1 热力学三个基本参数

1 热力学三个基本参数：压力pressure 体积specific volume 温度temperature

2 制冷的四个部件：压缩机compressor 冷凝器condenser 膨胀阀expansion valve 蒸发器evaporator

3 传热的三种方式：传导conduction 对流convection 辐射radiation

4 流体的分类：可压缩和不可压缩compressible and incompressible 牛顿和非牛顿Newtonian and non-Newtonian 有旋和无旋rotational or inrotational 粘性和非粘性viscous and nonviscous

5 工业炉的分类按照工艺原理分：熔炼炉Melting furnaces 加热炉Heating furnaces

6 电炉的分类(Electric furnaces) 电弧炉arc furnaces 电阻炉resistance furnaces 感应炉induction furnaces

7 按燃料分类：燃料炉fuel-fired furnaces (火焰炉竖炉shaft furnaces )

均热炉soaking pits furnaces 连续炉continuous furnaces 间隙炉batch-type furnaces 室内加热炉in-and-out furnaces 推钢式加热炉pusher-type furnaces 转底炉rotary hearth furnaces

8 所学课程名流体力学Fluid Mechanics 工程热力学Thermodynamic Engineering 传热学Heat Transfer Science 燃烧学Combustion Theory 锅炉Boiler 制冷与低温技术原理Refrigeration and Cryogenic technical principles 自动控制原理Principles of Automatic Control热工检测仪表Thermal instrumentation工业炉Industrial furnaces 第一篇

A fluid is……. two plates is

a fluid 一种流体连续变形时，

受到的剪切应力，不管多么小，

剪切应力可能是一种物质。剪

切力是表面相切的力分量，和

前表面的面积除以在该区域的

平均剪切应力在一个点上的剪

应力，剪切力区域的极限值了

区域是归结为一点。图1.1的

物质被放置在两个紧密间隔开

的平行的板，如此之大，在它

们的边缘处可以忽略的条

件。下板是固定的，并产生力

F被施加到上板，施加剪切的

F / A板之间的任何物质。 A是

上板的面积。当力F使上部与

一个稳定的板块移动（非

零）速度，没有亚光ER楼一

个小的幅度可以得出结论，这

两个板块之间的物质，是一种

流体

The fluid in nd eq.(1.1) is

Newton’s law of viscosity. 流

体在中间接触了坚实的边界为

界具有相同的速度，是没有边

界的滑移。这是一个实验的事

实，已经验证，在无数测试各

种流体和边界材料。卧床的区

域中的流体流入到新的位置

“ B' ?'D'，每个流体质点的地

方和速度卵巢均匀固定板从零

到U上板平行移动。实验鞋，

其他保持不变，F是A和到U

成正比，成反比厚度t。在公

式中F = U * AU / T，其中u比

例因子，包括特定的流体的效

果比U / T是角速度线ABS，

或者是角变形率液，角度不好

的角速度下降的速度也可写的

du / DY ， U / t和杜/ DY快递

的速度变化除以距离发生变

化。然而，杜/ DY更普遍的情

况，因为它拥有的角速度和y

的T他的速度梯度的du / DY

也可能是可视化的，其中一层

作为汇率相对移动到相邻的层

剪应力变化。微分形式，是一

维流动的流体的角变形的剪切

应力和速率之间的关系被称为

比例因子u的流体的粘度，

（1.1）式是牛顿粘性定律。

Materials other than

fluids…the classification of

fluids .流体以外的材料不能满

足的流体的定义，将变形的力

成比例的一个目标量的塑料物

质，但不连续时所施加的应力

是在下面的它的屈服剪切应

力。完整板之间的真空会导致

变形的不断增加的速率。如果

砂被安置在两个板之间，库仑

摩擦会需要一个有限的力，导

致连续的动作，因此，塑料和

固体排除流体的分类。

Fluids may be….. angular

deformation.

可被分类为牛顿或非牛顿流

体。牛顿流体施加的剪切应力

的大小以及由此产生的角变形

率之间的线性关系，在非牛顿

流体中施加的剪切应力的大小

和角变形率之间的关系是一个

非线性的。

An ideal plastic…be

non-Newtonian. 一种触变型物

质，如印刷油墨的粘度，是取

决于该物质的紧接之前的角变

形，有一种倾向，采取一组时，

在休息。气体和薄的液体往往

是牛顿流体，而厚的长链烃的

非牛顿

For purposes of

analysis,….. it is then called an

ideal fluid. 为了分析的目的，

经常假设流体是无粘性，零粘

度是剪切应力始终为零，流体

的运动无关。如果流体被认为

是没有粘性，然后，它被称为

一个理想的流体。

Fluid flow can be steady or

no steady,,,,, time to time .

在许多方面，如没有稳定或稳

定，旋转或灌溉可压缩或不可

压缩的，和粘性或无粘性流体

流动可分为。

流体流动稳定或无稳定时，流

体的速度在任何给定的点是恒

定的时间，流体运动是每个将

流体粒子的速度始终是相同

的，在其它一些点上的颗粒可

能会以不同的速度旅行，但所

有其他粒子通过这第二点，这

些条件可以实现流量的速度，

轻轻流淌的流就是一个例子。

在没有稳定流，如潮气孔，速

度为时间的函数，在湍流的情

况下，如急流或瀑布，不同的

速度不稳定的点对点以及不

时。

Fluid flow can be

rotational or irrigational .if…..

such as whirlpools. 流体流动，

可旋转或灌溉，如果元素的每

个点处的流体，没有净的关于

该点的角速度，流体流灌溉。

我们可以想象一个小的叶轮浸

渍在运动流体。如果车轮不旋

转运动，运动是灌溉，否则它

是旋转的。旋流包括涡旋运

动，如漩涡中心

Fluid flow can be

compressible or

incompressible,…incompressibl

e flow.是可压缩流体流动或不

可，液体通常可以被视为流动

的不可压缩的，但即使是高度

可压缩气体有时接受不重要密

度可压缩气体的变化，有时可

能会接受不重要密度的变化，

流动性则几乎不可在飞行。速

度远低于声速在空气，空气相

对翅膀的运动是一个几乎不可

压缩流动。

Fluid flow can be

viscous……energy.可以粘性或

无粘性流体流动固体的运动粘

度流体运动摩擦的比喻。，如润

滑问题，在许多情况下，它是

非常重要的。然而，有时是可

以忽略不计的粘度引入切向力

的流体层之间的相对运动，并

导致机械能的耗散

第二篇Basic Concepts of

Thermodynamic惹了学基本

概念

Most applications of

thermodynamics……either

real or imaginary.热力学的大

多数应用要求来定义，该系统

和它的周围。

一个热力学系统被定义为在空

间中的区域，或由一个封闭的

表面范围内的一定量的物质。

周围包括到系统外部，该系统

从周围分离系统的边界，这些

边界可以是可移动或固定的，

可以是真实的或虚构..

Two master concepts。。。。

low entropy.在任何热力学系

统中的两个主概念是能量和

熵。

熵测量一个给定的系统的分子

的无序程度。系统越混乱，它

的熵就越大，反之，有序或非

混合结构是低熵

Energy is the

capacity。。。of the molecules:

能量是制造效果的能力，它可

分为存储或瞬态的形式。存储

的能量形式包括：

热能，u - 系统所具有的能量

具有由运动引起的分子和/或

分子间的作用力所引起的运动

造成的;

势能，这些能量由系统的分子

间相互吸引力，或由系统的高

度所造成：

动能，系统的能量是由分子所

具有的速度所造成的：

Chemical energy,。。。

lower temperature.化学能，系

统具有的能源由所具有的构成

分子的原子的排列引起的。

核能，系统拥有的能源由一起

作为原子核的质子和中子的凝

聚力引起的。

瞬态能量形式包括

热，机制（在不同的温度下跨

越系统的边界，将能量转移），

总是在较低的温度方向上

work, the mechanism，，，，

combustion engine.功，在不同

的压力（或力的任何种类）下

跨越系统的边界传输的能量的

机制总是在较低压力的方向;

如果在系统中产生的总效应可

以减小的重量提高，不过功已

经越过边界

机械功或轴功，W，是通过机

械装置传递或吸收的一种能

量，如涡轮机，空气压缩机或

内燃机。

Flow work is energy，，，，displaced per unit mass.流动功是带入或跨系统边界的能量，因为泵送过程发生在系统外的某个地方而引起流体进入系统

它可以更容易地理解为通过流体所做的功，只是在系统之外的相邻流体进入系统强制或将它推入系统

P是压力，v是特定体积，或者是每单位质量的体积

A property of a system。。。。and enthalpy.

一个系统的一个参数是该系统的任何可观察到的特征。

系统的状态通过列出它的参数来定义。

最常见的热力学参数是：温度，压力和特定的体积或密度。

额外的热力学参数包括熵，能量和焓的存储形式

Frequently, thermodynamic。。。。at that state.地将热力学参数组合起来，形成新的参数。

焓，由参数相结合的结果，被定义为

对于一个给定的状态，无论物质如何到达该状态，每个参数在一个给定的状态只有一个定值，和任何参数始终具有相同的值

A process is a change，，，at the beginning .一个过程就是一个可以被定义为一个系统的参数的任何变化的状态变化在这个过程中，一个过程通过指定初始和最终的平衡状态，路径（如果可识别）和跨系统边界发生的相互作用来描述

一个循环是一个过程，或者更经常的说，是一系列系统的最初和最后的状态是相同的过程，。因此，在一个周期结束的所有属性具有相同的价值，他们不得不在一开始。

A pure，，，all phases一个纯物质具有均匀稳定的化学成分。

它可以存在于一个以上的相，但在所有阶段的化学组成是相同的。

If a substance，，，，

superheated vapors如果在饱

和温度下物质作为蒸汽存在，

则它被称为饱和蒸气。

（有时术语干饱和蒸汽是用来

强调干度是100％。

当蒸气得温度大于饱和温度，

它称作过热蒸汽。

气体是高度过热蒸汽。

过热蒸汽的压力和温度是独立

的参数，因为当压力保持不变

时温度可以增加。

第三篇Thermodynamic

Systems热力学系统

In the engineering

world,……solely of the gas

itself.

在工程领域，对象通常不是彼

此隔离。在大多数工程问题很

多物体进入到一个给定的问

题。其中一些对象，所有这些

对象，或可能进入了第二个问

题，即使是额外的。的性质的

问题及其解决方案都依赖于正

在考虑的对象。因此，有必要

指定哪些对象是正在考虑在特

定情况下。在热力学中，这样

做是可以由所考虑的对象周围

放置一个假想的包络，或通过

使用实际的包络，如果这种位

置存在。术语“系统”是指一

切，躺在里面的信封。信封，真

实的或虚构的，被称为作为系

统的边界。至关重要的是，该

系统的边界被非常仔细地指

定。例如，当一个处理气体在

气缸内的边界位于气缸的外

侧，该系统，S统包括两个气

缸和其所含的气体。另一方

面，的边界时，车辆射击在气

缸的内表面，CED该系统由独

立的气体本身。

When the boundaries of a

system……. treated as an

isolated system ( Fig.2.1( b ) ).

当的界限系统是这样的，它不

能交换物质与周围的环境，该

系统被说成是一个封闭的系统

（本身?键图2.1（一）），系

统然而，可交换能与周围环境

的热量或工作的形式。边界的

一个封闭的系统中可以是刚性

的，或可能会膨胀或收缩，但

一个封闭的系统，ST的质量，

时间不能改变的。因此，控制

质量的术语有时被用于这种类

型的系统。当的一个封闭的系

统中的边界交叉的能量为零或

大致如此，该系统可以被视为

一个孤立的系统（图2.1（b）

条）

In most engineering

problems,…….. commonly

known as the control volume.

在大多数工程问题，物质，一

般的流体，穿过一个或多个位

置中的某个系统的边界。这样

的系统被称为一个开放的系统

（参见图2.1（c）条）。边界的

一个开放的系统中，如此放置，

它们的位置不随时间而改

变。因此，边界附上附上一个

固定的体积，俗称作为控制量

Sometimes a system,,,,,,,,.

open system. 有时，一个系统

可以是一个封闭的系统，在同

一时刻，一个开放的下一

个。例如，考虑的内燃机的气

缸的内壁的边界。与阀关闭

时，系统是封闭的，然而，与

一个或两个阀打开，该系统成

为一个开放的系统。

Frequently the total

system……. must be analyzed

as such.

经常要考虑总的系统可能是大

而复杂。该系统可细分为零部

件的各个组成部分进行分

析。然后，对整个系统的性能

可以由各个组件的系统的性能

的总和。例如，考虑为整个系

统的蒸汽发电厂的液体与蒸气

的一部分，该系统，该系统是

封闭的，包含的蒸汽发生器，

蒸汽涡轮机，蒸汽冷凝器，给

水泵，给水加热器。任何或所

有这些单位分别可考虑抛出他

们周围的边界。由于流体进入

和离开每个这些较小的系统

中，每一个是一个开放系统，

因此必须加以分析。

第四篇General

characteristics of heat

transfer 传热的特征

Heat or thermal energy is

transferred….in some textbooks.

热量或热能形成一个区域转移

到另一个由三种模式，传导，

对流和辐射。每个供暖，空调

制冷设备的设计或应用是很重

要的。SI之间的运输现象，包

括苔调，动量转移或流体摩擦

和导电传热，运输现象也有类

似的速率方程和通量是成比例

的的电势差。通过传导和对流

的传热，的电位差的温度差

热青苔，和动量转移，因为他

们的相似之处和

mlorrelationship的许多常见的

物理过程中，在一些教科书中

得到统一处理

Thermal conduction is the

mechanism….. and there is no

eddy motion.热传导的热传递

的机制，从而能量被输送部件

之间的一个连续的颗粒或在原

子水平上的粒子组之间的动能

转移。在气体中，传导分子的

弹性碰撞的结果; 在液体和电

不导电的固体，它被认为是造

成晶格结构的纵向振荡。金属

热传导发生像电传导，通过自

由电子的运动。热力学第二定

律指出，热转印发生在温度降

低的方向。在固体不透明的机

构，重大传热机理是热传导，

在这个过程中，因为有莫净物

质流。用流动的流体，热传导

在该区域非常接近了坚实的边

界，在那里流动是层流，平行

于表面的占主导地位，并且不

存在涡流运动

Thermal convection may

involve……ddy mixing.除了

传导，热对流可能涉及涡流混

合能量转移和扩散。考虑到配

管内流动的流体的传热。如果

雷诺数足够大，存在三种不同

的流动区域。直接相邻的壁是

一个流次层发生热传递的热

传导;以外的层的子层是一个

过渡区域称为缓冲层，其中两

个涡流混合和传导效应是显着

的; 以外的缓冲层和延伸到管

道中心的湍流区，转移的主要

机制是涡流混合

In most equipment, the

main…….. eddy region. 在大

部分设备中，流体的主体是在

湍流和层层的存在，只有在坚

实的墙壁。在低流速小管的情

况下，或粘稠液体，如石油，在

整个流程中可能会不经过渡或

涡流地区的层

When fluid

currents ……convection.当流

体的电流所产生的外部来源的

传热区域，例如，风机或泵，

固体-流体的热传递被称为强

制对流。如果由内部产生由温

度变化引起的不均质密度的流

体流，传热被称为自由或自然

对流

In conduction and

convection……temperature

increases.传导和对流，传热通

过此事发生。辐射传热，有改

变能源形式; 内部形成用于传

输的电磁能量源的能量，然后

再返回到在接收端的.量通过

辐射的热传递，而传导和热对

流的影响，主要是由温度差和

温度水平有所迅速增加，随着

温度的升高。

Although….. or analogy.

虽然有些广义热传导方程的

数学推导已经从基本面，通常

他们是从相关数据获得正

常; 的相关维分析或类比分

析，如采用一定的无量纲数。

第五篇Heat of Combustion 燃料和热值

In a boiler furnace。。。。final result.

锅炉炉膛内的热量可燃元素与氧的结合中演变而来的能量依赖于燃烧后的最终产物，而不是达到的最终结果，可能发生在任何中间组合。

A simple demonstration。。。。CO2as the final product.一个简单的演示操作系统1 b的碳与氧产生一定量的热量。工会可能一步到位，形成气态的燃烧产物，二氧化碳，或在一定的条件下，工会可能会在两个步骤，首先形成CO，产生一个更小的散热量，第二工会的CO，产生一个更小的发热量，第二如此得到的CO的联合，形成二氧化碳，释放9755英热单位演变碳燃烧时，在一个步骤中形成CO2as最终产品。

That carbon may enter。。。。instead of CO2. 碳与氧气进入这两个组合燃烧设备的设计中是最重要的，烧结的方法必须保证完全的燃料和氧气的混合物是一定的，所有的碳燃烧，CO2和CO。故障，以满足此要求将导致燃烧效率和可观的损失，由燃料释放的热量的量，因为只有约28％，在碳的可利用的热量被释放，如果CO形成的CO2，而不是。

In boiler practice。。。。also used.

在锅炉实践的燃料的燃烧的热量所产生的热量，单位为英制热量单位，完全燃烧所产生的，或氧化，燃料的单位面积重量。热值或“燃料BTU值”的条款也使用。

The amount of heat。。。it is complete.

对于任何给定的可燃元素及化合物的组合完全燃烧所产生的热量的量是一个常数，并且不影响在其中发生燃烧的方式，只要它是完整的。

The heat of combustion

of a fuel。。。。heat of

combustion.

他的燃料的燃烧的热量

通常是通过直接测量在燃烧过

程中放出的热量热计测定。量

热计内的燃烧产物被冷却到初

始温度，吸收的热量由冷却介

质的测量，以确定较高的总燃

烧热。

For solid fuels and most

liquid。。。。an be applied.

固体燃料和液体燃料，

热量表LF“炸弹”，在不断的氧

气量，可燃物质燃烧，提供最

满意的效果。正确操作与弹式

量热计，燃烧完全，产生的热

量被吸收和测量，并且可以排

除来自外部源的热，或可以应

用适当的修正。

For gaseous fuels,。。。

usually neglected.气态燃料，热

量计的连续或恒定流型通常被

接受为标准。除非确定在恒定

压力下，而不是在恒定体积的

热含量的弹式量热计的操作原

理是相同的。对于大多数的燃

料，在加热的恒定压力和恒定

体积的测定值的差异是小的，

通常是被忽视的。

For accurate heat

values。。。by calorimeter:固体

和液体燃料的量热仪测定准确

的热值是必需的。对于大多数

煤，但近似的热值可被确定，

如果最终的化学分析是已知

的。德隆的公式给出了合理准

确的结果，对于大多数煤量热

计测定的值经常被用来作为例

行检查：

In. this formula, the。。。。

values of gaseous fuels.

该式中，各符号代表份比例（重

量）的成分的燃料的碳，氢，

氧和硫的一个最终的分析所确

定的系数表示每1b中的成分

以Btu热值的近似。的术语

O2是应用于燃料占已结合的

氢与氧的形式的水分中的氢的

校正。这个公式是不一般适合

于计算英热值的气体燃料。

Water vapor is。。。

gaseous state.

水蒸汽是所有含有氢的

燃料的燃烧产物。取决于是否

允许保持这样的水蒸汽在蒸汽

状态或冷凝为液体燃料的热含

量。在弹式量热计中的燃烧产

物被冷却的初始温度和燃烧过

程中形成的水蒸汽冷凝为液

体。这使高，或总的燃料与包

含在所报告的值的气化热，热

含量。为低，或净的燃烧热，

这是假设所有的燃烧产物保持

在气体状态

While the high,。。。

ormula虽然高，或总值，燃烧

热可以准确。由既定的程序，

（ASTM）直接测定低热量的

燃烧是困难的。因此，它通常

是使用下面的公式计算

In the United States the

在美国的做法是，在锅炉燃烧

计算中使用的燃烧热很

高。在欧洲的低生热值被使

用。

第六篇The Ideal Basic Vapor

Compression Refrigeration

Cycle 压缩制冷

The equipment digram for the

basic……condenser.

4.1理想的基本蒸气压缩制冷

循环

基本的蒸气压缩循环的设备的

图，示于图。 4.1。在此周期

中的最低组件包括压缩机，冷

凝器，膨胀阀和蒸发器。理想

的周期考虑无压力损失，冷凝

器和蒸发器的传热可逆绝热熵

压缩机，绝热膨胀阀，连接管，

既没有压力损失，也不与周围

环境的热传递。离开蒸发器的

制冷剂在点1的精确度，欺骗

性压力，温度低，饱和蒸气进

入压缩机，它是可逆压缩和绝

热] [等熵。点2处，它离开

压缩机作为原料选材，配料，

熔制，成型，退火温度，较高

压力，过热蒸气进入冷凝器，

在第一减温，然后在恒定的压

力下冷凝。第3点时，制冷剂

离开冷凝器作为一个高压力，

介质的温度，饱和液体，进入

不可逆地膨胀，绝热等焓膨胀

阀。点4处，它离开作为精确

度，欺骗性高压，低温，低质

量的蒸汽，并在膨胀阀进入蒸

发器，它是在恒定压力下的饱

和点1处的状态可逆地蒸

发。到蒸发器，和从流体的传

热散发的热量和流体吸收的热

量，在冷凝器中的减温过程期

间除外。

An energy balance…. are

derived;

能量平衡和某些性能参数可以

是来自于热力学第一定律。基

本的蒸气压缩循环中的各组成

部分的稳流方程的第一部法律

中的应用，下列关系而得;

In applying…. compression.

稳流方程在应用，被省略动能

和势能条款的，因为流速低，

以避免流体摩擦和不良的压力

损失，通常是在一个给定的制

冷系统高度变化是周期性的，

在冷凝器的散热在蒸发器中吸

收的热量和压缩工作的总和相

等。

In evaluating

contributions…….. efficiency.

在评估压缩机的热力学系统的

贡献，有必要考虑在所述压缩

机的入口和出口的制冷剂的性

质，在这些点之间的状态变化

是可逆的和绝热等熵]理想的

压缩机;或绝热和不可逆的[通

过压缩机中的流体通过的熵的

增加]与从理想的压缩机所描

述的绝热压缩机效率的变化

An important

thermodynamic

consideration……the

compressor inlet.

容积式压缩机的一个重要的热

力学代价是余隙容积的影响，

即，体积的制冷剂在压缩机内，

不发生位移的移动部件占

据。对于活塞式压缩机的活塞

和汽缸盖之间的余隙容积，当

活塞的上部，中心位置在考虑，

后气缸排出的压缩气体，清除

气体重新膨胀到一个更大的体

积的压力下降到进气压

力。时，压缩机排出的制冷剂

的质量小于席卷由活塞，在进

气口的压力和温度测量占据的

体积的质量，因此，这种效果

是定量表示时的容积效率，?=

马/山

V olumetric

efficiency……refrigerant.

容积效率的测量]通过循环移

动的制冷剂蒸气在压缩机的单

曲活塞的位移[大小的有效

性。由于制冷剂有很大的不同

在其特定的体积V 1，制冷剂

供选择。

One of the design

parameters of a….. of the cycle.

多级压缩机的设计参数的一个

选择级间压力下的中间冷却器

的制冷剂的温度降低。在最佳

级间压力，总工时为最小。对

于理想气体的双级压缩，这种

情况发生在吸入阀和排出的阶

段，在同样的工作压力和结果

的几何平均值。的多级压缩机

的制冷系统中的应用，然而，

因为上面的级间压力的冷却通

常是通过从其他一些周期的一

部分，分流的制冷剂气体压缩

机不同于

热力学基本概念式

第一章热力学基本概念 一、基本概念 热机：可把热能转化为机械能的机器统称为热力发动机，简称热机。工质：实现热能与机械能相互转换的媒介物质即称为工质。 热力系统：用界面将所要研究的对象与周围环境分割开来，这种人为分割的研究对象，称为热力系统。 边界：系统与外界得分界面。 外界：边界以外的物体。 开口系统：与外界有物质交换的系统，控制体（控制容积）。 闭口系统：与外界没有物质的交换，控制质量。 绝热系统：与外界没有热量的交换。 孤立系统：与外界没有任何形式的物质和能量的交换的系统。 状态：系统中某瞬间表现的工质热力性质的总状况。 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，系统内外同时建立热和力的平衡，这时系统的状态就称为热力平衡状态。 状态参数：温度、压力、比容（密度）、内能、熵、焓。 强度性参数：与系统内物质的数量无关，没有可加性。 广延性参数：与系统同内物质的数量有关，具有可加性。 准静态过程：过程进行的非常缓慢，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于平衡状态。

可逆过程：当系统进行正反两个过程后，系统与外界都能完全回复到出示状态。 膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或者缩小）而通过系统边界向外界传递的机械功。（对外做功为正，外界对系统做功为负）。 热量：通过系统边界向外传递的热量。 热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列中间过程，最后又回到初始状态。 二、基本公式 ??=-=0 2 1 1 2 dx x x dx 理想气体状态方程式： RT pV m = 循环热效率 1 q w net t = η 制冷系数 net w q 2 = ε 第二章 热力学第一定律 一、基本概念 热力学第一定律：能量既不能被创造，也不能被消灭，它只能从一种形式转换成另一种形式，或从一个系统转移到另一个系统，而其总量保持恒定。

大学物理热学总结

大学物理热学总结 -CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN

大学物理热学总结 (注：难免有疏漏和不足之处，仅供参考。 ) 教材版本：高等教育出版社《大学物理学》热力学基础 1、体积、压强和温度是描述气体宏观性质的三个状态参量。 ①温度：表征系统热平衡时宏观状态的物理量。摄氏温标，t表示，单位摄氏度（℃）。热力学温标，即开尔文温标，T表示，单位开尔文，简称开（K）。 热力学温标的刻度单位与摄氏温标相同，他们之间的换算关系： T/K=273.15℃+ t 温度没有上限，却有下限，即热力学温标的绝对零度。温度可以无限接近0K，但永远不能达到0K。 ②压强：气体作用在容器壁单位面积上指向器壁的垂直作用力。单位帕斯卡，简称帕（Pa）。其他：标准大气压（atm）、毫米汞高（mmHg）。 1 atm =1.01325×105 Pa = 760 mmHg ③体积：气体分子运动时所能到达的空间。单位立方米（m3）、升（L） 2、热力学第零定律：如果两个热力学系统中的每一个都与第三个热力学系统处于热平衡，则这两个系统也必处于热平衡。 该定律表明：处于同一热平衡状态的所有热力学系统都具有一个共同的宏观特征，这一特征可以用一个状态参量来表示，这个状态参量既是温度。3、平衡态：对于一个孤立系统（与外界不发生任何物质和能量的交换）而言，如果宏观性质在经过充分长的时间后保持不变，也就是系统的状态参量不再岁时间改变，则此时系统所处的状态称平衡态。 通常用p—V图上的一个点表示一个平衡态。（理想概念） 4、热力学过程：系统状态发生变化的整个历程，简称过程。可分为： ①准静态过程：过程中的每个中间态都无限接近于平衡态，是实际过程进行的无限缓慢的极限情况，可用p—V图上一条曲线表示。 ②非准静态过程：中间状态为非平衡态的过程。

大学物理章热力学基础试题.doc

第 9 章热力学基础 一、选择题 1.对于准静态过程和可逆过程 , 有以下说法．其中正确的是 [ ] (A)准静态过程一定是可逆过程 (B)可逆过程一定是准静态过程 (C)二者都是理想化的过程 (D)二者实质上是热力学中的同一个概念 2.对于物体的热力学过程 , 下列说法中正确的是 [ ] (A)内能的改变只决定于初、末两个状态,与所经历的过程无关 (B)摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C)在物体内 , 若单位体积内所含热量越多 , 则其温度越高 (D)以上说法都不对 3.有关热量 , 下列说法中正确的是 [ ] (A)热是一种物质 (B)热能是物质系统的状态参量 (C)热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D)热传递是改变物质系统内能的一种形式 4.关于功的下列各说法中 , 错误的是 [ ] (A)功是能量变化的一种量度 (B)功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C)气体从一个状态到另一个状态 , 经历的过程不同 , 则对外作的功也不一样 (D)系统具有的能量等于系统对外作的功

5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 式p d V M R d T 表 示 [ ] (A)等温过程(B)等压过程 (C) 等体过程(D)绝热过程 6.理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式 , 式V d p M R d T 表示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式V d p pdV 0表 示 [ ] (A) 等温过程(B) 等压过程 (C) 等体过程(D) 绝热过程 8.理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式 , 则式 M V d p p dV R d T 表示 [ ] (A)等温过程(B)等压过程 (C)等体过程(D)任意过程 9.热力学第一定律表明 : [ ] (A)系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B)系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C)不可能存在这样的循环过程,在此过程中,外界对系统所作的功

大学物理气体动理论热力学基础复习题集与答案解析详解

第12章 气体动理论 一、填空题： 1、一打足气的自行车内胎，若在7℃时轮胎中空气压强为4.0×5 10pa .则在温度变为37℃， 轮胎内空气的压强是 。（设内胎容积不变） 2、在湖面下50.0m 深处（温度为4.0℃），有一个体积为531.010m -?的空气泡升到水面上 来，若湖面的温度为17.0℃，则气泡到达湖面的体积是 。（取大气压强为50 1.01310p pa =?） 3、一容器内储有氧气，其压强为50 1.0110p pa =?，温度为27.0℃，则气体分子的数密度 为 ；氧气的密度为 ；分子的平均平动动能为 ； 分子间的平均距离为 。（设分子均匀等距排列） 4、星际空间温度可达2.7k ，则氢分子的平均速率为 ，方均根速率为 ， 最概然速率为 。 5、在压强为5 1.0110pa ?下，氮气分子的平均自由程为66.010cm -?，当温度不变时，压强为 ，则其平均自由程为1.0mm 。 6、若氖气分子的有效直径为82.5910cm -?，则在温度为600k ，压强为2 1.3310pa ?时，氖分子1s 内的平均碰撞次数为 。 7、如图12-1所示两条曲线(1)和(2),分别定性的表示一定量的 某种理想气体不同温度下的速率分布曲线,对应温度高的曲线 是 .若图中两条曲线定性的表示相同温 度下的氢气和氧气的速率分布曲线,则表示氧气速率分布曲线的 是 . 图12-1

8、试说明下列各量的物理物理意义： （1） 12kT ， （2）32 kT ， （3）2i kT ， （4）2 i RT ， （5）32RT ， （6）2M i RT Mmol 。 参考答案： 1、54.4310pa ? 2、536.1110m -? 3、2533 2192.4410 1.30 6.2110 3.4510m kg m J m ----???? 4、2121 121.6910 1.8310 1.5010m s m s m s ---?????? 5、6.06pa 6、613.8110s -? 7、（2） ，（2） 8、略 二、选择题： 教材习题12-1，12-2，12-3，12-4. （见课本p207～208） 参考答案：12-1～12-4 C, C, B, B. 第十三章热力学基础 一、选择题 1、有两个相同的容器，容积不变，一个盛有氦气，另一个盛有氢气（均可看成刚性分 子）它们的压强和温度都相等，现将 5 J 的热量传给氢气，使氢气温度升高，如果使氦气也 升高同样的温度，则应向氦气传递的热量是 （ ） （A ） 6 J （B ） 5 J （C ） 3 J （D ） 2 J 2、一定量理想气体，经历某过程后，它的温度升高了，则根据热力学定理可以断定： （1）该理想气体系统在此过程中作了功； （2）在此过程中外界对该理想气体系统作了正功；

工程热力学基本概念

第一章 工质：实现热能和机械能之间转换的媒介物质。 系统：热设备中分离出来作为热力学研究对象的物体。 状态参数：描述系统宏观特性的物理量。 热力学平衡态：在无外界影响的条件下，如果系统的状态不随时间发生变化，则系统所处的状态称为热力学平衡态。 压力：系统表面单位面积上的垂直作用力。 温度：反映物体冷热程度的物理量。 温标：温度的数值表示法。 状态公理：对于一定组元的闭口系统，当其处于平衡状态时，可以用与该系统有关的准静态功形式的数量n加上一个象征传热方式的独立状态参数，即（n+1）个独立状态参数来确定。 热力过程：系统从初始平衡态到终了平衡态所经历的全部状态。 准静态过程：如过程进行的足够缓慢，则封闭系统经历的每一中间状态足够接近平衡态，这样的过程称为准静态过程。 可逆过程：系统经历一个过程后如果系统和外界都能恢复到各自的初态，这样的过程称为可逆过程。无任何不可逆因素的准静态过程是可逆过程。 循环：工质从初态出发，经过一系列过程有回到初态，这种闭合的过程称为循环。 可逆循环：全由可逆过程粘组成的循环。 不可逆循环：含有不可逆过程的循环。 第二章 热力学能：物质分子运动具有的平均动能和分子间相互作用而具有的分子势能称为物质的热力学能。 体积功：工质体积改变所做的功。 热量：除功以外，通过系统边界和外界之间传递的能量。 焓：引进或排出工质输入或输出系统的总能量。 技术功：工程技术上将可以直接利用的动能差、位能差和轴功三项之和称为技术功。 功：物质间通过宏观运动发生相互作用传递的能量。 轴功：外界通过旋转轴对流动工质所做的功。 流动功：外界对流入系统工质所做的功。 第三章

(完整word版)大学物理学热力学基础练习题

《大学物理学》热力学基础 一、选择题 13-1．如图所示，bca 为理想气体的绝热过程，b 1a 和b 2a 是任意过程，则上述两过程中气体做功与吸收热量的情况是 ( ) （A ）b 1a 过程放热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （B ）b 1a 过程吸热、作负功，b 2a 过程放热、作负功； （C ）b 1a 过程吸热、作正功，b 2a 过程吸热、作负功； （D ）b 1a 过程放热、作正功，b 2a 过程吸热、作正功。 【提示：体积压缩，气体作负功；三个过程中a 和b 两点之间的内能变化相同，bca 线是绝热过程，既不吸热也不放热，b 1a 过程作的负功比b 2a 过程作的负功多，由Q W E =+?知b 2a 过程放热，b 1a 过程吸热】 13-2．如图，一定量的理想气体，由平衡态A 变到平衡态B ，且他们的压强相等，即A B P P =。问在状态A 和状态B 之间，气体无论经过的是什么过程，气体必然 ( ) （A ）对外作正功；（B ）内能增加； （C ）从外界吸热；（D ）向外界放热。 【提示：由于A B T T <，必有A B E E <；而功、热量是 过程量，与过程有关】 13-3．两个相同的刚性容器，一个盛有氢气，一个盛氦气(均视为刚性理想气体)，开始时它们的压强和温度都相同，现将3 J 的热量传给氦气，使之升高到一定的温度，若氢气也升高到同样的温度，则应向氢气传递热量为 ( ) （A ）6J ； （B ）3J ； （C ）5J ； （D ）10J 。 【提示：等体过程不做功，有Q E =?，而2 mol M i E R T M ?= ?，所以需传5J 】 13-4．有人想象了如图所示的四个理想气体的循环过程，则在理论上可以实现的是（ ） A （） C （） B （） D （）

大学物理章 热力学基础 试题

第9章 热力学基础 一、选择题 1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法．其中正确的是 [ ] (A) 准静态过程一定是可逆过程 (B) 可逆过程一定是准静态过程 (C) 二者都是理想化的过程 (D) 二者实质上是热力学中的同一个概念 2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B) 摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C) 在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高 (D) 以上说法都不对 3. 有关热量, 下列说法中正确的是 [ ] (A) 热是一种物质 (B) 热能是物质系统的状态参量 (C) 热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D) 热传递是改变物质系统内能的一种形式 4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 [ ] (A) 功是能量变化的一种量度 (B) 功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C) 气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样 (D) 系统具有的能量等于系统对外作的功 5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式0d d =+V p p V 表

示 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 绝热过程 8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 则式 [ ] (A) 等温过程 (B) 等压过程 (C) 等体过程 (D) 任意过程 9. 热力学第一定律表明: [ ] (A) 系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B) 系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C) 不可能存在这样的循环过程, 在此过程中, 外界对系统所作的功 不等于系统传给外界的热量 (D) 热机的效率不可能等于1 10. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q = d E +d A ．在以下过程中, 这三者同时为正的过程是 [ ] (A) 等温膨胀 (B) 等容膨胀 (C) 等压膨胀 (D) 绝热膨胀 11. 对理想气体的等压压缩过程，下列表述正确的是 [ ] (A) d A ＞0, d E ＞0, d Q ＞0 (B) d A ＜0, d E ＜0, d Q ＜0 (C) d A ＜0, d E ＞0, d Q ＜0 (D) d A = 0, d E = 0, d Q = 0 12. [ ] (A) 理想气体 (B) 等压过程 (C) 准静态过程 (D) 任何过程 13. 一定量的理想气体从状态),(V p 出发, 到达另一状态)2 ,(V p ． 一次是等温压缩到2V , 外界作功A ；另一次为绝热压缩到2 V , 外界作功W ．比较这两个功值的大小是 [ ] (A) A ＞W (B) A = W (C) A ＜W (D) 条件不够，不能比较 14. 1mol 理想气体从初态(T 1、p 1、V 1 )等温压缩到体积V 2, 外界对气体所作的功为 [ ] (A) 121ln V V RT (B) 2 11ln V V RT

大学物理热力学论文

《大学物理》课程论文 热力学基础 摘要： 热力学第一定律其实是包括热现象在内的能量转换与守恒定律。热力学第二定律则是指明过程进行的方向与条件的另一基本定律。热力学所研究的物质宏观性质，特别是气体的性质，经过气体动理论的分析，才能了解其基本性质。气体动理论，经过热力学的研究而得到验证。两者相互补充，不可偏废。人们同时发现，热力学过程包括自发过程和非自发过程，都有明显的单方向性，都是不可逆过程。但从理想的可逆过程入手，引进熵的概念后，就可以从熵的变化来说明实际过程的不可逆性。因此，在热力学中，熵是一个十分重要的概念。关键词： （1）热力学第一定律（2）卡诺循环（3）热力学第二定律（4）熵 正文： 在一般情况下，当系统状态变化时，作功与传递热量往往是同时存在的。如果有一个系统，外界对它传递的热量为Q，系统从内能为E1 的初始平衡状态改变到内能为E2的终末平衡状态，同时系统对外做功为A,那么，不论过程如何，总有： Q= E2—E1+A 上式就是热力学第一定律。意义是：外界对系统传递的热量，一部分

是系统的内能增加，另一部分是用于系统对外做功。不难看出，热力学第一定律气其实是包括热量在内的能量守恒定律。它还指出，作功必须有能量转换而来，很显然第一类永动机违反了热力学第一定律，所以它根本不可能造成的。 物质系统经历一系列的变化过程又回到初始状态，这样的周而复始的变化过程称为循环过程，或简称循环。经历一个循环，回到初始状态时，内能没有改变，这是循环过程的重要特征。卡诺循环就是在两个温度恒定的热源（一个高温热源，一个低温热源）之间工作的循环过程。在完成一个循环后，气体的内能回到原值不变。卡诺循环还有以下特征： ①要完成一次卡诺循环必须有高温和低温两个热源： ②卡诺循环的效率只与两个热源的温度有关，高温热源的温 度越高，低温热源的温度越低，卡诺循环效率越大，也就 是说当两热源的温度差越大，从高温热源所吸取的热量Q1 的利用价值越大。 ③卡诺循环的效率总是小于1的（除非T2 =0K）。 那么热机的效率能不能达到100％呢？如果不可能到达100％，最大可能效率又是多少呢？有关这些问题的研究就促进了热力学第二定律的建立。 第一类永动机失败后，人们就设想有没有这种热机：它只从一个热源吸取热量，并使之全部转变为功，它不需要冷源，也没有释放热量。这种热机叫做第二类永动机。经过无数的尝试证明，第二类永动

1 热力学基本概念

第一章热力学基本概念 一、是非题 1．只有处于平衡状态的系统才可用状态参数p、v、T来描写( )。 2．对处于非平衡状态的系统各强度参数是不可能确定的( )，各尺度参数也是不可能确定的( )。 3．尺度量具有可加性( )，强度量也具有可加性( )。 4．系统的总容积V是尺度量( )，比容v也是尺度量( )。 5．真空度是用百分数表示的( )。 6．平衡状态是不随时间改变的状态( )，它一定是均匀状态( )。 7．若容器中气体的压力没有改变则压力表上的读数就一定不会改变( )。 8．容器中水蒸气和水共存时，不能视为纯物质（）。 9．各种气体的气体常数都相同（）。 二、选择题 1．( )与测温介质的物性无关，因而可作为度量温度的客观标准。 (a)热力学温标；(b)理想气体温标；(c)经验温标。 2．在国际单位制中压力的单位是( )。 (a)帕；(b)巴；(c)工程大气压。 3．在国际单位制中温度的单位是( )。 (a)开尔文(K)；(b)摄氏度(℃)；(c)华氏度( )。

4．气体的( )与当时当地的大气压力有关，而( )与之无关。 (a)绝对压力；(b)表压力；(c)真空度。 5．1 Pa、1bar和1at的关系是( )。 (a)1at＞1bar＞1 Pa；(b)1 Pa＞1bar＞1at；(c)1bar＞1at＞1 Pa。 三、习题 1—1 确定与1bar压力相当的液柱高度，假定测压流体为酒精(其密度为0．82×103kg／m3)。 1—2 如果气压计压力为83kPa，试完成以下计算： (1)绝对压力为0．15MPa时的表压力； (2)真空计上读数为500mm水银柱时气体的绝对压力； (3)绝对压力的0．5bar时相应的真空度(mbar)； (4)表压力为2．5bar时的绝对压力(kPa)。 1—3用水银压力计测量容器中气体的压力时，为避免水银蒸发，在水银柱上加一段水，水高1020mm，水银柱高900mm，如图1-12所示。当时当地气压计上水银柱高度为=755mm，求容器内气体的绝对压力多少MPa和多少at? 图1—12

化工热力学基本概念和重点

第一章热力学第一定律及其应用 本章内容： *介绍有关热力学第一定律的一些基本概念，热、功、状态函数，热力学第一定律、热力学能和焓，明确准静态过程与可逆过程的意义，进一步介绍热化学。 第一节热力学概论 *热力学研究的目的、内容 *热力学的方法及局限性 *热力学基本概念 一．热力学研究的目的和内容 目的： 热力学是研究热和其它形式能量之间相互转换以及转换过程中所应遵循的规律的科学。 内容： 热力学第零定律、第一定律、第二定律和本世纪初建立的热力学第三定律。其中第一、第二定律是热力学的主要基础。 一．热力学研究的目的和内容 把热力学中最基本的原理用来研究化学现象和化学有关的物理现象，称为化学热力学。 化学热力学的主要内容是： *利用热力学第一定律解决化学变化的热效应问题； *利用热力学第二律解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向和限度问题，建立相平衡、化学平衡理论； *利用热力学第三律可以从热力学的数据解决有关化学平衡的计算问题。 二、热力学的方法及局限性 方法： 以热力学第一定律和第二定律为基础，演绎出有特定用途的状态函数，通过计算某变化过程的有关状态函数改变值，来解决这些过程的能量关系和自动进行的方向、限度。 而计算状态函数的改变只需要根据变化的始、终态的一些可通过实验测定的宏观性质，并不涉及物质结构和变化的细节。 二、热力学的方法及局限性 优点： *研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。 *只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理，简化了处理方法。 二、热力学的方法及局限性 局限性： *只考虑变化前后的净结果，只能对现象之间的联系作宏观的了解，而不能作微观的说明或给出宏观性质的数据。 例如：热力学能给出蒸汽压和蒸发热之间的关系，但不能给出某液体的实际蒸汽压的数值是多少。 *只讲可能性，不讲现实性，不知道反应的机理、速率。 三、热力学中的一些基本概念 *系统与环境 系统：

大学物理第九章热力学基础历年考题

第9章热力学基础 一、选择题 1. 对于准静态过程和可逆过程, 有以下说法．其中正确的是 [] (A>准静态过程一定是可逆过程 (B>可逆过程一定是准静态过程 (C>二者都是理想化的过程 (D>二者实质上是热力学中的同一个概念 2. 对于物体的热力学过程, 下列说法中正确的是 [] (A>内能的改变只决定于初、末两个状态, 与所经历的过程无关 (B>摩尔热容量的大小与所经历的过程无关 (C>在物体内, 若单位体积内所含热量越多, 则其温度越高 (D>以上说法都不对 3. 有关热量, 下列说法中正确的是 [](A>热是一种物质 (B>热能是物质系统的状态参量 (C>热量是表征物质系统固有属性的物理量 (D>热传递是改变物质系统内能的一种形式 4. 关于功的下列各说法中, 错误的是 [](A>功是能量变化的一种量度 (B>功是描写系统与外界相互作用的物理量 (C>气体从一个状态到另一个状态, 经历的过程不同, 则对外作的功也不一样 (D>系统具有的能量等于系统对外作的功 5. 理想气体状态方程在不同的过程中有不同的微分表达式, 式表示 [](A>等温过程(B>等压过程 (C>等体过程(D>绝热过程 6. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式表示 [](A>等温过程(B>等压过程 (C>等体过程(D>绝热过程 7. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式, 式表示 [](A>等温过程(B>等压过程 (C>等体过程(D>绝热过程 8. 理想气体状态方程在不同的过程中可以有不同的微分表达式,

则式表示 [](A>等温过程(B>等压过程 (C>等体过程(D>任意过程 9. 热力学第一定律表明: [](A>系统对外作的功不可能大于系统从外界吸收的热量 (B>系统内能的增量等于系统从外界吸收的热量 (C>不可能存在这样的循环过程, 在此过程中, 外界对系统所作的功 不等于系统传给外界的热量 (D>热机的效率不可能等于1 10. 对于微小变化的过程, 热力学第一定律为d Q= d E d A．在以下过程中, 这三者同时为正的过程是 [](A>等温膨胀(B>等容膨胀 (C>等压膨胀(D>绝热膨胀 11. 对理想气体的等压压缩过程，下列表述正确的是 [](A> d A＞0, d E＞0, d Q＞0 (B> d A＜0, d E＜0, d Q＜0 (C> d A＜0, d E＞0, d Q＜0 (D> d A = 0, d E = 0, d Q = 0 12. 功的计算式适用于 [](A>理想气体(B>等压过程 (C>准静态过程(D>任何过程 13. 一定量的理想气体从状态出发, 到达另一状态．一次是等温压缩到, 外界作功A；另一次为绝热压缩到, 外界作功W．比较这两个功值的大小是 [](A>A＞W(B>A = W(C>A＜W (D>条件不够，不能比较 14. 1mol理想气体从初态(T1、p1、V1 >等温压缩到体积V2, 外界对气体所作的功为 [](A>(B> (C>(D> 15. 如果W表示气体等温压缩至给定体积所作的功, Q表示在此过程中气体吸收的热量, A表示气体绝热膨胀回到它原有体积所作的功, 则整个过程中气体内能的变化为 [](A>W＋Q－A(B>Q－W－A (C>A－W－Q(D>Q＋A－W

工程热力学基本概念与重要公式

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

第四章 溶液热力学基本概念题

第四章 溶液热力学基本概念题 一、填空题 1、试写出理想稀溶液中溶质B 的化学式表示式,其中溶质B 的质量摩尔浓度以b B 表示,B μ＝ 。 2、写出化学势的两个定义式B μ＝ ＝ 。 3、已知60℃时，A(l)的蒸汽压为20.0kPa ，B(l) 的蒸汽压为40.0kPa 。则与含0.5molB(l)，99.5molA(l)的理想液态混合物成平衡的气体总压力为 kPa 。 4、某理想溶液的温度为T ，压力为 p θ,溶剂A 的摩尔分数为A x ，则组分A 的化学势表达式为：A μ＝ 。 5、在恒温恒压下，一切相变化必然是朝着化学势 的方向自发的进行。 6、在一定温度下，B A p p **>， 由纯液态物质和形成理想溶液，当气液达平衡时，气相组成B y 总是 液相组成B x 。7、在T=300K ，p=102.0kPa 的外压下，物质的量为0.03的蔗糖水溶液的渗透压为1π。物质的量为0.02的KCl 水溶液的渗透压为2π，两种相同体积的溶液，则必然存在2π 1π的关系。 二、是非题。正确地打“√”，错误的打“×”。 1、当系统在一定的T 、p 下，处于相平衡时，任一组分在各相的化学势必定相等。 （ ） 2、一定温度下，微溶气体在水中的溶解度与其平衡分压成正比。 （ ） 3、偏摩尔量和化学势是同一公式的两种不同表示方式。 （ ） 4、一定温度下，稀溶液中挥发性溶质与其蒸汽达到平衡时，气相中的分压与该组分在液相中的组成成正比。 （ ） 5、在多相系统中于一定的T ，p 下，物质有从浓度高的相自发向浓度较低的相转移的趋势。 （ ） 三、问答题 1、写出纯理想气体在温度T 及压力p 时化学势表示式并解释式中各项符号的意义。 2、下列偏导数中那些是偏摩尔量？那些是化学势？ ,,j B T p n H n ??? ???? ,,j B S p n H n ??? ???? ,,j B T V n A n ??? ???? ,,j B T V n G n ??? ???? ,,j B S V n U n ??? ???? ,,j B T p n V n ??? ???? ,,j B T p n A n ??? ???? 。 三、选择题

第1章 热力学基本概念

第一章热力学的基本概念 1.1 热力系及其描述 (1) 1.1.1 热力系 (1) 1.1.2 热力系的状态、平衡状态及状态参数 (2) 1.1.3 状态参数的特性 (3) 1．2 基本状态参数 (4) 1.2.1 密度及比体积 (4) 1.2.2 压力 (4) 1.2.3 温度及热力学第零定律 (7) 1.3 状态方程式，状态参数坐标图 (12) 1.3.1 状态公理 (12) 1.3.2 纯物质的状态方程式 (12) 1.3.3 状态参数坐标图 (13) 1.4 热力过程及热力循环 (14) 1.4.1 准平衡过程 (14) 1.4.2 热力循环 (16) 思考题及答案 (19) 1.1 热力系及其描述 1.1.1 热力系 在对一个现象或—个过程进行分析时为了确定研究的对象，规划出研究的范围，常从若干物体中取出需要研究的部分．这种被取出的部分叫做热力学系统，简称热力系。热力系以外的物质世界统称为外界（或环境）。热力系与外界的分界面叫做界面（或边界）。所谓热力系，即是由界面包围着的作为研究对象的物体的总和。热力系与外界之间的界面可以是真实的，也可以是假拟的，可以是固定的，也可以是运动的。 在一般情况下，热力系与外界处于相互作用中，彼此可交换能量(如热量及各种形式的功)及物质。 按热力系与外界进行物质交换的情况可将热力系分类为： 闭口系(或闭系)——热力系与外界无物质交换，或者说没有物质穿过边界。此时．热力系内部的质量将保持不变，称为控制质量(C.M.)，故闭口系即是我们所研究的某“控制质量”。

开口系(或开系)——热力系与外界之间有物质交换，或者说有物质穿过边界。这种热力系内部的质量可以是变化的。这时，我们可以把研究的对象规划在一定的空间范围内，这种空间范围叫作控制容积(C.V.)，或称控制体，故开口系即是我们所研究的某“控制体”。 相应地，控制质量或控制容积与外界的分界面也可称为控制面。 按热力系与外界进行能量交换的情况常将热力系分类为： 简单热力系——热力系与外界只交换热量及一种形式的准静功(准静功的概念将在2－2节中讨论)； 绝热系——热力系与外界无热交换； 孤立系——热力系与外界既无能量交换又无物质交换。 以上是按热力系与外界的相互关系所作的分类。热力系也可按其内部状况的不同而分类为：单元系(只包含一种化学成分的物质)、多元系(包含两种以上的物质)、均匀系(各部 分具有相同的性质，如单相系)、非均匀系(各部分具有不同的性质，如复相系)；等等。 在热力工程上，能量转换是通过工作物质的状态变化来实现的。最常用的工质是一些可压缩流体(如蒸汽动力装置中的水蒸气，燃气动力装置中的燃气，等等)。由可压缩流体 构成的热力系称为可压缩系统。若可压缩系统与外界只有准静容积变化功(膨胀功或压缩功)的交换，则此系统称为简单可压缩系统。工程热力学中讨论的大部分系统都是简单可压缩系统。 另外，在热力学中还会遇到一些特殊的系统，例如某种具有无限大热容量的系统，它对外放出或吸入有限的热量时其自身的温度维持不变，这种系统称为热源（或冷源）。 正确地选择热力系是进行正确的热力学分析的前提。没有明确选定热力系之前，对力、质量、热、功等任何问题的讨论都是不可能进行的。 1.1.2 热力系的状态、平衡状态及状态参数 所谓热力系的状态，即是热力系在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。在热力学中我们一般取设备中的流体工质(主要是气体)作为研究对象，这时热力系的状态即是指气体所呈 现的物理状况。 热力系可能呈现各种不同的状态，其中具有特别重要意义的是所谓平衡状态。平衡状态是指，在没有外界影响的条件下系统的各部分在长时间内不发生任何变化的状态。 处于平衡状态的热力系各处的温度、压力等参数是均匀一致的。试设想系统中各物体之间有温差存在而发生热接触，则必然有热自发地从高温物体传向低温物体，这时系统不会维持状态不变，而是不断产生状态变化直至温差消失而达到平衡。这种平衡称为热平衡。可见，温差是驱动热流的不平衡势，而温差的消失则是系统建立起热平衡的必要条件。同样，如果物体间有力的相互作用(例如由压力差引起)，则将引起宏观物体的位形变化，这时系统的状态不断变化直至力差消失而建立起平衡。这种平衡称为力学平衡。所以，力差也是驱使系统状态变化的一种不平衡势，而力差的消失是使系统建止起力学平衡

热力学第一定律基本概念和重点总结

本章内容： 介绍有关热力学第一定律的一些基本概念，热、功、状态函数，热力学第一定律、热力学能和焓，明确准静态过程与可逆过程的意义，进一步介绍热化学。 第一节热力学概论 ?热力学研究的目的、内容 ?热力学的方法及局限性 ?热力学基本概念 一．热力学研究的目的和内容 目的：热力学是研究热和其它形式能量之间相互转换以及转换过程中所应遵循的规律的科学。内容：热力学第零定律、第一定律、第二定律和本世纪初建立的热力学第三定律。其中第一、第二定律是热力学的主要基础。 把热力学中最基本的原理用来研究化学现象和化学有关的物理现象，称为化学热力学。 化学热力学的主要内容是： 1.利用热力学第一定律解决化学变化的热效应问题； 2.利用热力学第二律解决指定的化学及物理变化实现的可能性、方向和限度问题，建 立相平衡、化学平衡理论； 3.利用热力学第三律可以从热力学的数据解决有关化学平衡的计算问题 二、热力学的方法及局限性 方法： 以热力学第一定律和第二定律为基础，演绎出有特定用途的状态函数，通过计算某变化过程的有关状态函数改变值，来解决这些过程的能量关系和自动进行的方向、限度。 而计算状态函数的改变只需要根据变化的始、终态的一些可通过实验测定的宏观性质，并不涉及物质结构和变化的细节。 优点： ?研究对象是大数量分子的集合体，研究宏观性质，所得结论具有统计意义。 ?只考虑变化前后的净结果，不考虑物质的微观结构和反应机理，简化了处理方法。局限性： 1.只考虑变化前后的净结果，只能对现象之间的联系作宏观的了解，而不能作微观的 说明或给出宏观性质的数据。 例如：热力学能给出蒸汽压和蒸发热之间的关系，但不能给出某液体的实际蒸汽压的数值是多少。 2.只讲可能性，不讲现实性，不知道反应的机理、速率。 三、热力学中的一些基本概念 1.系统与环境 系统：用热力学方法研究问题时，首先要确定研究的对象，将所研究的一部分物质或空间，从其余的物质或空间中划分出来，这种划定的研究对象叫体系或系统 (system)。 环境：系统以外与系统密切相关的其它部分称环境(surrounding 注意： 1.体系内可有一种或多种物质，可为单相或多相，其空间范围可以是固定或 随过程而变。 2.体系和环境之间有分界，这个分界可以是真实的，也可以是虚构的，既可 以是静止的也可以是运动的。 根据体系与环境的关系将体系区分为三种：

工程热力学基本概念及重要公式

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）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

热力学基本概念

大学物理
热力学基础
第1讲 热力学的基本概念

? 热力学系统 在热力学中把有大量分子组成的宏观物体 ( 气体、液 体、固体)称为热力学系统,简称系统. 系统以外与系统有着相互作用的环境称为外界. 孤立系统 : 与外界不发生任何能量和物质交换 的热力学系统. 封闭系统 : 与外界只有能量交换而没有物质交 换的系统. 绝热系统: 与外界没有热量交换的系统.

? 热力学的状态参量 状态参量是描述气体宏观状态的物理量. 包括体积、压强 和温度. 1. 体积 V : 气体分子自由活动的空间. 国际单位: m3(米3 )
当气体分子大小不计时 , 气 体体积等于容器的容积. 2. 压强 p: 垂直作用在容器壁单位面积上的气体压力.
F p= S
国际单位: Pa (帕斯卡) 1 Pa = 1 N·m-2 1标准大气压 = 1.01325×105Pa

3. 温度 T : 表征热平衡状态下系统的宏观性质. 热平衡: 两热力学系统相互接触, 而与外界没有热量交 换, 当经过了足够长的时间后, 它们的冷热程度不再发生 变化, 则称这两系统达到了热平衡. ? 热力学第零定律 在不受外界影响的条件下, 如果处于确定状态下的物体A 分别与物体B、C达到热平衡, 则物体B和C也必相互热平衡.
A B C
A B C

? 温标 —— 温度的数值表示. 摄氏温标(t): t ℃ 水的冰点 0 ℃, 水的沸点 —— 100℃. 华氏温标(F): 在标准大气压下, 冰的熔 点为 32度, 水的沸点为212度,中间划分 180等分. 热力学温标(T): 单位: K(开尔文) 绝对温标与测温物质的性质无关,是 一种基本的科学温标. 水三相点(气态、液态、固态的共存状态) 为273.16 K . 摄氏温标和绝对温标的换算： T = 273.15 + t

大学物理热学习题附答案11

一、选择题 1．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。根据理想气体的分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量平方的平均值 (A) m kT x 32=v (B) m kT x 3312=v (C) m kT x /32=v (D) m kT x /2=v 2．一定量的理想气体贮于某一容器中，温度为T ，气体分子的质量为m 。根据理想气体分子模型和统计假设，分子速度在x 方向的分量的平均值 (A) m kT π8=x v (B) m kT π831=x v (C) m kT π38=x v (D) =x v 0 ［ ］ 3．4014：温度、压强相同的氦气和氧气，它们分子的平均动能ε和平均平动动能w 有如下关系： (A) ε和w 都相等 (B) ε相等，而w 不相等 (C) w 相等，而ε不相等 (D) ε和w 都不相等 4．4022：在标准状态下，若氧气(视为刚性双原子分子的理想气体)和氦气的体积比V 1 / V 2=1 / 2 ，则其内能之比E 1 / E 2为： (A) 3 / 10 (B) 1 / 2 (C) 5 / 6 (D) 5 / 3 5．4023：水蒸气分解成同温度的氢气和氧气，内能增加了百分之几(不计振动自由度和化学能)？ (A) 66.7％ (B) 50％ (C) 25％ (D) 0 6．4058：两瓶不同种类的理想气体，它们的温度和压强都相同，但体积不同，则单位体积内的气体分子数n ，单位体积内的气体分子的总平动动能(E K /V )，单位体积内的气体质量ρ，分别有如下关系： (A) n 不同，(E K /V )不同，ρ不同 (B) n 不同，(E K /V )不同，ρ相同 (C) n 相同，(E K /V )相同，ρ不同 (D) n 相同，(E K /V )相同，ρ相同 7．4013：一瓶氦气和一瓶氮气密度相同，分子平均平动动能相同，而且它们都处于平衡状态，则它们 (A) 温度相同、压强相同 (B) 温度、压强都不相同 (C) 温度相同，但氦气的压强大于氮气的压强 (D) 温度相同，但氦气的压强小于氮气的压强 8．4012：关于温度的意义，有下列几种说法：(1) 气体的温度是分子平均平动动能的量度；(2) 气体的温度是大量气体分子热运动的集体表现，具有统计意义；(3) 温度的高低反映物质内部分子运动剧烈程度的不同；(4) 从微观上看，气体的温度表示每个气体分子的冷热程度。这些说法中正确的是 (A) (1)、(2)、(4)；(B) (1)、(2)、(3)；(C) (2)、(3)、(4)；(D) (1)、(3) 、(4)； ［ ］ 9．4039：设声波通过理想气体的速率正比于气体分子的热运动平均速率，则声波通过具有相同温度的氧气和氢气的速率之比22H O /v v 为 (A) 1 (B) 1/2 (C) 1/3 (D) 1/4 10．4041：设图示的两条曲线分别表示在相同温度下氧气和氢气分子的速率分布曲线；令()2 O p v 和()2H p v 分别表示氧气和氢气的最概然速率，则： (A) 图中ａ表示氧气分子的速率分布曲线； ()2O p v /()2H p v =4