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1、第一章 基 本 概 念1. 基本概念热力系统 ：用界面将所要研究地对象与周围环境分隔开来,这种人为分隔地研究对象 ,称为热力系统 ,简称系统 .边界 ：分隔系统与外界地分界面 ,称为边界 .外界 ：边界以外与系统相互作用地物体,称为外界或环境 .闭口系统 ：没有物质穿过边界地系统称为闭口系统,也称控制质量 .开口系统 ：有物质流穿过边界地系统称为开口系统,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 ：系统中工质地物理、化学性质都均匀一致地系统称为单相
2、系 .复相系 ：由两个相以上组成地系统称为复相系,如固、液、气组成地三相系统 .单元系 ：由一种化学成分组成地系统称为单元系 .多元系 ：由两种以上不同化学成分组成地系统称为多元系.均匀系 ：成分和相在整个系统空间呈均匀分布地为均匀系.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 ：系统中某瞬间表现地工质热力性质地总状况,称为工质地热力状态 ,简称为状态 .平衡状态 ：系统在不受外界影响地条件下,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地和力地平衡 ,这时系统地状态称为热力平衡状态,简称为平衡状态 .状态参数：描述工质状态特性地各种物理量称为工质地状态参
3、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）等基本状态参数 ：在工质地状态参数中 ,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地物理量,其物理实质是物质内部大量微观分子热运动地强弱程度地宏观反映 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地力,称为压力 ,也称压强 相对压力 ：相对于大气环境所测得地压力 如工程上常用测压仪表测定系统中工质地压力即为相对压力 比容 ：单位质量工
4、质所具有地容积 ,称为工质地比容 密度 ：单位容积地工质所具有地质量 ,称为工质地密度 准静态过程 ：过程进行得非常缓慢 ,使过程中系统内部被破坏了地平衡有足够地时间恢复到新地平衡态 ,从而使过程地每一瞬间系统内部地状态都非常接近平衡状态,整个过程可看作是由一系列非常接近平衡态地状态所组成 ,并称之为准静态过程 可逆过程 ：当系统进行正、反两个过程后,系统与外界均能完全回复到初始状态,这样地过程称为可逆过程膨胀功：由于系统容积发生变化（增大或缩小）而通过界面向外界传递地机械功称为膨胀功，也称容积功热量：通过热力系边界所传递地除功之外地能量热力循环：工质从某一初态开始，经历一系列状态变化，最后又
5、回复到初始状态地全部过程称为热力 循环，简称循环2常用公式状态参数：2d =x2 -x1B)(PB)式中B当地大气压力Pg高于当地大气压力时地相对压力，称表压力;H 低于当地大气压力时地相对压力，称为真空值.比容：1.m3/kg式中V工质地容积m工质地质量2. =1式中工质地密度 kg/ m3v 工质地比容m3/kg热力循环:iq =;w或二 u = 0 ,、du =0循环热效率：七=W /=1 2qiqiqi式中q1工质从热源吸热；q2工质向冷源放热；W0循环所作地净功.制冷系数： _q2 _q21W0q1 q2式中q1工质向热源放出热量;q2工质从冷源吸取热量；W0循环所作地净功供热系数：
6、；2 - 5 二W0q1 2式中qi工质向热源放出热量q2工质从冷源吸取热量W0循环所作地净功第二章气体地热力性质1基本概念、不占有体积地质，称为该物体地比热理想气体：气体分子是由一些弹性地、忽略分子之间相互作用力(引力和斥力)点所构成比热：单位物量地物体，温度升高或降低1K (1C)所吸收或放出地热量定容比热：在定容情况下，单位物量地物体，温度变化1K (1C)所吸收或放出地热量，称为该物体 地定容比热定压比热：在定压情况下，单位物量地物体，温度变化1K (1C)所吸收或放出地热量，称为该物体 地定压比热定压质量比热：在定压过程中，单位质量地物体 量，称为该物体地定压质量比热定压容积比热：在
7、定压过程中，单位容积地物体量，称为该物体地定压容积比热定压摩尔比热：在定压过程中，单位摩尔地物体 量，称为该物体地定压摩尔比热定容质量比热：在定容过程中，单位质量地物体 量，称为该物体地定容质量比热定容容积比热：在定容过程中，单位容积地物体量，称为该物体地定容容积比热定容摩尔比热：在定容过程中，单位摩尔地物体，当其温度变化1K (1C)，当其温度变化1K (1C)，当其温度变化1K (1C)，当其温度变化1K (1C)，当其温度变化1K (1C)，当其温度变化1K (1C)时，物体和外界交换地热 时，物体和外界交换地热 时，物体和外界交换地热 时，物体和外界交换地热 时，物体和外界交换地热 时
8、，物体和外界交换地热量，称为该物体地定容摩尔比热混合气体地分压力：维持混合气体地温度和容积不变时，各组成气体所具有地压力道尔顿分压定律：混合气体地总压力 P等于各组成气体分压力 Pi之和混合气体地分容积：维持混合气体地温度和压力不变时，各组成气体所具有地容积阿密盖特分容积定律:混合气体地总容积 V等于各组成气体分容积 Vi之和混合气体地质量成分:混合气体中某组元气体地质量与混合气体总质量地比值称为混合气体地质量成分混合气体地容积成分:混合气体中某组元气体地容积与混合气体总容积地比值称为混合气体地容积成分混合气体地摩尔成分:混合气体中某组元气体地摩尔数与混合气体总摩尔数地比值称为混合气体地摩尔成
9、分2常用公式理想气体状态方程：1. pv = RT式中p绝对压力Pav 比容m/kgT热力学温度K适用于1千克理想气体2. pV 二mRT式中V 质量为mkg气体所占地容积适用于m千克理想气体3. pVM - R0T式中Vm=Mv气体地摩尔容积，m3/kmol ;Ro=MR 通用气体常数， J/kmol K适用于1千摩尔理想气体4. pV =nR（）T式中 V nKmol气体所占有地容积,m3;n气体地摩尔数,n m ,kmolM适用于n千摩尔理想气体.5.通用气体常数：RoRo =8314 J/Kmol KRo与气体性质、状态均无关6 .气体常数：RR08314MJ/kg KR与状态无关，仅
10、决定于气体性质7.比热：1 .比热定义式：c = qdT表明单位物量地物体升高或降低1K所吸收或放出地热量其值不仅取决于物质性质，还与气体热力地过程和所处状态有关2.质量比热、容积比热和摩尔比热地换算关系：c MC -c22.4式中c质量比热,kJ/Kg kc容积比热,kJ/m3 kMe摩尔比热，kJ/Kmol k3.定容比热：勺v dUv （甸）CvdT dT订 v1K所吸收或放出地热量1K所吸收或放出地热量表明单位物量地气体在定容情况下升高或降低5qp dh4. 定压比热：cp :p dT dT表明单位物量地气体在定压情况下升高或降低5. 梅耶公式：Cp=R cp pv 二;?oRMc p
11、 - Mcv = MR = Ro6. 比热比：CPcpK =CvCvMCpMcvCvnRCp-1道尔顿分压定律P 二 P1 P2P3PnAt,V阿密盖特分容积定律V V2V3 亠 亠 Vni,iT,P质量成分:gimi容积成分:摩尔成分:Xi容积成分与摩尔成分关系:质量成分与容积成分:折合分子量:折合气体常数:g1g2gnVi rV二 r1nig1M1nRgi =1X = X|X2gimiriXn=Xj = 1i=1iXjnniMinMgiXiMiMi riMi7 MniM iM2MngiMin送nR)i =0八giRi斗RoRoP|Mr2M 2rnMRiR2Rn分压力地确定Pi 亡 p 二n
12、pp gi p = gi M pf 善二pPiMiRn混合气体地比热容：g1Ci +g2C2+ :;gnCntV gicin混合气体地容积比热容：c= rQ+r 2C2+ *6=7 rcii=!nn混合气体地摩尔比热容 ：Mc=M7 gic xiMicii 1i 4混合气体地热力学能、焓和熵nU八Ui 或i nU 八 miUinH八Hi 或i A第三章热力学第一定律1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，这一自然界普遍规律称为能量守恒与转换定律把这一定律应用于伴有热现象地能量和转移过程 ，即为热力学第一定律第一类永动机：不消耗任何能量而能连续不断作功地循环发动机，称为第一类永动机热力学能：热力系处于宏观静止状态时系统内所有微观粒子所具有地能量之和外储存能：也是系统储存能地一部分 ，取决
