热力学总结
热力学总结
PB90203073 陆显扬
一、前言
对于热力学第一第二定律人们常将其表述为：
第一定律：宇宙的能量始终保持不变；
第二定律：宇宙的熵值始终不断增加。
显然这样的表述只是从总的方向上或者说对概念的一个认知上来理解的，并不能完备的描述这两个定律，但对于我们记忆这两条定律以及保证我们在今后的学习研究中方向的正确有着很直观的作用。
参阅《费曼物理学讲义》中把热力学定律做了如下总结：
热力学第一定律：
加进一个系统中的热量对系统做的功=系统内能的增加
热力学第二定律：
不可能有这样一个过程，它的唯一结果只是从一个热库取出热量，并把它转变为功。
没有任何一台热机，在从T1取得热量Q1，而在T2放出热量Q2的过程中所做的功比可逆机更大。对于可逆机，
系统的熵用一下方式定义：
（a）如果是可逆地加在温度为T的系统中的热量，那么这个系统的熵增加为；
（b）当T=0时，S=0（热力学第三定律）.
在可逆变化中，系统所有部分（包括热库）的总熵不变。
在不可逆变化中，系统的总熵始终不断增加。
以上是费曼给热力学体系做的总结，当然其中没有包含热平衡定律即热力学第一定律。当然，对热力学体系的总结无论如何都基本是这一框架，所以一下将以此为框架做更进一步的完善。
二、热力学系统、状态与过程
1、热力学系统
热力学系统是有边界的被研究的宏观物体，简称系统。系
统边界以外多有对系统发生作用的物体成为外界或环境。
开放系统：能量交换+物质交换。
封闭系统：仅能量交换。
孤立系统：无能量物质交换
2、状态
系统处于平衡态时需满足：力学平衡、热学平衡、相平衡
与化学平衡四个条件，缺一不可。
状态参量：用来描述系统平衡态的几个相互独立的物理量
称为状态参量，分为几何参量、力学参量、化学参量与电
磁参量。对于由两个参量描述的系统状态可以用由两个参
量作为坐标轴的平面热力学坐标来描述。
当状态参量描述的系统状态确定后，描述系统的各种宏观
性质的宏观物理量也就确定了。所以系统其他宏观物理量
都是系统状态参量的函数，称为态函数。举p-V系统为例：
态函数的全微分：
态函数基本性质：
状态方程：把态函数与状态参量间的函数关系写成隐函
数的形式称为状态方程。以态函数和状态参量x，y为例：
理想气体状态方程（质量数为M或摩尔数为）：
引入波尔兹曼常量k
混合理想气体状态方程：
实际气体的状态方程：最重要最有代表性的事范德瓦耳
斯方程，其是在理想气体状态方程基础上修改而得到的
半经验方程：
其中a，b对一定气体来说都是常数可通过实验测得。
更准确的实际气体状态方程是昂内斯方程。
简单固体与液体的状态方程：需引入两个反映系统属性
的物理量，等压体膨胀系数和等温压缩系数：
体膨胀系数和压缩系数都很小，在一定的温度范围内
可以近似视为常数，在一级近似下的简单固体与液体状
态方程为：
3、过程
热力学过程：设计状态的变化和状态变化所经历的过程称
为热力学过程，简称过程。
准静态过程：由一系列近似视为平衡态组成的热力学过
程，称为准静态过程。我们所讨论的所有过程都是准静态
的。
三、热力学第零定律与温度
1、热平衡与热力学第零定律
热平衡：两个系统的状态不再随时间变化，冷热程度变得
一样，称这两个系统彼此达到热平衡。
热力学第零定律：与第三个系统处于热平衡的两个系统，
彼此也一定处于热平衡。值得注意的是热力学第零定律是
实验定律，不是逻辑推论的结果。
2、温度
热力学第零定律指出，如果A，B两个系统都与C系统热平衡，则A,B系统也彼此热平衡。从这个定律可以推
证，互为热平衡的系统具有一个数值相等的态函数，这个
态函数就定义为温度。
热力学第零定律的实质，是指出温度这个态函数的存在，这个态函数所表述的物理量温度是反映系统热平衡宏
观性质的量。
从微观角度看温度实际上是表示系统内部分子热运动剧烈程度的物理量。
温度压强这一类物理量有一个共同特征，不具有可加性，与系统的质量无关，称为强度量。另一类如体积、内
能等物理量具有可加性，与系统的质量成比例，称为广延
量。
3、温标
一套具体给出温度量值的方法称为温标。
制定一种温标，先要选择一种测温物质系统，然后选择该系统随温度明显变化的状态参量（称为测温参量或
测温属性）来标识温度，而让其余状态参量保持恒定，这
样，测温物质系统的温度只是测温参量的函数。人为规定
的温度与测温参量的函数关系称为定标方程。
A、经验温标
水的三项点是指纯水、纯冰和水蒸气三相共存
的平衡态，规定这个状态温度数值为273.16K。
定标方程：
x3为测温物质系统与水的三相点处于热平衡
时，测出测温参量的值为x3。
B、理想气体温标
定容气体温度计定标方程：
p3为气体在水的三相点温度时的压强。
定压气体温度计的定标方程：
V3为气体温度计测温泡内的气体在水的三相点
温度时的体积。
C、热力学温标
无法实现的理论温标。在理想气体可以使用的
范围内，理想气体温标与热力学温标是完全一
致的，所以热力学温标是通过理想气体温标来
实现的。
D、国际温标
四、热力学第一定律
1、功与热量
使处于平衡态的系统状态有所改变由两种办法，对系统做功或者向系统传递热量。
A、功
功是与路径有关的过程量，不是与系统状态
对应的态函数。
功是能量传递和转换的一种方式和度量。
准静态过程有这样一个重要性质：系统在准静态过程中，外界对系统所做的功可以用其状态参
量来表述。
在p-V系统下外界对气体所做的元功：
当p-V系统在准静态过程中提及V发生了有限的变化，如又V1变为V2，外界对系统所做的功为：
这两个表达式不仅使用于气体系统，对于液体或者简单固体的p-V系统同样是适用的。
B、热量
当系统与外界之间存在温差而相互热接触
后，系统将通过从外界吸热或向外界放热的传热
方式改变状态。热量与功相似，是能量传递和转
换的另一种方式和亮度。热量的实质是高温物体
传递给低温物体的热运动能量。
讨论热量的计算问题。
热容量：温度升高1K系统所吸收的热量，单
位J/K。系统的热容量与系统质量成正比，是广延
量。
由此引出比热容：单位质量的热容量，简称
比热。
摩尔热容量：1mol物质的热容量。
因为系统吸收的热量与过程有关，所以热容
量只有对确定的过程才有确定值。对于p-V系统，
最常用的热容量是定容热容量C v和定压热容量C P
2、内能与热力学第一定律
绝热系统：系统与外界不进行热量交换，这
样的系统称为绝热系统。
绝热过程中对系统所做的功完全由系统的初
态和终态所决定，与做功的方式和过程无关。由
此我们引入一个态函数物理量----内能U。
系统终态f与初态i的内能差等
于连接这两个状态的绝热过程中外界对系统所做
的功W a，即
内能是一个广延量，系统的内能等于系统各
部分内能之和。
热力学第一定律：对于任何过程，有
微分形式：
对任意循环过程：
由于内能U是态函数，，所以
此式表明，循环过程中系统对外界所做的功
等于系统从外界吸收的热量Q。
五、热力学第二定律与熵
1、热力学第二定律的经典表述
可逆过程：如果一个过程发生后，可以沿原过程的反向进行，并使系统和外界都再回到它们初始状态，这种过
程称为可逆过程。
不可逆过程：如果一个过程一旦发生，无论采取什么曲折的途径和办法，都不能使系统与外界同时再回到它们
的初始状态，这种过程称为不可逆过程。
自然界实际发生的一切热力学过程都是不可逆过程，它一旦发生，就给系统或外界留下了永远无法消除的影
响。同时，这些世界热过程之间存在着深刻的内在关联，由一个热过程的不可逆性可以推断出其他热过程的不可
逆性。
开氏表述：不可能从单一热源吸取热量，使之完全变为有用的功而不引起其他变化。
克氏表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体而不引起其他变化。
两种表述是等价的。
热力学第二定律指出了实际热过程都有它的自发进行方向，在与过程有关的物体组成的系统内，热过程将沿
着自发进行方向一直进行下去，直至宏观性质不再变化的
平衡态为止。既然不可逆热过程发生后，用任何方法都不
可能使系统从终态回到初态而不引起其他变化，那么，一
个过程是否可你一级不可逆过程自发进行的方向，实际上
是由初态和终态的相互关系所决定的。这就有可能通过数
学分析找到一个态函数，由这态函数在初态和终态的数值
来判断过程的性质和方向，从而给热力学第二定律一个更
为普遍的数学表述。
2、卡诺定理
（1）在相同的高温热源和低温热源之间工作的一切不可逆热机，其效率总是小于可逆机的效率。
（2）在相同高温热源和低温热源之间工作的一切可逆机效率相等，与热机工作物质的性质无关。
由第二条结论我们可以得到：在高、低温热源温度
分别为T1和T2条件下工作的一切可逆热机的效率
由第一条结论我们可以得到：在高、低温热源温度
分别为T 1和T2条件下工作的一切热机，其效率必
须满足：
与热机相对应的制冷制冷系数也遵循这两条定理。
3、克劳修斯等式和与不等式
温热比：系统从热源吸收的热量Q同热源的温度T之比
Q/T叫做温热比。由卡诺定理可以证明：一个任意热力学
系统在只和两个热源接触进行热交换的循环过程中，系统
循环一周的热温比之和不可能大于零。对于不可逆循环，热温比之和小于零；对于可逆循环，热温比之和等于零。
克劳修斯等式：
可逆循环所遵守的这一关系称为克劳修斯等式。
克劳修斯不等式：
不可逆循环过程遵守的这一不等式称为克劳修斯不等式。
综合上述两式，循环过程必须遵守关系式：
克劳修斯等式与不等式是热力学第二定律在可逆循环过
程与不可逆循环过程中的反映。
4、熵与熵增加原理
由克劳修斯等式与不等式我们可以看出在任何过程中的重要性，我们由此引出一个非常重要的态函数物理
量----熵。
熵的定义：，这里引出的状态函数S称为熵函数，或者简称为熵。熵是通过熵差来定义的，只有设定
某个选定的状态A作为参考状态并设定其熵值S A后，任
一状态B的熵值S B才能确定为
热力学基本方程：将熵的定义式与热力学第一定律微分形式联立可得
对于p-V系统的准静态元过程热力学第一定律课表示为
该方程不仅包含能量守恒与转换的热力学第一定律，而且也反映了热力学第二定律的内容，是平衡态热力学中
的基本方程，称为热力学基本方程。
熵增加原理：由克劳修斯不等式和熵的积分定义式易证：对于任何一个过程总满足
对于绝热过程（dQ=0）满足
式中“>”对应于不可逆绝热过程，“=”对应可逆绝热过程。此式表明：绝热过程的熵不可能减小，不可逆绝
热过程系统的熵增加，可逆绝热过程系统的熵不变。
对于孤立系统，自然同外界是绝热的，因此，我们可以得到结论：孤立系统内发生的一切实际热过程都是使系
统熵增加的过程。或者说，孤立系统内发生的所有实际热
过程都使系统的熵增加，这个结论称为熵增加原理。六、几点说明
这篇总结中因为是对热力学体系的概述，所以对于所有微观现象及解释都不予涉及。
为保证总结的连续性和完整性，对于三个定律的应用没有涉及。
工程热力学与传热学课程总结与体会
工程热力学与传热学课 程总结与体会 Company number：【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】
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
第一章 化学热力学基础 公式总结
第一章 化学热力学基础 公式总结 1.体积功 We = －Pe △V 2．热力学第一定律的数学表达式 △U = Q + W 3．n mol 理想气体的定温膨胀过程 .定温可逆时： Wmax=-Wmin= 4.焓定义式 H = U + PV 在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定容过程 Qv = △U 在封闭体系中，W ′= 0，体系发生一定压过程 Qp = H2 – H1 = △H 5.摩尔热容 Cm ( J·K-1·mol-1 ): 定容热容 CV （适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 定容过程 适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质 ） 定压热容 Cp ?=?2 1 ,T T m p dT nC H （适用条件 :封闭体系、无相变、无化学变化、 W ′=0 的定压过程 适用对象 : 任意的气体、液体、固体物质 ） 单原子理想气体： Cv,m = 1.5R , Cp,m = 2.5R 双原子理想气体： Cv,m = 2.5R , Cp,m = 3.5R 多原子理想气体： Cv,m = 3R , Cp,m = 4R 1 221ln ln P P nRT V V nRT =n C C m = ?=?2 1 ,T T m V dT nC U
Cp,m = Cv,m + R 6.理想气体热力学过程ΔU 、ΔH 、Q 、W 和ΔS 的总结 7.定义:△fHm θ(kJ·mol-1)-- 标准摩尔生成焓 △H —焓变； △rHm —反应的摩尔焓变 △rHm θ—298K 时反应的标准摩尔焓变； △fHm θ(B)—298K 时物质B 的标准摩尔生成焓； △cHm θ(B) —298K 时物质B 的标准摩尔燃烧焓。 8.热效应的计算 由物质的标准摩尔生成焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = ∑νB △fH θm ,B 由物质的标准摩尔燃烧焓计算反应的标准摩尔焓变 △rH θm = -∑νB △cH θm ,B 9.Kirchhoff （基尔霍夫） 方程 △rHm (T2) = △rHm (T1) + 如果 ΔCp 为常数，则 △rHm (T2) = △rHm (T1) + △Cp ( T2 - T1) 10.热机的效率为 对于卡诺热机 12 11Q Q Q Q W R +=- =η dT C p T T ? ?2 1 1 2 1211Q Q Q Q Q Q W +=+=-=η121T T T -=
热力学与统计物理第二章知识总结
§2.1内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分 热力学函数中的物态方程、内能和熵是基本热力学函数，不仅因为它们对应热力学状态描述第零定律、第一定律和第二定律，而且其它热力学函数也可以由这三个基本热力学函数导出。 焓：自由能： 吉布斯函数： 下面我们由热力学的基本方程(1) 即内能的全微分表达式推导焓、自由能和吉布斯函数的全微分 焓、自由能和吉布斯函数的全微分 o焓的全微分 由焓的定义式，求微分，得， 将（1）式代入上式得(2) o自由能的全微分 由得 (3) o吉布斯函数的全微分 (4)
从方程（1）（2）（3）（4）我们容易写出内能、焓、自由能和吉布斯函数的全微分dU，dH，dF，和dG独立变量分别是S，V；S，P；T，V和T，P 所以函数U（S，V），H（S，P），F（T，V），G（T，P）就是我们在§2.5将要讲到的特性函数。下面从这几个函数和它们的全微分方程来推出麦氏关系。 二、热力学（Maxwell）关系(麦克斯韦或麦氏) (1)U（S，V） 利用全微分性质（5） 用（1）式相比得（6） 再利用求偏导数的次序可以交换的性质，即 （6）式得（7） （2） H（S，P） 同（2）式相比有 由得（8） （3） F（T，V）
同（3）式相比 （9） （4） G（T，P） 同（4）式相比有 （10） （7），（8），（9），（10）式给出了热力学量的偏导数之间的关系，称为麦克斯韦（J.C.Maxwell）关系，简称麦氏关系。它是热力学参量偏导数之间的关系，利用麦氏关系，可以从以知的热力学量推导出系统的全部热力学量，可以将不能直接测量的物理量表示出来。例如，只要知道物态方程，就可以利用（9），（10）式求出熵的变化，即可求出熵函数。 §2.2麦氏关系的简单应用 证明 1. 求 选T,V为独立变量，则内能U（T,V）的全微分为 （1） 熵函数S(T,V)的全微分为( 2)
工程热力学期末总结
《工程热力学》期末总结 一、闭口系能量方程的表达式有以下几种形式： 1kg 工质经过有限过程：w u q +?= （2-1） 1kg 工质经过微元过程：w du q δδ+= （2-2） mkg 工质经过有限过程：W U Q +?= （2-3） mkg 工质经过微元过程：W dU Q δδ+= （2-4） 以上各式，对闭口系各种过程（可逆过程或不可逆过程）及各种工质都适用。 在应用以上各式时，如果是可逆过程的话，体积功可以表达为： pdv w =δ （2-5） ? = 2 1 pdv w （2-6） pdV W =δ （2-7） ? = 2 1 pdV W （2-8） 闭口系经历一个循环时，由于U 是状态参数，?=0dU ，所以 W Q ??= δδ （2-9） 式（2-9）是闭口系统经历循环时的能量方程，即任意一循环的净吸热量与净功量相等。 二、稳定流动能量方程 t s w h w z g c h q +?=+?+?+?=2 21 （2-10） （适用于稳定流动系的任何工质、任何过程） ? - ?=2 1 vdp h q （2-11） （适用于稳定流动系的任何工质、可逆过程） 三、几种功及相互之间的关系（见表一） 表一 几种功及相互之间的关系
四、比热容 1、比热容的种类（见表二） 。 )/3 kg m 2、平均比热容：1 21 1221 20 t t t t c t t c t t c - -= （2-12） 3、利用平均比热容计算热量：11220 t t c t t c q -= （2-13） 4、理想气体的定值比热容（见表三）
其中：M M R R g 83140= = [J/(kg ·K)] M —气体的摩尔质量，如空气的摩尔质量为28.96kg/kmol 。 空气的kmol /kg 96.28K)kmol /(J 83140?= = M R R g =287[J/(kg ·K)]，最好记住空气的气体常数。 引入比热容比k 后，结合梅耶公式，又可得： g p R k k c 1 -= （2-14） g V R k c 1 1-= (2-15) 五、理想气体的热力学能、焓、熵（见表四） （焓的定义：pv u h += kJ/kg , 焓是状态参数） 六、气体主要热力过程的基本计算公式（见表五）
热力学公式汇总
物理化学主要公式及使用条件 第一章 气体的 pVT 关系 主要公式及使用条件 1. 理想气体状态方程式 pV （m/M ）RT nRT 或 pV m p （V /n ） RT 式中p , V , T 及n 单位分别为Pa, m 3, K 及mol 。 V m V /n 称为气体的摩尔体 积，其单位为m 3?mol -1。R=8.314510 J mol -1 K 1，称为摩尔气体常数。 此式适用于理想气体,近似地适用于低压的真实气体。 2. 气体混合物 （ 1） 组成 摩尔分数 式中 n A 为混合气体总的物质的 量。 V m ，A 表示在一定T , p 下纯气体A 的摩 A 尔体积。 y A V mA 为在一定T , p 下混合之前各纯组分体积的总和。 A （ 2） 摩尔质量 述各式适用于任意的气体混合物 （3） y B n B /n p B / p V B /V 式中P B 为气体B ，在混合的T , V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为 B 的分压力。V B 为B 气体在混合气体的T , p 下，单独存在时所占的体积。 y B （或 x B ） = n B / n A A 体积分数 B y B V m,B / yAV m,A A y B M B m/n M B / n B B B B 式中 m m B 为混合气体的总质量, n B n B 为混合气体总的物质的量。上 M mix B
叮叮小文库3. 道尔顿定律 p B = y B p, p P B B 上式适用于任意气体。对于理想气体 P B n B RT/V 4. 阿马加分体积定律 V B ri B RT/V 此式只适用于理想气体。 第二章热力学第一定律 主要公式及使用条件 1. 热力学第一定律的数学表示式 U Q W 或dU 8Q SW 9Q P amb dV SW' 规定系统吸热为正，放热为负。系统得功为正，对环境作功为负。式中P amb为环境的压力，W为非体积功。上式适用于封闭体系的一切过程。 2. 焓的定义式 H U pV 3. 焓变 (1)H U (PV) 式中(pV)为pV乘积的增量，只有在恒压下(pV) P(V2v1)在数值上等于体积功。 2 (2)H 1n C p,m dT 此式适用于理想气体单纯pVT变化的一切过程，或真实气体的恒压变温过程,
热力学复习知识点汇总
概 念 部 分 汇 总 复 习 第一章 热力学的基本规律 1、热力学与统计物理学所研究的对象：由大量微观粒子组成的宏观物质系统 其中所要研究的系统可分为三类 孤立系：与其他物体既没有物质交换也没有能量交换的系统； 闭系：与外界有能量交换但没有物质交换的系统； 开系：与外界既有能量交换又有物质交换的系统。 2、热力学系统平衡状态的四种参量：几何参量、力学参量、化学参量和电磁参量。 3、一个物理性质均匀的热力学系统称为一个相；根据相的数量，可以分为单相系和复相系。 4、热平衡定律(热力学第零定律）：如果两个物体各自与第三个物体达到热平衡，它们彼此也处在热平衡. 5、符合玻意耳定律、阿氏定律和理想气体温标的气体称为理想气体。 6、范德瓦尔斯方程是考虑了气体分子之间的相互作用力（排斥力和吸引力）,对理想气体状态方程作了修正之后的实际气体的物态方程。 7、准静态过程：过程由无限靠近的平衡态组成，过程进行的每一步，系统都处于平衡态。 8、准静态过程外界对气体所作的功：，外界对气体所作的功是个过程量。 9、绝热过程：系统状态的变化完全是机械作用或电磁作用的结果而没有受到其他影响。绝热过程中内能U 是一个态函数： A B U U W -= 10、热力学第一定律（即能量守恒定律）表述：任何形式的能量，既不能消灭也不能创造，只能从一种形 式转换成另一种形式，在转换过程中能量的总量保持恒定；热力学表达式：Q W U U A B +=-；微分 形式：W Q U d d d += 11、态函数焓H ：pV U H +=，等压过程：V p U H ?+?=?，与热力学第一定律的公式一比较 即得：等压过程系统从外界吸收的热量等于态函数焓的增加量。 12、焦耳定律：气体的内能只是温度的函数，与体积无关，即)(T U U =。 13．定压热容比：p p T H C ??? ????=；定容热容比：V V T U C ??? ????= 公式：nR C C V p =- 14、绝热过程的状态方程： const =γpV ；const =γ TV ； const 1 =-γ γT p 。 15、卡诺循环过程由两个等温过程和两个绝热过程组成。正循环为卡诺热机，效率2 11T T - =η，逆循环 为卡诺制冷机，效率为2 11T T T -= η （只能用于卡诺热机）。 16、热力学第二定律：克劳修斯表述：不可能把热量从低温物体传到高温物体 而不引起其他变化（表明热传导过程是不可逆的）； 开尔文（汤姆孙）表述：不可能从单一热源吸收热量使之完全变成有用的功而不引起其他变化（表明功变热的过程是不可逆的）； 另一种开氏表述：第二类永动机不可能造成的。 17、无摩擦的准静态过程是可逆过程。 18、卡诺定理：所有工作于两个一定温度T 1与T 2之间的热机，以可逆机的效率为最高。并且所有的可逆机 的效率η都相等21 1T T - =η ，与工作物质无关，只与热源温度有关。 19、热机的效率：1 21Q Q -=η，Q 1为热机从高温热源吸收的热量，Q 2 为热机在低温热源放出的热量。 20、克劳修斯等式与不等式：02 211≤+T Q T Q 。 21、可逆热力学过程0=?T dQ ，不可逆热力学过程0
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（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。 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。
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5．梅耶公式： R c c v p =- R c c v p 0''ρ=- 0R MR Mc Mc v p ==- 6．比热比： v p v p v p Mc Mc c c c c ===''κ 1-= κκR c v 1 -=κnR c p 外储存能： 1． 宏观动能： 221mc E k = 2． 重力位能： mgz E p = 式中 g —重力加速度。 系统总储存能： 1．p k E E U E ++= 或mgz mc U E ++ =221 2．gz c u e ++=221 3．U E = 或u e =（没有宏观运动，并且高度为零） 热力学能变化： 1．dT c du v =，?=?2 1dT c u v 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程 2．)(12T T c u v -=? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用定值比热计算） 3．102000121221t c t c dt c dt c dt c u t vm t vm t v t v t t v ?-?=-==???? 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用平均比热计算）
4．把()T f c v =的经验公式代入?=?2 1dT c u v 积分。 适用于理想气体一切过程或者实际气体定容过程（用真实比热公式计算） 5．∑∑====+++=n i i i n i i n u m U U U U U 1121Λ 由理想气体组成的混合气体的热力学能等于各组成气体热力学能之和，各组成气体热力学能又可表示为单位质量热力学能与其质量的乘积。 6．?-=?21pdv q u 适用于任何工质，可逆过程。 7．q u =? 适用于任何工质，可逆定容过程 8．?=?21pdv u 适用于任何工质，可逆绝热过程。 9．0=?U 适用于闭口系统任何工质绝热、对外不作功的热力过程等热力学能或理想气体定温过程。 10．W Q U -=? 适用于mkg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程。 11.w q u -=? 适用于1kg 质量工质，开口、闭口，任何工质，可逆、不可逆过程 12.pdv q du -=δ 适用于微元，任何工质可逆过程 13．pv h u ?-?=? 热力学能的变化等于焓的变化与流动功的差值。 焓的变化： 1．pV U H += 适用于m 千克工质 2．pv u h += 适用于1千克工质 3．()T f RT u h =+= 适用于理想气体 4．dT c dh p =，dT c h p ?=?2 1 适用于理想气体的一切热力过程或者实际气体的定压过程