《工程热力学》期末总复习

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1、《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：q=∆u+w（2-1）1kg工质经过微元过程：δq=du+δw（2-2）mkg工质经过有限过程：Q=∆U+W（2-3）mkg工质经过微元过程：δQ=dU+δW（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：2δw=pdv（2-5）w=∫pdv（2-6）12δW=pdV（2-7）W=∫pdV（2-8）1闭口系经历一个循环时，由于U是状态参数，∫dU=0，所以∫δQ=∫δW（2-9）式（2-9

2、）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12q=∆h+∆c+g∆z+ws2（2-10）=∆h+wt（适用于稳定流动系的任何工质、任何过程）2q=∆h−∫vdp（2-11）1（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名称含义说明体积功（或膨系统体积发生变化2①当过程可逆时，W=∫pdV。胀功）W所完成的功。1②膨胀功往往对应闭口系所求的功。系统通过轴与外界交换轴功W①开口系，系统与外界交换的功为轴功W。ss的功。②当工质的进出口间的动位能差被忽略时，W=

3、W，ts所以此时开口系所求的轴功也是技术功。1推动功开口系因工质流动而传①相当于一假想的活塞把前方的工质推进（或推出）系递的功。W统所做的功，W=pV。pushpush②推动功只有在工质流动时才有，当工质不流动时，虽然也有p和V，但其乘积并不代表推动功。工质流动时，总是从后面流动功WW=pV−pVff2211获得推动功，而对前面作出推动功，进出质量的推动功之差，称为流动功。技术上可资利用的功。12技术功W①W=m∆c+mg∆z+Wtts22②当过程可逆时，W=−Vdpt∫1四、比热容1、比热容的种类（见表二）表二比热容的种类名称质量比热容三者之间的关系'M体积

4、比热容c摩尔比热容cc单位J/（kg·K）J/（m3·K）J/（kmol·K）Mcc'=cρ=022.4定压cp'cMcρ−气体在标准状况下的密度（m3/kg)。pp0定容'ccMcVVVtt21ct−ct21t0022、平均比热容：c=（2-12）tt−t121tt213、利用平均比热容计算热量：q=ct−ct（2-13）21004、理想气体的定值比热容（见表三）表三理想气体的定值比热容气体种类cV/[J/(kg·K)]cp/[J/(kg·K)]cpk=cV单原子351.67RRgg22双原子571.40RRgg22多原子791.29RRgg222R0831

5、4其中：R==[J/(kg·K)]gMMM—气体的摩尔质量，如空气的摩尔质量为28.96kg/kmol。R8314J/(kmol⋅K)0空气的R===287[J/(kg·K)]，最好记住空气的气体常数。gM28.96kg/kmol引入比热容比k后，结合梅耶公式，又可得：k1c=R（2-14）c=R(2-15)pgVgk−1k−1五、理想气体的热力学能、焓、熵（见表四）表四理想气体的热力学能、焓、熵类型热力学能焓熵微元变化dvdu=cdTdh=cdTds=cdT+RVpVTgvdpds=cdT−RpTgp有限变化22∆u=cdT∆h=cdT2dTv2（真实比热容

6、）∫1V∫1p∆s=c+Rln∫Vg1Tv12dTp2∆s=c−Rln∫pg1Tp1有限变化∆u=cV∆T∆h=cp∆TT2v2（定值比热容）∆s=cVln+RglnTv11Tp22∆s=cln−RlnpgTp11（焓的定义：h=u+pvkJ/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）3表五气体主要热力过程的基本计算公式过程定容过程定压过程定温过程定熵过程多变过程过程指数01kn∞过程方程v=常数p=常数pv=常数knpv=常数pv=常数P、v、TTpTvkknn2=22=2p1v1=p2v2p1v1=p2v2p1v1=p2v2的关系Tp

7、Tv1111k−1n−1T⎛v⎞T⎛v⎞2⎜1⎟2⎜1⎟==⎜⎟⎜⎟TvTv1⎝2⎠1⎝2⎠k−1n−1⎛p⎞k⎛p⎞n22=⎜⎟=⎜⎟⎜⎟⎜⎟pp⎝1⎠⎝1⎠∆u=c(T−T)∆u=c(T−T)∆u=0∆u=cV(T2−T1)∆u=cV(T2−T1)∆u、∆h、V21V21∆h=c(T−T)∆h=c(T−T)∆h=0∆h=cp(T2−T1)∆h=cp(T2−T1)∆sp21p21∆s=0Tvv22TT2∆s=cVln+Rgln的计算式22∆s=RglnTv∆s=cln∆s=cln11VpvTT111Tp22p=cpln−Rgln1Tp=Rln11gp21膨胀

8、功w=0w=p(v−v)vw=−∆u1