热工基础与应用2014复习稿(1)

一、题型

? 1.单项选择题，15个15分； ? 2.填空题，20个20分； ? 3.名词解释题，6个12分； ? 4.简答题，5个20分； ? 5.论述题，10分； ? 6.画图题，4问8分； ? 7.计算题，2个15分。

二、概念

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P2 能源按性质分：含能体能源：集中储存能量的含能物质，如煤炭，石油，天然气等；

过程性能源：物质运动过程产生和提供的能量，这种能量无法储存并随着物质运动过程结束而消失，如水能，风能等。

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P3能源利用经历了:薪柴时期，煤炭时期，石油时期

P5-6热污染是指在能源消耗及能量转换过程中有大量化学物质及热蒸汽排入环境，使局部

环境或全环境发生增温，并可能对人类和生态系统产生直接或间接危害的现象，是能源未能被最有效、最合理地利用造成的。而温室效应是指透射阳光的密闭空间由于与外界缺乏热交换而形成的保温效应，引起地球表面变热的现象，是由于人类生产和生活向大气排入过多的二氧化碳造成的。温室效应是热污染的一种。 ? ? ?

P16 工质 :用来实现能量相互转换的媒介物质称为工质。

p ?P18绝对压力： p b : p ? p g ? p b ; p ? p b : p ? p b ? p v ;

P19 对于简单可压缩系统，只要给定两个相互独立的状态参数，就可以确定它的平衡系统，

这两参数必须可测。

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P16，,19在热力分析中为何引入平衡状态？准平衡过程如何处理“平衡状态”与“状态变

化”的矛盾? ?

P16为什么引入平衡状态：为了分析热力系统中能量转换的情况，首先必须能够正确地描

述系统的热力状态。所谓的热力状态是指热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况。热力系统可能呈现各种不同的状态，我们只能对处于平衡的状态进行研究。所谓平衡状态，是指在没有外

界影响（重力场除外）的条件下，热力系统的宏观性质不随时间变化的状态。 ?

P19 准平衡过程如何处理“平衡状态”与“状态变化”的矛盾：热力系统从一个状态向另

一个状态变化时，所经历的全部状态的总和称为热力过程。就热力系统本身而言，热力学仅可对平衡状态进行描述，平衡就意味着宏观是静止的；而要实现能量的转换，热力系统又必须通过状态的变化级过程来完成，过程就意味着变化，意味着平衡被破坏。平衡和过程这两个矛盾的概念怎样统一起来呢？这就要依靠准平衡过程。准平衡过程是由一系列平衡状态组成的热力过程，破坏平衡状态的不平衡势差应为无限小，也就是过程要无限放缓。 ?

P21，在工程热力学中，热和功的转换，是通过气体的体积功来实现的，热能转变为机械

能必须通过工质的膨胀才能实现。 ?

P23热力循环：工质从某一初态出发经历一系列热力状态变化后，又回到原来初态的热力

过程，即封闭的热力过程。分为：可逆循环、不可逆循环、正循环、逆循环，解释之。 ?

P24热力学能是工质微观粒子所具有的能量。包括：（1）分子的内动能和内位能；（2）维

持分子结构的化学能；（3）以及原子核内部的核能。 ? ? ?

P25 闭口系统能量方程： q=△u+w P26 闭口可逆系统能量方程： q??u??21pdvP27稳定流动系统：热力系统内各点状态参数不随时间变化的流动系统。为实现稳定流动

必须满足的条件：⑴进出系统的工质流量相等切不随时间变化 ；⑵系统进出口工质的状态不随时间而变；⑶系统与外界交换的功和热量等所有能量不随时间而变。 1122(u?c?gz)和(u?c2?gz2)12? P28-29 伴随1kg工质进入、流出控制体积的能量为： 1212? ? ? ?

P29 稳定流动系统能量方程 ：q=△h+wt P30 可逆稳定流动过程能量方程： q??h??21vdpP31-32 能量方程的应用：叶轮式机械: w sh ? h ；热交换器: Q ? ? H ;节流 ? h ? 0 ； 1?h2P36热力学第二定律：克劳修斯说法:

热量不可能自发地、不付代价地从低温物体传至高

温物体; 开尔文说法: 不可能制造出从单一热源吸热、使之全部转化为功而不留下其他任何变化的热力发动机。

?

P37-39卡诺循环：工作在恒温的高、低温热源间的理想可逆正循环。有两个定温可逆过程

TLTH和两个绝热可逆过程组成。热效率： ? c ?1??

P39热机的热效率,卡诺定理：(三条)

?可逆TL??c?1?；?不可逆??可逆;TH? P41：因为熵变是某一状态参数的微分，所以初态1和终态2间，不论什么过程，只要两

过程的工质为同量的同一气体，两过程气体的熵变相等。 ?

P44孤立系熵增原理：在孤立系统内，一切实际过程（即不可逆过程）都朝着使系统熵增

大的方向进行，在极限情况（可逆过程）下，系统的熵保持不变。即：可逆=0；不可逆>0;不可能发生<0 。 ?

P50熵的微观物理意义是：孤立系统内部发生的过程，总是沿着由热力学概率小的状态向

热力学概率大的状态方向进行；宏观物理意义是：一个热力系统的变化，无论可逆与否，均可以表示为熵流和熵产之和。 ? ?

P67 气体的定值比热容：表3-2，单原子气体，双原子气体；

P68-69理想气体的热力学能和焓是温度的单值函数。微元过程单位质量理想气体热力学能

和焓的增量： ?

du?cv?T,dh?cp?T理想气体定压过程的热力学能变化量为cp△t? 。 P77理想气体定容过程： q ? u v ? T ； ?? cP78理想气体定压过程： P78理想气体定温过程：

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? ?

? ? ?

?

v2wt?w?q?RgT1ln;v1P80理想气体定熵过程： wt?kw;P82-85理想气体的多变过程: 据此画出p-v和T-是图；

q??h?cp?T;pvn?con;n?0?定压;n?1?定温；n?k?绝热；n???定容；P48环境温度为T0时，从温度为T1的恒高温物体向温度为T2（T2>T0）的恒低温物体传

出的热量Q中的： 有效能：Ex,Q?Q?1-????

P37-39卡诺循环：工作在恒温的高、低温热源间的理想可逆正循环。有两个定温可逆过程

TLTHP68,69想气体的热力学能、焓、熵是温度的单值函数：

T2??;?T1?无效能：An,Q?QT2T1和两个绝热可逆过程组成。热效率： ? c ?1??

?

?

du?cvdT;dh?cpdT;Tds?cvdT?pdv或Tds?dh?vdpP62 理想气体的摩尔气体常数R与气体的种类和气体的状态无关；

RMP61-63 理想气体状态方程： pv?RgT;pVm?RT;pV?mRgT;pV?nRT;R?8.314J/mol?K,Rg??

P107当物体内有温度差或两个不同温度的物体接触时，而产生的热量传递现象，称为热传

?1d导；热阻： 平壁大：，圆筒壁：ln2?2??Ld1? P111温度梯度：沿等温面法线方向上的温度增量△t与法向距离△n比值的极限。

? ?

热传导的导热热阻是:P114-117

P116-117 管道外覆盖保温材料，属于圆筒壁导热，保温：希望到热量小，热阻大，公式

（4-24a），保温措施：； ?

P125减小带套管工业温度计的测量误差的措施：1.管道外覆盖保温材料；2.采用足够长的

测温套管；3.选用热导率小的材料做套管；4.在强度允许的情况下采用薄壁套管；5.强化套管与流体间的换热 ? ? ?

P147边界层的发展图4-34，层流边界层，湍流边界层，层流底层; P149努谢尔特数，雷诺数，普朗特数的含义；

P151-152 如何正确使用特征数方程解决对流换热问题：1.根据对流换热的类型和范围合

理选择特征数方程；2.确定定性温度，用以确定特征数物性的温度；3.确定特性长度，特征数中具有代表性的尺度；4.正确选择特征速度；5.正确选用各种修正系数。 ?

P153管槽内强制对流换热的特征数方程中有三个修正系数：入口效应修正系数，温度修正

系数，弯管修正系数。 ?

P168辐射力：辐射力是指单位时间内物体单位表面积向半球空间所有方向发射出去的全部

波长的辐射能的总量，它的常用单位是W/㎡。 ?

4E??TP168 黑体辐射力与温度的关系—斯特潘-玻尔兹曼定律： b? P169 光谱吸收比：物体对特定波长辐射能的吸收比。

三、计算题：

1.P26:例2-1 2.P58:2-36; 3.P185:4-2； 4.P85:例3-6

要求：看原题计算，作图，及后面讨论；

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