廣工工程熱力學考研【各章節解析】一：基 本 概 念、氣...

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第一章  基 本 概 念

熱力系統：用界面將所要研究的對象與周圍環境分隔開來，這種人為分隔的研究對象，稱為熱力系統，簡稱系統。

邊界：分隔系統與外界的分界面，稱為邊界。

外界：邊界以外與系統相互作用的物體，稱為外界或環境。

閉口系統：沒有物質穿過邊界的系統稱為閉口系統，也稱控制質量。

開口系統：有物質流穿過邊界的系統稱為開口系統，又稱控制體積，簡稱控制體，其界面稱為控制界面。

絕熱系統：系統與外界之間沒有熱量傳遞，稱為絕熱系統。

孤立系統：系統與外界之間不發生任何能量傳遞和物質交換，稱為孤立系統。

單相系：系統中工質的物理、化學性質都均勻一致的系統稱為單相系。

復相系：由兩個相以上組成的系統稱為復相系，如固、液、氣組成的三相系統。

單元系：由一種化學成分組成的系統稱為單元系。

多元系：由兩種以上不同化學成分組成的系統稱為多元系。

均勻系：成分和相在整個系統空間呈均勻分布的為均勻系。

非均勻系：成分和相在整個系統空間呈非均勻分布，稱非均勻系。

熱力狀態：系統中某瞬間表現的工質熱力性質的總狀況，稱為工質的熱力狀態，簡稱為狀態。

平衡狀態：系統在不受外界影響的條件下，如果宏觀熱力性質不隨時間而變化，系統內外同時建立了熱的和力的平衡，這時系統的狀態稱為熱力平衡狀態，簡稱為平衡狀態。

狀態參數：描述工質狀態特性的各種物理量稱為工質的狀態參數。如溫度（T）、壓力（P）、比容（υ）或密度（ρ）、內能（u）、焓（h）、熵（s）、自由能（f）、自由焓（g）等。

基本狀態參數：在工質的狀態參數中，其中溫度、壓力、比容或密度可以直接或間接地用儀表測量出來，稱為基本狀態參數。

溫度：是描述系統熱力平衡狀況時冷熱程度的物理量，其物理實質是物質內部大量微觀分子熱運動的強弱程度的宏觀反映。

熱力學第零定律：如兩個物體分別和第三個物體處于熱平衡，則它們彼此之間也必然處于熱平衡。

壓力：垂直作用于器壁單位面積上的力，稱為壓力，也稱壓強。

相對壓力：相對于大氣環境所測得的壓力。如工程上常用測壓儀表測定系統中工質的壓力即為相對壓力。

比容：單位質量工質所具有的容積，稱為工質的比容。

密度：單位容積的工質所具有的質量，稱為工質的密度。

強度性參數：系統中單元體的參數值與整個系統的參數值相同，與質量多少無關，沒有可加性，如溫度、壓力等。在熱力過程中，強度性參數起著推動力作用，稱為廣義力或勢。

廣延性參數：整個系統的某廣延性參數值等于系統中各單元體該廣延性參數值之和，如系統的容積、內能、焓、熵等。在熱力過程中，廣延性參數的變化起著類似力學中位移的作用，稱為廣義位移。

準靜態過程：過程進行得非常緩慢，使過程中系統內部被破壞了的平衡有足夠的時間恢復到新的平衡態，從而使過程的每一瞬間系統內部的狀態都非常接近平衡狀態，整個過程可看作是由一系列非常接近平衡態的狀態所組成，并稱之為準靜態過程。

可逆過程：當系統進行正、反兩個過程后，系統與外界均能完全回復到初始狀態，這樣的過程稱為可逆過程。

膨脹功：由于系統容積發生變化（增大或縮小）而通過界面向外界傳遞的機械功稱為膨脹功，也稱容積功。

熱量：通過熱力系邊界所傳遞的除功之外的能量。

熱力循環：工質從某一初態開始，經歷一系列狀態變化，最后又回復到初始狀態的全部過程稱為熱力循環，簡稱循環。

第二章  氣體的熱力性質

理想氣體：氣體分子是由一些彈性的、忽略分子之間相互作用力（引力和斥力）、不占有體積的質點所構成。

比熱：單位物量的物體，溫度升高或降低1K（1℃）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的比熱。

定容比熱：在定容情況下，單位物量的物體，溫度變化1K（1℃）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的定容比熱。

定壓比熱：在定壓情況下，單位物量的物體，溫度變化1K（1℃）所吸收或放出的熱量，稱為該物體的定壓比熱。

定壓質量比熱：在定壓過程中，單位質量的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓質量比熱。

定壓容積比熱：在定壓過程中，單位容積的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓容積比熱。

定壓摩爾比熱：在定壓過程中，單位摩爾的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定壓摩爾比熱。

定容質量比熱：在定容過程中，單位質量的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容質量比熱。

定容容積比熱：在定容過程中，單位容積的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容容積比熱。

定容摩爾比熱：在定容過程中，單位摩爾的物體，當其溫度變化1K（1℃）時，物體和外界交換的熱量，稱為該物體的定容摩爾比熱。

混合氣體的分壓力：維持混合氣體的溫度和容積不變時，各組成氣體所具有的壓力。

道爾頓分壓定律：混合氣體的總壓力P等于各組成氣體分壓力Pi之和。

混合氣體的分容積：維持混合氣體的溫度和壓力不變時，各組成氣體所具有的容積。

阿密蓋特分容積定律：混合氣體的總容積V等于各組成氣體分容積Vi之和。

混合氣體的質量成分：混合氣體中某組元氣體的質量與混合氣體總質量的比值稱為混合氣體的質量成分。

混合氣體的容積成分：混合氣體中某組元氣體的容積與混合氣體總容積的比值稱為混合氣體的容積成分。

混合氣體的摩爾成分：混合氣體中某組元氣體的摩爾數與混合氣體總摩爾數的比值稱為混合氣體的摩爾成分。

對比參數：各狀態參數與臨界狀態的同名參數的比值。

對比態定律：對于滿足同一對比態方程式的各種氣體，對比參數、和中若有兩個相等，則第三個對比參數就一定相等，物質也就處于對應狀態中。

第三章  熱力學第一定律

熱力學第一定律:能量既不能被創造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉換成另一種形式，或從一個系統轉移到另一個系統，而其總量保持恒定，這一自然界普遍規律稱為能量守恒與轉換定律。把這一定律應用于伴有熱現象的能量和轉移過程，即為熱力學第一定律。

第一類永動機：不消耗任何能量而能連續不斷作功的循環發動機，稱為第一類永動機。

熱力學能：熱力系處于宏觀靜止狀態時系統內所有微觀粒子所具有的能量之和。

外儲存能：也是系統儲存能的一部分，取決于系統工質與外力場的相互作用（如重力位能）及以外界為參考坐標的系統宏觀運動所具有的能量（宏觀動能）。這兩種能量統稱為外儲存能。

軸功：系統通過機械軸與外界傳遞的機械功稱為軸功。

流動功（或推動功）：當工質在流進和流出控制體界面時，后面的流體推開前面的流體而前進，這樣后面的流體對前面的流體必須作推動功。因此，流動功是為維持流體通過控制體界面而傳遞的機械功，它是維持流體正常流動所必須傳遞的能量。

焓：流動工質向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態的那部分能量。對于流動工質，焓=內能+流動功，即焓具有能量意義；對于不流動工質，焓只是一個復合狀態參數。

穩態穩流工況：工質以恒定的流量連續不斷地進出系統，系統內部及界面上各點工質的狀態參數和宏觀運動參數都保持一定，不隨時間變化，稱穩態穩流工況。

技術功：在熱力過程中可被直接利用來作功的能量，稱為技術功。

動力機：動力機是利用工質在機器中膨脹獲得機械功的設備。

壓氣機：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設備稱為壓氣機。

節流：流體在管道內流動，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體壓力降低的現象。