2 热 量(过程量) 摩尔热容: m mol m mol M C cM Q C T M == ??物理意义:1mol 物质温度升高或降低1K 时所吸收或放出的热量。 § 5-2 热力学第一定律及其在等值过程中的应用 一. 热力学第一定律1. 数学形式: A E E Q +-=)(12系统从外界吸热 = 内能增量+系统对外界做功 A Q E 1 E 2 准静态:d Q =d E +p d V 理想气体: d d d 2m ol M i Q R T p V M = +d Q =d E +d A 微小过程: 2. 物理意义:涉及热运动和机械运动的能量转换及守恒定律。 适用范围:静态过程和非准静态过程均适用。但为便于实际计算,要求初终态为平衡态。 第一类永动机是不可能制成的 第一类永动机不需要外界提供能量,也不需要消耗系统的内能,但可以对外界作功。 二 . 对理想气体的应用 等值过程 等体过程 等压过程 等温过程 d =V 0d =p 0 d =T 绝热过程 d =Q 1) 过程方程 2 1 21T T p p =查理定律 1. 等体过程 (d V = 0 V = C ) V V p 1 p 2p ) ,,(222T V p ) ,,(111T V p O 2) 热力学第一定律的具体形式 ?==0 d V p A V mol M Q C T M = ?2 mol M i E R T M ?= ?V m o l M E Q C T M ?==?吸热全部用于增加内能: 适用于一切过程。 V m o l M E C T M ?= ?注意:
工程热力学知识点总结
工程热力学大总结 '
… 第一章基本概念 1.基本概念 热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。 边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。 外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。 闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。 ) 开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制界面。 绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。 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,称为孤立系统。 单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。 单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 } 均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。 热力状态: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。 平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。 状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度(T)、压力(P)、比容(υ)或密度(ρ)、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。 基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。
第七章 统计热力学基础
第七章统计热力学基础 一、选择题 1、统计热力学主要研究()。 (A) 平衡体系(B)单个粒子的行为案(C) 非平衡体系(D) 耗散结构 2、能量零点的不同选择,在下面诸结论中哪一种说法是错误的:( ) (A) 影响配分函数的计算数值(B) 影响U,H,F,G 的数值 (C) 影响Boltzmann分布数N 的数值(D) 影响能级能量εi的计算数值 3、最低能量零点选择不同,对哪些热力学函数值无影响:( ) (A) U (B) S (C) G (D) H 4、统计热力学研究的主要对象是:() (A) 微观粒子的各种变化规律 (B) 宏观体系的各种性质 (C) 微观粒子的运动规律 (D) 宏观系统的平衡性质 5、对于一个U,N,V确定的体系,其微观状态数最大的分布就是最可几分布,得出这一结论的理论依据是:() (A) 玻兹曼分布定律(B) 等几率假设(C) 分子运动论(D) 统计学原理 6、以0到9这十个数字组成不重复的三位数共有() (A) 648个(B) 720个(C) 504个(D) 495个 7、各种不同运动状态的能级间隔是不同的,对于同一种气体分子,其平动、转动、振动和电子运动的能级间隔的大小顺序是:() (A) t > r > v > e(B) t < r < v < e (C) e > v > t > r(D) v > e > t > r 8、在统计热力学中,对物系的分类按其组成的粒子能否被分辨来进行,按此原则:() (A) 气体和晶体皆属定域子体系 (B) 气体和晶体皆属离域子体系 (C) 气体属离域子体系而晶体属定域子体系 (D) 气体属定域子体系而晶体属离域子体系 9、对于定域子体系分布X所拥有的微观状态t x为:() (A) (B)
热力学基础总结(物化)
第二章 热力学基础小结 这一章主要讲了热力学第一定律和热力学第二定律。 一、热力学第一定律 U=Q+W ? (封闭系统,任何过程) dU=Q W δ+δ (封闭系统微变过程) 二、热力学第二定律 1、 热力学第二定律的数学表达式,Clausius 不等式: Q dS T δ≥ B A Q S T δ?≥? > 为不可逆 =为可逆 2、熵的定义式 r Q dS T δ= B A S B r B A S A dQ dS S S S T =-=?=? ? 三、状态函数及其关系式 1、状态函数关系式:(定义式) H = U + pV || || G = A + pV + + TS TS 2、 热力学的四个基本方程:(适用条件:恒定组成,只作体积功的封闭系统) dU TdS pdV =- dH TdS Vdp =+ dA SdT pdV =-- dG SdT Vdp =-+ 3、对应系数关系式: V p U ( )()T S S ??H ==?? S T U A ()()p V V ??==-?? S T H G ( )()V p p ??==?? V p A G ()()S T T ??==-?? 4、Maxwell 关系式: S V T p )()V S ??=-??; S p T V )()P S ??=??; T V S p )()V T ??=??; T p S V )()P T ??=-??; 四、各种判据的比较:
五、各种热力学函数的计算公式: 1、体积功的计算 (1)、定义式:2 1 V B B e V W W p dV δ= =-∑ ? (2)、反抗恒定外压过程:2 1 V e e 21V W p dV p (V V )=-=--? (3)、可逆过程:2 1 V III V W = pdV - ? (4)、理想气体恒温过程:1221 V p W= nRTln nRTln V p = (5)、有气体参加的相变过程:体系在恒温恒压下由凝聚相α转变为气相(g)β . W p(V V )pV nRT βαβ=--=-=- (6)、绝热过程: 0a Q = ,21,()a V m V m W U nC T T nC T =?=-=? 2、热效应的计算 (1)、恒容热: V Q U =?(封闭系统,恒定W ′= 0) 2 2 1 1 T T V V V.m T T Q U C dT n C dT =?==?? (2)、恒压热:21p Q H H H =-=? (封闭系统,恒压,'0W =) 2 2 1 1 T T p p p.m T T Q H C dT n C dT =?==?? (3)、理想气体恒温可逆过程:12T T 21 V p Q W nRTln nRTln V p =-== (4)、绝热过程: 0a Q = 3、热力学能的计算 (1)、封闭系统,任何过程: U=Q+W ? (2)、理想气体恒温过程:U ?=0 (3)、均相物质变温过程:2 2 1 1 T T V V.m T T U C dT n C dT ?==? ?
工程热力学读书笔记
2011/6/1 第一部分:绪论 1、工程热力学 工程热力学是研究热能有效利用及其热能与其他形式能量转换规律的科学。 2、热力学分类 工程热力学(热能与机械能),物理热力学,化学热力学等 3、热力装置的共同特点 热源和冷源、工质、容积变化功、循环 4、热效率 1 W Q η= =收益 代价 5、工程热力学研究内容 能量转换的基本定律,工质的基本性质和热力过程,热工转换设备及其工作原理,化学热力学基础。 6、工程热力学研究方法 (1)宏观方法:连续体(continuum),用宏观物理量描述其状态,其基本规律是无数经验的总结(如:热力学第一定律)。 特点:可靠,普遍,不能任意推广 经典 (宏观,平衡)热力学 (2)微观方法:从微观粒子的运动及相互作用角度研究热现象及规律 特点:揭示本质,模型近似 微观(统计)热力学
第一章:基本概念 1、热力系统 (1)热力系统(热力系、系统):人为指定的研究对象(如:一个固定的空间); (2)外界:系统以外的所有物质; (3)边界(界面):系统与外界的分界面; (4)系统与外界的作用都通过边界; (5)以系统与外界关系划分: 有无 是否传质开口系闭口系 是否传热非绝热系绝热系 是否传功非绝功系绝功系 是否传热、功、质非孤立系孤立系 (6)简单可压缩系统 只交换热量和一种准静态的容积变化功; 2、状态和状态参数 (1)状态:某一瞬间热力系所呈现的宏观状况 (2)状态参数:描述热力系状态的物理量 (3)状态参数的特征: ●状态确定,则状态参数也确定,反之亦然 ●状态参数的积分特征:状态参数的变化量与路径无关,只与初终态有关 ●状态参数的微分特征:全微分 (4)强度参数与广延参数 ●强度参数:与物质的量无关的参数,如压力p、温度T ●广延参数:与物质的量有关的参数可加性,如质量m、容积V、内能(也称之 为:热力学能)U、焓H、熵S 3、基本状态参数 (1)压力p ( pressure ) ●物理中压强,单位: Pa (Pascal), N/m2。 ●绝对压力与环境压力的相对值——相对压力; ●只有绝对压力p 才是状态参数; ●大气压随时间、地点变化;
07章统计热力学基础(1)
第七章统计热力学基础 1. 设有一个体系,由三个定位的单维简谐振子所组成,体系能量为11/2 hν,这三个振子在三个固定的位置上振动,试求体系全部的微观状态数。 2. 当热力学体系的熵函数S增加0.418 J/K时,则体系的微观状态数增加多少?用ΔΩ/Ω1表示。 3. 对于双原子分子,证明: U r=NkT U v=NkT 设基态振动能为零,≈1+x 。 4.将N2气在电弧中加热,从光谱中观察到处于第一激发态的相对分子数 N(v=1)/N(v=0)=0.26,式中ν为振动量子数N(v=0)为基态占有的分子数,N(v=1)为第一激发振动态占有的分子数,已知N2的振动频率ν= 6.99×, (1) 计算气体温度。 (2) 计算振动能量在总能量(包括平动,转动和振动)中所占的百分数。 5.设某理想气体A,其分子的最低能级是非简并的,取分子的基态作为能量零点,相邻能级的能量为ε,其简并度为2,忽略更高能级。 (1)写出A分子的总配分函数的表达式。 (2)设ε=kT,求出相邻两能级上最概然分子数之比n1/n0。 (3)设ε=kT,试计算1 摩尔该气体的平均能量是多少? 6.某气体的第一电子激发态比基态能量高400 kJ/mol,试计算 (1)在300 K时,第一激发态分子所占的百分数? (2)若要使激发态的分子数占10%,则需多少温度? 7.零族元素氩(Ar)可看作理想气体,相对分子量为40,取分子的基态(设其简并度为1)作为能量零点,第一激发态(设其简并度为2)与基态能量差为ε,忽略其它高能级。 (1)写出氩分子的总的配分函数表达式。 (2)设ε=5kT,求在第一激发态上最可几分布的分子数占总分子数的百分数。
工程热力学与传热学课程总结与体会(DOC)
工程热力学与传热学 题目:工程热力学与传热学课程总结与体会院系:水利建筑工程学院给排水科学与工程班级:给排水科学与工程一班 姓名:张琦文 指导老师:姚雪东 日期:2016年5月1日 认识看法地位作用存在问题解决措施未来 发展展望
传热学在高新技术领域中的应用 摘要: 热传递现象无时无处不在【2】它的影响几乎遍及现代所有的工业部门【1】也渗透到农业、林业等许多技术部门中。本文介绍了航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等诸多高新技术领域在不同程度上应用传热研究的最新成果。可以说除了极个别的情况以外,很难发现一个行业、部门或者工业过程和传热完全没有任何关系。不仅传统工业领域,像能源动力、冶金、化工、交通、建筑建材、机械以及食品、轻工、纺织、医药等要用到许多传热学的有关知识【1】而且诸如航空航天、核能、微电子、材料、生物医学工程、环境工程、新能源以及农业工程等很多高新技术领域也都在不同程度上有赖于 应用传热研究的最新成果,并涌现出像相变与多相流传热、(超)低温传热、微尺度传热、生物传热等许多交叉分支学科。在某些环节上,传热技术及相关材料设备的研制开发甚至成为整个系统成败的关键因素。 前言:通过对传热学这门课程的学习,了解了传热的基本知识和理论。发现传热学是一门基础学科应用非常广泛,它会解决许许多多的实际问题更是与机械制造这门学科息息相关。传热学是研究由温度差异引起的热量传递过程的科学。传热现
象在我们的日常生活中司空见惯。早在人类文明之初人们就学会了烧火取暖。随着工业革命的到来,蒸汽机、内燃机等热动力机械相继出现,传热研究更是得到了飞速的发展,被广泛地应用于工农业生产与人们的日常生活之中。当今世界国与国之间的竞争是经济竞争,而伴随着经济的高速发展也带来了资源、人口与环境等重大国际问题。传热学在促进经薪发展和加强环境保护方面起着举足轻重的作用。20世纪以前传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却,等离子工艺中带电粒子的传热特性。核工程中有限空间的自然对流,动力和化工机械中超临界区换热,小温差换热,两相流换热,复杂几何形状物体的换热湍流换热等。随着激光等新的实验技术的引入和计算机的应用,为传热学的发展提供了广阔前景。 传热学是研究热量传递规律的一门学科,生产部门存在的多种多样的热量传递问题都可以用传热学来解决,这些部门包括能源、化工、冶金、建筑、机械制造、电子、制冷、
完整版工程热力学大总结 第五版
第一章基本概念 1. 基本概念 热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力系统,简称系统。 边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。 外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。 闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。 开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控制 界面。 绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。 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,称为孤立系统。 单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。 单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。 热力状态: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。 平衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。 状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度(T)、压力(P)、比容 (u )或密度(p )、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。 基本状态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出来,称为基本状态参数。 温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平衡。 压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。 相对压力:相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相对 压力。 比容:单位质量工质所具有的容积,称为工质的比容。 密度:单位容积的工质所具有的质量,称为工质的密度。 强度性参数: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,如
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第一章基本概念1.基本概念 热力系统:用界面将所要研究的对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔的研究对象,称为热力 系统,简称系统。 边界:分隔系统与外界的分界面,称为边界。 外界:边界以外与系统相互作用的物体,称为外界或环境。 闭口系统:没有物质穿过边界的系统称为闭口系统,也称控制质量。 开口系统:有物质流穿过边界的系统称为开口系统,又称控制体积,简称控制体,其界面称为控 制界面。 绝热系统:系统与外界之间没有热量传递,称为绝热系统。 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,称为孤立系统。 单相系:系统中工质的物理、化学性质都均匀一致的系统称为单相系。 复相系:由两个相以上组成的系统称为复相系,如固、液、气组成的三相系统。 单元系:由一种化学成分组成的系统称为单元系。 多元系:由两种以上不同化学成分组成的系统称为多元系。 均匀系:成分和相在整个系统空间呈均匀分布的为均匀系。 非均匀系:成分和相在整个系统空间呈非均匀分布,称非均匀系。 热力状态: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。平 衡状态:系统在不受外界影响的条件下,如果宏观热力性质不随时间而变化,系统内外同时建立 了热的和力的平衡,这时系统的状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态。 状态参数:描述工质状态特性的各种物理量称为工质的状态参数。如温度(T)、压力(P)、比容 (υ)或密度(ρ )、内能(u)、焓(h)、熵(s)、自由能(f)、自由焓(g)等。基本状 态参数:在工质的状态参数中,其中温度、压力、比容或密度可以直接或间接地用仪表测量出 来,称为基本状态参数。 温度:是描述系统热力平衡状况时冷热程度的物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热 运动的强弱程度的宏观反映。 热力学第零定律:如两个物体分别和第三个物体处于热平衡,则它们彼此之间也必然处于热平 衡。 压力:垂直作用于器壁单位面积上的力,称为压力,也称压强。 相对压力:相对于大气环境所测得的压力。如工程上常用测压仪表测定系统中工质的压力即为相 对压力。
第七章 统计热力学基础
第七章统计热力学基础 一、单选题 1.统计热力学主要研究()。 (A) 平衡体系(B) 近平衡体系(C) 非平衡体系 (D) 耗散结构(E) 单个粒子的行为 2.体系的微观性质和宏观性质是通过()联系起来的。 (A) 热力学(B) 化学动力学(C) 统计力学(D) 经典力学(E) 量子力学 3.统计热力学研究的主要对象是:() (A) 微观粒子的各种变化规律(B) 宏观体系的各种性质 (C) 微观粒子的运动规律(D) 宏观系统的平衡性质 (E) 体系的宏观性质与微观结构的关系 4.下述诸体系中,属独粒子体系的是:() (A) 纯液体(B) 理想液态溶液(C) 理想的原子晶体 (D) 理想气体(E) 真实气体 5.对于一个U,N,V确定的体系,其微观状态数最大的分布就是最可几分布,得出这一结论的理论依据是:() (A) 玻兹曼分布定律(B) 等几率假设(C) 分子运动论 (D) 统计学原理(E) 能量均分原理
6.在台称上有7个砝码,质量分别为1g、2g、5g、10g、50g、100g,则能够称量的质量共有:() (A) 5040 种(B) 127 种(C) 106 种(D) 126 种 7.在节目单上共有20个节目序号,只知其中独唱节目和独舞节目各占10个,每人可以在节目单上任意挑选两个不同的节目序号,则两次都选上独唱节目的几率是:() (A) 9/38 (B) 1/4 (C) 1/180 (D) 10/38 8.以0到9这十个数字组成不重复的三位数共有() (A) 648个(B) 720个(C) 504个(D) 495个 9.各种不同运动状态的能级间隔是不同的,对于同一种气体分子,其平动、转动、振动和电子运动的能级间隔的大小顺序是:() (A)△e t >△e r >△e v >△e e(B)△e t <△e r <△e v <△e e (C) △e e >△e v >△e t >△e r(D)△e v >△e e >△e t >△e r (E)△e r >△e t >△e e >△e v 10.在统计热力学中,对物系的分类按其组成的粒子能否被分辨来进行,按此原则:() (A) 气体和晶体皆属定域子体系(C) 气体属离域子体系而晶体属定域子体系 (B) 气体和晶体皆属离域子体系(D) 气体属定域子体系而晶体属离域子体系 11.对于定位系统分布X所拥有的微观状态t x为:(B) (A)(B)