工程熱力學(xué)教學(xué)課件

　　本書為普通高等教育“十一五”國家級規(guī)劃教材。本書主要講述熱力學(xué)基本概念、基本定律、氣體和蒸氣的熱力性質(zhì)以及各種熱力過程和熱力循環(huán)，對化學(xué)熱力學(xué)和新能源也作了扼要的介紹。書中附有例題、思考題和習(xí)題以及必要的熱工圖表。下面是小編為你帶來的工程熱力學(xué)教學(xué)課件 ，歡迎閱讀。

　　第一章、基本概念

　　1、邊界

　　邊界有一個(gè)特點(diǎn)（可變性）：可以是固定的、假想的、移動(dòng)的、變形的。

　　2、六種系統(tǒng)（重要！）

　　六種系統(tǒng)分別是：開（閉）口系統(tǒng)、絕熱（非絕熱）系統(tǒng)、孤立（非孤立）系統(tǒng)。

　　a.系統(tǒng)與外界通過邊界：功交換、熱交換和物質(zhì)交換.

　　b.閉口系統(tǒng)不一定絕熱，但開口系統(tǒng)可以絕熱。

　　c.系統(tǒng)的取法不同只影響解決問題的難易，不影響結(jié)果。

　　3、三參數(shù)方程

　　a.P=B+Pg

　　b.P=B-H

　　這兩個(gè)方程的使用，首先要判斷表盤的壓力讀數(shù)是正壓還是負(fù)壓，即你所測物體內(nèi)部的絕對壓力與大氣壓的差是正是負(fù)。正用1，負(fù)用2。

　　ps.《工程熱力學(xué)（第六版）》書8頁的系統(tǒng)，邊界，外界有詳細(xì)定義。

　　第二章、氣體熱力性質(zhì)

　　1、各種熱力學(xué)物理量

　　P：壓強(qiáng)[單位Pa]

　　v：比容（單位m^3/kg）

　　R：氣體常數(shù)（單位J/(kg*K)）書25頁

　　T：溫度（單位K）

　　m：質(zhì)量（單位kg）

　　V：體積（單位m^3）

　　M：物質(zhì)的摩爾質(zhì)量（單位mol）

　　R：8.314kJ/(kmol*K)，氣體普實(shí)常數(shù)

　　2、理想氣體方程：

　　Pv=RT

　　PV=m*R。*T/M

　　Qv=Cv*dT

　　Qp=Cp*dT

　　Cp-Cv=R

　　另外求比熱可以用直線差值法！

　　第三章、熱力學(xué)第一定律

　　1、閉口系統(tǒng)：

　　Q=W+△U

　　微元：δq=δw+du （注：這個(gè)δ是過程量的微元符號）

　　2、 閉口絕熱

　　δw+du=0

　　3、閉口可逆

　　δq=Pdv+du

　　4、閉口等溫

　　δq=δw

　　5、閉口可逆定容

　　δq=du

　　6、理想氣體的熱力學(xué)能公式

　　dU=Cv*dT

　　一切過程都適用。為什么呢？ 因?yàn)閁是個(gè)狀態(tài)量，只與始末狀態(tài)有關(guān)、與過程無關(guān)。U是與T相關(guān)的單值函數(shù)，實(shí)際氣體只有定容才可以用

　　6、開口系統(tǒng)

　　ps.公式在書46頁（3-12）

　　7、推動(dòng)功

　　Wf=P2V2-P1V1（算是一個(gè)分子流動(dòng)所需要的微觀的能量）

　　a、推動(dòng)功不是一個(gè)過程量，而是一個(gè)僅取決于進(jìn)出口狀態(tài)的狀態(tài)量。

　　b、推動(dòng)功不能夠被我們所利用，其存在的`唯一價(jià)值是使氣體流動(dòng)成為開系。

　　8、焓（重要！）

　　微觀h=u+PV U分子靜止具有的內(nèi)能 PV分子流動(dòng)具有的能量

　　a、焓是一個(gè)狀態(tài)量，對理想氣體仍然為溫度T的單值函數(shù)。

　　b、焓在閉口系統(tǒng)中無物理意義，僅作為一個(gè)復(fù)合函數(shù)。

　　9、技術(shù)功

　　從技術(shù)角度，可以被我們利用的功

　　Wt=0.5△c^2+g△Z+Ws(軸功)

　　q=△h+Wt當(dāng)忽略動(dòng)位能時(shí)，Wt=Ws

　　q=△h+Ws=△PV+△u+w（膨脹功）

　　10、可逆定容的方程

　　Ws=-∫VdP 表示對外輸出的軸功。

　　與dU相同，dh=CpdT對一切理想氣體成立

　　第四章

　　理想氣體的熱力過程及氣體壓縮

　　1、P—V圖

　　初始點(diǎn)①，終止點(diǎn)②

　　步驟1：在①畫出4條線：等壓、等容、等溫、絕熱

　　步驟2：②在等壓線上方（下方）為升壓(降壓)

　　②在等容線右側(cè)（左側(cè)）膨脹(壓縮） 功W>0（<0）

　　②在等溫線上方（下方）升溫(降溫） △T>0（<0）

　　②在絕熱線上方（下方）吸熱(放熱） △Q>0（<0）

　　步驟3：寫出多變過程n的范圍

　　2、多變過程的求解步驟：

　　a、先求出所有過程的初終點(diǎn)P、V、T

　　b、確認(rèn)各過程的多變指數(shù)n=

　　c、各過程△u=Cv*△T，△h=Cp*△T

　　d、求出Q、W、Wt

　　e、畫出P—V圖（驗(yàn)算）

　　ps.書67、68頁表4-1包含了所有我們所學(xué)的基本情況（此表十分重要！！！）

　　第五章、熱力學(xué)第二定律

　　1、熱效率η=1-Q2/Q1 （Q2取正值）

　　2、卡諾循環(huán)：

　　其意義在于指明了熱變功的極限

　　η(max)=1-T2/T1

　　3、熵變的公式推導(dǎo)：

　　δq=Tds=Pdv+CvdT

　　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、可逆公式小結(jié)：

　　δq=Tds

　　δw=Pdv

　　δwt=-vdP

　　第七章、水蒸氣

　　1、 工業(yè)中水蒸氣是實(shí)際氣體，無法使用理想氣體的方程。

　　2、水蒸氣的發(fā)生過程

　　①定壓預(yù)熱

　　②飽和水定壓汽化（T不變）

　　③干飽和蒸汽定壓過熱

　　3、水蒸氣的p-v圖

　　一點(diǎn)：臨界點(diǎn)（氣液不分的點(diǎn)）；

　　兩線：飽和液體線（臨界點(diǎn)右下方曲線）

　　飽和蒸汽線（臨界點(diǎn)左下方曲線）

　　三區(qū)：未飽和液體區(qū)（飽和液體線左側(cè)，臨界等溫線以下）、濕飽和蒸汽區(qū)（飽和液體線以及飽和蒸汽線包圍區(qū)域）、過熱蒸汽區(qū)（飽和蒸汽線右側(cè)，臨界等溫線以下）。

　　五種狀態(tài)：未飽和水狀態(tài)、飽和水狀態(tài)、 濕飽和蒸汽狀態(tài)、干飽和蒸汽狀態(tài)、過熱蒸汽狀態(tài)。

　　4、干度：x=mv/（mv+mw）

　　ps.概念以及公式在課本124、125頁（7-2）

　　第八章、濕空氣

　　1、濕空氣=干空氣+水蒸氣

　　2、分壓定律、分容積定律、質(zhì)量成分、容積成分、摩爾成分、折合分子量（濕空氣）、混合氣體參數(shù)的計(jì)算、絕對濕度，相對濕度、含濕量、濕空氣的焓、干球溫度、露點(diǎn)溫度、絕熱飽和與濕球溫度的概念和對應(yīng)相關(guān)的公式都要熟悉。

　　3、這里講解如何在焓濕圖中找含濕量、干球溫度、濕球溫度和露點(diǎn)溫度。

　　首先你得知道其中兩個(gè)量。

　　例子：已知一個(gè)房間內(nèi)的干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a）），求濕球溫度和露點(diǎn)溫度？

　　首先露點(diǎn)溫度是干球溫度干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a））對應(yīng)點(diǎn)垂直下來到等相對濕度為100%的線所對應(yīng)的溫度。

　　其次濕球溫度是干球溫度干球溫度為25℃，含濕量為5（g/kg（a））對應(yīng)點(diǎn)做左下方45°等焓線至等相對濕度為100%的線所對應(yīng)的溫度。

　　其他的都是以此類推！！！

　　第九章、氣體和蒸汽的流動(dòng)

　　1、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流的含義

　　穩(wěn)態(tài)：狀態(tài)不隨時(shí)間變化

　　穩(wěn)流：流量恒定

　　2、連續(xù)性方程（前提：穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流）

　　ps：書164頁公式（9-1、9-2）

　　3、絕熱穩(wěn)定流動(dòng)能量方程（增速：必須以本身儲能的減少為代價(jià)，適用于任何工質(zhì)、可逆和不可逆方程）

　　ps：書164頁公式（9-3、9-4、9-5、9-6）

　　4、音速：a=√（kRT）

　　理想氣體：只隨著絕對溫度而變化

　　5、馬赫數(shù)：M=c/a （a：音速； c：氣體流速）

　　①M(fèi)>1 超音速

　　②M=1 臨界音速

　　③M<1 亞音速

　　因書上的公式概念都很清晰，就不做過多介紹。

　　ps：書166、167頁（9-7、9-8、9-9、9-10、9-12）

　　6、在此介紹一下題型：

　　一、流體流過一噴管（噴管的設(shè)計(jì)計(jì)算）

　　已知Po、To（如P1、T1、c1求出滯點(diǎn)）、Pb（背壓或者說環(huán)境壓力）、k=1.4，求最大c。

　　設(shè)計(jì)的觸發(fā)點(diǎn)為P2=Pb才能達(dá)到最大速度cm

　　解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 則Pb>Pc

　　故c2<c臨 故設(shè)計(jì)為漸縮型噴管

　　②Pb/Po<0.528=Pc/Po 則Pb<Pc

　　故c2>c臨 故c2>a

　　分類討論:若co<c臨 則為漸縮漸擴(kuò)型噴管

　　若co>c臨 則為漸擴(kuò)型噴管

　　二、流體流過一漸縮型噴管（噴管的校核計(jì)算）

　　已知Po、To、h2、Pb。求最大c。

　　解：①Pb/Po>0.528=Pc/Po 則Pb>Pc

　　故P(min)=Pb c<a 亞音速

　　②Pb/Po<0.528=Pc/Po 則Pb<Pc

　　故P(min)=P臨 c=a 臨界音速

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