截面工质的质量流量相等，且不随时间而改变。系统内各处及进出口截面，工质的流量和流速不变。系统与外界交换的热量和功量稳定不变。 2开口系统稳定流动能量方程:q=(h2-h1)+
122(cf2-cf1)+g(z2-z1)+ws 2
3推动功:推动工质流入、流出系统所消耗的功量p2v2δm2-p1v1δm1 4技术功wt:工程上可以直接利用的机械能wt=
可逆过程：wt=
12
cf2-cf21+g(z2-z1)+ws 2
()
?
2
1
pdv-(p2v2-p1v1)=-?vdp δq=dh-vdp
1
2
工质稳定流经热力设备时所作的技术功等于膨胀功减去净流动功，而轴功只是技术功的一部分。w
t=w-(p2v2-p1v1)=-
?vdp
1
2
. 下列说法是否正确？
⑴ 气体膨胀时一定对外作功。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，对外不作功。 ⑵ 气体被压缩时一定消耗外功。
对，因为根据热力学第二定律，气体是不可能自压缩的，要想压缩体积，必须借助于外功。
⑶ 气体膨胀时必须对其加热。
错，比如气体向真空中的绝热自由膨胀，不用对其加热。
⑷ 气体边膨胀边放热是可能的。
对，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边膨胀边放热。 ⑸ 气体边被压缩边吸入热量是不可能的。
错，比如多变过程，当n大于k时，可以实现边压缩边吸热。 ⑹ 对工质加热，其温度反而降低，这种情况不可能。
错，比如多变过程，当n大于1，小于k时，可实现对工质加热，其温度反而降低。
4. “任何没有体积变化的过程就一定不对外作功”的说法是否正确？
答：不正确，因为外功的含义很广，比如电磁功、表面张力功等等，如果只考虑体积功的话，那么没有体积变化的过程就一定不对外作功。
3. 理想气体的性质与热力过程 3.1 理想气体状态方程
1.热机中的工质都采用容易膨胀的气态物质，包括：气体和蒸汽。 （区别：气体指远离液态、不易液化的气态物质，蒸汽是指离液态较近、容易液化的气态物质，两者之间并无严格的界限。） 2. 理想气体：（实际气体所处的状态：温度较高，压力较低 或是压力不太高，温度不太低）
气体分子之间的平均距离相当大，分子的体积与气体的总体积相比可忽略不计，即分子是不占有体积的质点；分子间不存在相互作用力，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。
实际气体 不能忽略分子本身的体积和分子间的相互作用力。 3 . 理想气体的状态方程式
对1kg 气体： p v = Rg T 对mkg 气体： pV = m Rg T p—绝对压力
R=8.314J/(mol?K)
阿伏加德罗定律：在同温同压下，所有气体的摩尔体积Vm都相等。1kmol 任何气体所占的体积皆为22.41410 m3
3.2 理想气体的热容，热力学能，焓和熵。
1. 热容：物体温度升高1K（或1℃）所需要的热量， 用C表示，单位J/K。C=
δQ
dT
=
δQ
dt
（1）比热容（specific heat）
单位质量物质的热容量（质量热容） 用c表示 ，单位 J / (kg . K) （2）摩尔热容（molar heat）
1mol物质的热容量，用Cm表示, 单位J /( mol . K) （3）体积热容（Volume Heat）
c=
δq
dT
Cm=Mc
标况下，1m3气体的热容量，
CV=
Cm22.4
kJ/(m3?K)
用CV表示，单位J / (m3 . K) 2. 影响热容的因素：（1）气体的性质；（2）气体的加热过程；（3）气体的温度。
cV=
3. 比定容热容cv和比定压热容cp:
δqV
dT
=(=(
δq
dT
)V
cp=
δqp
dT
δq
dT
)p
cp=(
δq
dT
)p=(
dh-vdp?h
)p=()p
dT?T
在压力不变时，比焓对温度的偏导数，其数值等于在压力不变时，物质温度变化1K时比焓的变化量。
4. 理想气体的 cv 和 cp 的关系 （1）迈耶公式：
cp-cV=RgCp,m-CV,m=R
同温度下，任意气体的cp > cv
原因：气体定容加热时，不对外膨胀作功，所加入的热量全部用于增加气体本身的热力学能，使温度升高。而定压过程中，所加入的热量，一部分用于气体温度升高，另一部分要克服外力对外膨胀作功，因此，相同质量的气体在定压过程中温度升高1K要比定容过程中需要更多的热量。
（2）比热容比 γ
γ=
cpcV
cp=
γγ-1
Rg
1cV=Rg
γ-1
t2
5. 平均比热容 ：6.
理想气体的定值摩尔热容：气体分子运动论和能量按自由度均分
dUmi
=RdT2
Cp,m=CV,m+R=
i+2
R2
cdt?q1-2t1
c|==
t2-t1t2-t1
t2t1
c|t02t2-c|t01t1
c|=
t2-t1
t2t1
CV,m=
I --- 分子运动自由度 (单双多i=3/5/7)
利用不同的比热容计算热量时，各有优缺点：
（1）利用真实比热容，计算精度高，但不太方便。 （2）利用平均比热容及气体热力性质表，一般来 说，计算方便，且有足够的精度。 （3）利用定值比热容，误差较大，尤其在温度较 高时不宜采用。（振动能，温度越低越不易激发，原子越少越不易激发）
?s=cVln?s=cpln?s=cVln
T2v+Rgln2T1v1
T2p
-Rgln2适用条件：理想气体，任意过程，定值比热容
T1p1p2v+cpln2p1v1
3.3 理想混合气体的基本定律，混合气体的成分，平均摩尔质量和平均气体常数。
3.4 理想气体的基本热力过程，多变过程的计算及p-v图，T-s图表示。
PPT
3. 理论依据；
4. 热力学第二定律
4.1 热力学第二定律的表述
1．理想气体绝热自由膨胀过程（非准静态过程）
由热力学第一定律，由于为绝热过程，又由于气体向真空自由膨胀，即不受阻碍，所以对于理想气体内能只是温度的函数：
所以 即理想气体绝热自由膨胀后温度将恢复原来的温度 说明：
（1） 虽然理想气体绝热自由膨胀后温度恢复，但整个过程并不是等温过程。 （2） 理想气体绝热自由膨胀过程是非准静态过程，除初，末态外，系统每一时刻都处于非平衡态。
（3） 对于实际气体，温度一般不会恢复到原来温度 2. 克劳修斯表述（The Clausius statement）：
不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。(量传递方向性的角度提出热不可能自发地，不付代价地从低温物体传至高温物体。)
3. 开尔文—普朗特表述（The Kelvin-Planck statement）：
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。(转化为机械能的角度提出更为严密的表述：)
4. 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。
4.2 卡诺循环和卡诺定理
（1）正向循环：将热能转变为机械能的循环。 顺时针方向进行：
δQ=δW
Qnet=Q1-Q2=Wnet
（2） 热效率ηt
ηt=
WnetQ1-Q2Q
==1-2Q1Q1Q1
适用：各类正向循环（可逆循环和不可逆循环）
（3）逆向循环：将热量从低温物体传至高温物体的循环（制冷，热泵循环）。逆时针方向进行：
? 制冷循环的工作系数——制冷系数：
ε=
Q2Q2
=
WnetQ1-Q2
? 热泵的工作系数——供热系数：
ε'=
Q1Q1
=
WnetQ1-Q2
ε’ > 1。 ε 可能>1，=1，<1>
是由两个可逆定温过程和两个可逆绝热过程组成的循环。
循环热效率：ηt=
wnetq1-q2q
==1-2q1q1q1
η
c=1-
q2T?sT
=1-2=1-2q1T1?sT1
卡诺定理
定理一：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。
非理想气体为工质的可逆循环与 理想气体的可逆循环热效率相等。
适用于概括性卡诺循环。
定理二：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。
4.3 克劳修斯不等式与不可逆过程熵的变化，孤立系统熵增原理与作工能力损失。
δQ1.——克劳修斯积分等式。表明工质经历一个任意 =0
T
δQ
可逆循环后，沿整个循环的积分为零。(积分与路径无关
T
)
2. 克劳修斯不等式
δQ
T
<>
δQ
T
沿整个循环
的积分小于零。
3不可逆过程熵的变化
dS≥
δQ
T
S2-S1≥?
2
δQ
T
1
4 闭口系统的熵方程
dS=dSf+dSg适用：闭口系统的各种过程和循环。
5.孤立系统的熵增原理 对孤立系统：
dSiso=dSf+dSg
?
=dSg≥0
——孤立系统的熵增原理。
即孤立系统的熵只能增大或者不变， 绝不能减小。
? 孤立系统的熵增原理是热力学第二定律的 另一种数学表达式。
6. 作功能力的损失
（1）系统（或工质）的作功能力
是指在给定环境条件下，系统达到与环境热力平衡时可能作出的最大有用功。 通常将环境温度T0作为衡量作功能力的基准温度。 由于不可逆引起的作功能力的损失为：
''
I=WR-WIR=(Q1-Q2)-(Q1'-Q2)=Q2-Q2
?Siso
''
Q2Q2Q2-Q2=-= T0T0T0
I=T0?Siso
多热源可逆循环的热效率小于等于同温限间卡诺循环热效率。
5-2 下列两种热效率公式的形式各适用于什么情况:
前式适用于各种可逆和不可逆的循环，后式只适用于可逆的卡诺循环。(??)
工质经历不可逆循环后△S>0(错)，工质经历可逆和不可逆循环后都回到初态，所以熵变为零。
5. 若工质从同一初态出发，分别经历可逆绝热过程与不可逆绝热过程膨胀到相同的终压
力，两过程终态的熵哪个大？对外作的功哪个大？试用坐标图进行分析. 答：不可逆过程熵大，可逆过程作功大
T
ηt,c=1-r2
Tr1
ηt=1-
q2q1
5. 水蒸气与湿空气
5.1 水蒸气的产生过程，状态参数，基本热力过程。
1蒸气：泛指刚刚脱离液态或比较接近液态的气态物质。是一种实际气体。 2蒸发 (boil-off) ：在液体表面较缓慢地进行的汽化过程。 特点:(1) 蒸发可以在任何温度下进行。
(2)蒸发速度取决于液体的性质，液体的温度，蒸发表面积和液面上气流速度。 3.沸腾 (boiling) :
在特定的温度下发生，在液体内部和表面同时进行的强烈的汽化过程。 特点: (1)沸腾的温度与液体所受的压力有关。
(2)沸点(boiling point)：
在某一压力下，液体沸腾时的温度。
? 与液体的性质有关。
? 同种液体，沸点还随压力的升高而增大。
饱和压力随饱和温度的升高而增大，两者一一对应。 4.湿饱和蒸汽 (wet vapor)：
是饱和蒸汽与饱和液体的混合物．二者处于两相平衡。 5. 干饱和蒸汽：
不含有液体的饱和蒸汽。
6. 过热蒸汽 (superheated vapor) ；
在一定压力下，温度大于饱和温度时的蒸汽。 过热度：过热蒸汽温度t – 饱和蒸汽温度ts。 7. 过冷液体 (subcooled liquid) ：
在一定压力下，温度低于相应饱和温度的液体。 过冷度：饱和蒸汽温度ts –过冷液体温度t。
干度 (quality) ：
湿蒸汽中所含有的干饱和蒸汽的质量分数。
x=
mvmv+mw
选择水的三相点（273.16K）的液相水为基准点。
规定该状态下，液相水的热力学能和熵为零。
h=u+pv=0+611.7Pa?0.00100021m3/kg=0.00061kJ/kg≈0
湿饱和蒸汽:
vx=xv''+(1-x)v'hx=xh''+(1-x)h'sx=xs''+(1-x)s'ux=hx-psvx
基本热力过程，书上公式
5.2 未饱和湿空气与饱和湿空气，绝对湿度、相对湿度和含湿量、气体常数和密
度、基本热力过程。
湿空气：是指含有水蒸气的空气。
干空气：是指完全不含水蒸气的空气。
湿空气可以看作是理想气体的混合物；
湿空气是定组元，变成分的混合气体。
干空气的含量在过程中恒定不变；
水蒸气的含量或成分会变化。
1. 未饱和湿空气：
由干空气和过热蒸汽组成的湿空气。
若 p v < p="" s="" ,="">
未饱和湿空气可理解为：水蒸气的分压力尚未
达到湿空气温度下的饱和压力。
2. 饱和湿空气
由干空气和干饱和水蒸气组成的湿空气。
露点温度：湿空气中水蒸气的分压力pv 所对应的饱和温度。
若Td < 0oc="" ,="">
1. 绝对湿度：
（1）定义：1m3的湿空气中所含水蒸气的质量。
ρv=mvp=v
VRg,vT
（3）对饱和湿空气
ρs=mvp=s
VRg,vT
2. 相对湿度：
（1）定义：湿空气的绝对湿度与同温度下湿空气的最大绝对湿度之比。
?=ρvpv=ρsps
? 相对湿度越小，湿空气中水蒸气偏离饱和
状态越远，空气越干燥，吸湿能力越强。
? φ=0，对应于干空气；
? φ=1，湿空气为饱和湿空气。
3. 含湿量（比湿度）
（1）定义：是指在湿空气中，与单位质量干空气共存的水蒸气含量。
d=mvρv=maρa
（3）含湿量与水蒸气分压力，相对湿度关系：
d=0.622pvpv?ps=0.622=0.622pap-pvp-?ps
1. 湿空气的相对分子质量，水蒸气分压力越大，水蒸气的含量越多，湿空气的平均相对
分子质量就越小。
2. 湿空气的气体常数将随着水蒸气分压力的提高而增大。
3. Rg随水蒸气分压力 pv的提高而增大。
4. 湿空气的密度永远小于干空气的密度。
基本热力过程：
1， 加热吸湿过程
加热过程，湿空气的含湿量不变，相对湿度降低，吸湿能力增强。
吸湿过程，绝热加湿，焓值不变，含湿量增加，相对湿度增加。
2， 冷却去湿过程
冷却时温度降低，在温度降至露点以前其含湿量保持不变，相对湿度逐渐增加。
1.为何阴雨天晒衣服不易于，而晴天则容易干？
答：阴雨天空气的湿度大，吸取水蒸气的能力差，所以晒衣服不易干。晴天则恰恰相反，所以容易感。
2.为何冬季人在室外呼出的气是白色雾状?冬季室内有供暖装置时，为什么会感到空气干燥？用火炉取暖时，经常在火炉上放—壶水，目的何在?
答：人呼出的气体是未饱和湿空气。当进入外界环境时，外界环境的温度很低使得呼出的气体得到冷却。在冷却过程中，湿空气保持含湿量不变，温度降低。当低于露点温度时就有水蒸气不断凝结析出，这就形成了白色雾状气体。
冬季室内有供暖装置时，温度较高，使空气含湿量减小。因此会觉得干燥。放一壶水的目的就是使水加热变成水蒸气散发到空气中增加空气的含湿量。
3.何谓湿空气的露点温度?解释降雾、结露、结霜现象，并说明它们发生的条件。
答：露点：湿空气中水蒸气的分压力所对应的饱和温度称为湿空气的露点温度，或简称露点。
a)雾是近地面空气中的水蒸气发生的凝结现象。 白天温度比较高，空气中可容纳较多的水汽。但是到了夜间，地面温度较低，空气把自身的热量传给地面，空气温度下降，这时湿空气随温度降低呈现出过饱和状态，就会发生凝结，当足够多的水分子与空气中微小的灰尘颗粒结合在一起，同时水分子本身也会相互粘结，就变成小水滴或冰晶，这就形成了雾。雾的形成基本条件，一是近地面空气中的水蒸气含量充沛，二是地面气温低。三是在凝结时必须有一个凝聚核，如尘埃等。
b)露是水蒸气遇到冷的物体凝结成的水珠。露的形成有两个基本条件：一是水汽条件好，二是温度比较低的物体（低，指与露点温度比较）。温度逐渐降低且保持含湿量不变，当温度低于露点温度时就有水珠析出，这就形成露。
c)霜是近地面空气中的水蒸气在物体上的凝华现象。霜的形成有两个基本条件，一是空气中含有较多的水蒸气，二是有冷(O℃以下)的物体。湿空气与温度较低物体接触达到水汽过饱和的时候多余的水汽就会析出。如果温度在0°C以下，则多余的水汽就在物体表面上凝华为冰晶，形成霜。
φd6.刚性容器内湿空气温度保持不变而冲入干空气，问容器内湿空气的
何变化？
答： 减小， 减小， 减小 v
7.若封闭汽缸内的湿空气定压升温，问湿空气的 、 、 如何变化？ pv 如φdp
答：
3. 有无0℃或低于0℃的蒸汽存在？有无低于0℃的水存在？为什么？
答：有0℃或低于0℃的蒸汽存在，只要压力足够低就可能，但是没有低于0℃的水存在，因为水的三相点温度为0.01℃，低于三相点温度，只可能是固态或是气态。
9. 同一地区阴雨天的大气压力为什么比晴朗天气的大气压力低？ 答：阴雨天相对湿度高，水蒸气分压力大。
7. 对未饱和湿空气与饱和湿空气分别判断干球温度、湿球温度、露点温度三者的大小。 答：未饱和湿空气：干球温度>湿球温度>露点温度
饱和湿空气： 干球温度>湿球温度＝露点温度
工程热力学总结
工程热力学总结
第一章,基本概念
工质： 实现热能和机械能相互转化的媒介物质。 热源（高温热源） ：工质从中吸取热能的物系。 冷源（低温热源） ：接受工质排出热能的物系。 热力系统（热力系）：人为分割出来作为热力学分析对象的有限物质系统。系统选择有任意性，可以是物质（气体，也可以是气缸(工具)）。 外界：热力系统以外的部分。 边界：系统与外界之间的分。
系统分类（按能量物质交换分类）
闭口系统：系统与外界无物质交换，系统内质量（关键看质量，只要质量不变，即使气体空间位置发生变化，仍为闭口系，漏气问题常用）恒定不变，也称控制质量
开口系统：系统与外界有物质交换，系统被划定在一定容积范围内，也称控制容积 绝热系统：系统与外界无热量交换
孤立系统：系统与外界既无能量交换，也无物质交换
简单可压缩系统：系统与外界只有热量与容积功交换（现如今均为简单可压缩）。
热力学状态：工质在热力变化过程中某一瞬间呈现出来的宏观物理状况，简称状态（了解即可）
状态参数：描述工质所处状态的宏观物理量。如温度、压力体积、焓（H）、熵(S)、热力学能（u）等。
状态参数其值只取决于初终态，与过程无关。
常用的状态参数有: 压力P、温度T、体积V、热力学能U、焓H和熵S.
其中压力P、温度T和体积V可直接用仪器测量，称为基本状态参数。其余状态参数可根据基本状态参数间接算得。
5）(了解即可)状态参数有强度量与广延量之分： 强度量：与系统质量无关，如P、T。强度量不具有可加性。
广延量：与系统质量成正比，如V、U、H、S。广延量具有可加性。广延量的比参数（单位质量工质的体积、热力学能等）具有强度量的性质，不具有可加性。
基本状态函数
温度（t） t(℃)=T(K)-273.15
压强：绝对压力p、表压力Pg、真空度pv及大气压力之间的关系 beb
bvb
p=p+p(当p>p时)p=p-p(当p<>
比体积：单位质量物质所占的体积 v = 单位：m3/kg
m
v与ρ互成倒数，即：vρ＝1
平衡态：不受外界影响的情况下，系统宏观状态量量保持不变 实现平衡的充要条件：两个平衡
热平衡：组成热力系统的各部分之间没有热量的传递 力平衡：组成热力系统的各部分之间没有相对位移
状态参数坐标图：对于简单可压系统，由于独立参数只有两个，可用两个独立状态参数组成二维平面坐标系，坐标图中任意一点代表系统某一确定的平衡状态，任意一平衡状态也对应图上一个点，这种图称状态参数坐标图。 平衡状态与均匀状态、稳定状态之间的关系
V
平衡状态指不受外界影响的情况下，宏观状态不随时间变化。
均匀状态指（状态不随地点改变）内部化学性质，物理状态处处相同。可能有外界影响。 稳定状态指状态不随时间改变；平衡必稳定，稳定不一定平衡 状态方程式
简单可压缩系统平衡态的独立参数只有2个，因此一个状态参数均可以用其它任意两个不同的状态参数表示
v=v(p,T)p=p(v,T)T=T(p,v)
对于基本状态参数之间 称为状态方程式
f(p,v,T)=0
准静态过程：由一系列连续的平衡态组成的过程称为准平衡过程，也称准静态过程（现今所学所分析均为准静态过程）。 如果系统完成某一热力过程后，再沿原来路径逆向运行时，能使系统和外界都返加到原来的状态，而不留下任何变化，则这一过程称为可逆过程，否则为不可逆过程。 可逆过程判定条件
1) 首先应是准平衡过程
2) 过程中不存在任何耗散效应 ！！！准平衡过程只要求系统内部平衡，而有无外部机械摩擦对系统内部平衡无影响，所以准平衡过程可以有耗散效应。
可逆过程则是分析系统与外界作用的总效果，不仅要求系统内部平衡，而且要求系统与外界的作用可以无条件逆复，过程时行时不能存在任何能量上的耗散。所选系统不同，过程可逆性也不同。
功定义式 正负规定：热力学中约定：系统对外界作δW=Fdx功取为 2
W=Fdx1-2 1
正，外界对系统作功取为负。 热量的定义：热力系统与外界之间仅仅由于温度不同则通过边界传递的能量，用Q表示（比热量为q）
热量的正负：热力学中约定：系统吸热为正，放热为负。 功的计算式： δq=Tds 2
q1-2=Tds 1
热力循环：工质由某一初态出发，经历一系列热力状态变化后，又回到原来初态的封闭热力过程称为热力循环，简称循环
正向循环：把热能转化为机械能的循环叫正向循环，也叫动力循环，它使外界得到功。
逆向循环：把热量从低温热源传给高温热源的循环叫逆向循环，也叫制冷循环或热泵循环， 它消耗外界的功。
?
?
热力学第一定律
热力学第一定律为能量守恒定律
其说明第一类永动机是不可能实现的。
12+ mc系统储存的能量称为储存能， E = U f + mgz ，1kg工质的总能为比总能： 2
1它有内部储存能与外部储存能之分。系统的内部储存能即为热力学能
e=u+c2f+gz 2（内能）
热力学能是储存在系统内部的能量，它与系统内工质的内部粒子的微观运动和粒子的空间位置有关。它是温度的函数，也是比体积和温度的函数。 热力学能：U
法定计量单位：焦耳（J） 比热力学能：（1kg物质的热力学能）符号：u，单位：J/kg。一般书上都是kJ/kg 做功：
推动功：把气体由界外送入系统所做的功W=p*V
流动功：使工质流入流出所需的推动功的代数和；其公式为
Wf=p2V2-p1V1=?(pV)
wf=p2v2-p1v1=?(pv)膨胀功：W=
?pdV 技术功w
Wt=-?Vdp
t
=-?vdp
焓
h=u+pvH=U+pV
q=?u+w一般过程
热力学第一定律
q=?u+?wd准v静态过程
2
?cq=?h+
+g?z+ws稳流过程
q=?h+wt.q=?h+ws(忽略动位能变化）
准静态下热力学微分公式δq=du+pdV=dh-Vdp.(适用于闭口、稳流开口 系统）开
口
2
系能量
2
方程
一般情况du=δQ+δmin(u+pv)in-?wnet-δmout(u+pv)outdu=δQ+δmin(h)in-?wnet-δmout(h)out上式一般解决开口系统。如漏气问题。
dE=δQ+δmin(u+pv+c+gz)in-?wnet-δmout(u+pv+c
+gz)out
理想气体参数及热力过程
理想气体的状态方程 pv=RgT或pV=mRgT满足此方程的气体，均为理想气体。 理想气体： 1：忽略分子的体积 2：分子间无作用里。
，该方程亦为克拉珀龙方程，凡是
mnV
Vm=所以
npVm=RTM=
标准状态下（P0=0.101Mpa，T0=273.15KR=8.314J（/mol*k）Rg=R
MpV=mRgT
Pv=nRT
热容：物体温度升高1K所需的热量称为热容 dT
δq
比热容：1kg物质温度升高1K所需的热量称为比热容 c =
dT
定压比热容及定容比热容
定容比热容：可逆定容过程的比热容 ?δq??du+pdv???u?cV= ?= ?= ?
dTdT?T??v??v??v
定压比热容：可逆定压过程的比热容
?δq??dh-vdp???h?
cp= ?= ?= ?
?dT?p?dT?p??T?p
（重点）理想气体中
C=
δQ
单位：J/K
单位：J/(kg?K)
t2
比热力学能du=cvdT,?u=?cvdT
t1
t2
比焓dh=cpdT,?h=?cpdT
t1
dTv2
?s1-2=?cV+Rgln
1Tv1
2
cp-cv=Rds=
cvdT+pdvcpdT-vdp
=TTdTdvdTdpdpdvds=cv+Rg=cp-Rg=cv+cp
TvTppv
dTp2
?s1-2=?cp-Rgln
1Tp1
2
dp2dv?s1-2=?cV+?cp
1p1v
2
定容过程
v=常数；
定容图
定压过程p=常数；
定温过程 dT=0，pv=常数；
绝热可逆过程ds=0
多变过程：
1、过程中各能量项正负方向分析，等温线是确定du、dh正负的分界线 2、热量分析，等熵线是确定δq正负的分界线
3、体积变化功分析，等压线是确定δw正负的分界线 4、技术功分析，等容线是确定δwt正负的分界线
热力学第二定律
开尔文表述：不可能从单一热源取热，并使之完全转变为有用功而不产生其它影响。 克劳修斯表述：不可能将热从低温物体传至高温物体而不引起其它变化。
卡诺定理：
以上过程中：
1-2定温吸热过程， q1 = T1(s2-s1)
2-3绝热膨胀过程，对外作功
3-4定温放热过程， q2 = T2(s2-s1)
4-1绝热压缩过程，对内作功
卡诺热机效率（如图1）：η
t=wq1-q2q2T2 ==1-=1-q1q1q1T1
图表 1 图表 2
逆卡诺热机（图2） 制冷循环 热效率 εC=q21 =w0-1T2
制热循环 热效率 ε'=q1=w1 T01-T1
卡诺定理:在两个不同温度的恒温热源间工作的所有热机，以可逆热机的热效率为最高 卡诺定理推论：1、在两个不同温度的恒温热源间工作的一切可逆热机，具有相同的热效率，且与工质的性质无关
2、在两个不同温度的恒温热源间工作的任何不可逆热机，其热效率总小于这两个热源间工作的可逆热机的效率 克劳修斯不等式Tδq≤0（可逆循环是取等号）
T
熵 ds>0?δq>0,
ds<><>
ds=0?δq=0dS=δQ，比熵ds=δqT,T为热源温度，熵变与路径无关,只与初终态有关
熵产：初、终态熵的变化大于过程中工质和热源的换热量除以热源温度，此差值为熵产 dSg=dS-
熵流dsf δQT
dS=dSf+dSg
孤立系统熵增原理：孤立系统的熵只能增大，或者不变，绝不能减小。
有效能损失I=T0?S
蒸汽的热力学性质和热力过程
水蒸气过程：(1)过冷水、(2)饱和水、(3)湿饱和蒸汽、(4)干饱和蒸汽、(5)过热蒸汽
(1) 到 (2)预热阶段 ，(2)到(4)气化阶段，（4）到 (5) 过热阶段
预热阶段：饱和温度（沸腾）ts对应水称为饱和水，状态用“’”表示，如h',v',s'低于饱和水称为未加热到饱和水所需热称为液体热q1=h'-h0
汽化阶段：对应蒸汽为湿饱和蒸汽，参数用“"”表示，汽化热r=h"-h'过热阶段：此时温度大于饱和温度，故称过热蒸汽，过热热为q=h-h"
饱和线：分为饱和水线和饱和蒸汽线，饱和线将p -v，t-s图分为三个域未饱和水区（下界线左侧），湿蒸汽区（两相区，上下界之间）过热蒸汽区（上界线右边）水分为五种状态：未饱和水、饱和水、湿蒸气、干饱和蒸气及过热蒸气。 mg干度：湿蒸气中饱和蒸气所占的质量百分比。x = mf+mg
湿空气
湿空气：湿空气是干空气与水蒸气的混合物；（可以看做理想气体） 下标约定： a－干空气、 v－水蒸气 s－饱和水蒸气
相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的绝对湿度的比值为相对湿度用φ表示； 含湿量d：[kg/kg(a)]是单位质量干空气所携带得水蒸气的质量d=比焓：h=1.005t+d(2501+1.86t)
应用：加热过程：d不变
冷却去湿过程：d不变
绝热加湿：1 喷水加湿： 焓不变
喷蒸汽加湿：h2'-h1=(d2'-d1)
湿空气和水蒸气几乎是查表，没什么可总结的。
这是最精简的总结了；这几天多看看。
mvma
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