你好,工程热力学是研究热力学在工程应用中的基本原理和方式的学科。下面这些内容就是工程热力学的主要重要内容及核心考点:
1. 热力学基础概念:物质、能量、热力学系统、状态、过程、平衡、热力学第一定律、热力学第二定律等。
2. 物态方程:理想气体状态方程、实质上气体状态方程、液体状态方程、气液两相状态方程等。
3. 热力学循环:热力学系统的基本循环(卡诺循环、斯特林循环、布雷顿循环、奥托循环和戴-布拉耳循环)。
4. 热力学性质:热容、比热、压缩系数、温度、熵、焓、自由能等。
5. 热力学过程:等温过程、等压过程、等熵过程、绝热过程等。
6. 热力学分析方式:热力学分析、热力学图表、状态方程、热力学循环分析等。
7. 蒸汽和气体的特性:蒸汽表、饱和蒸汽表、过热蒸汽表、湿空气表、气体混合物等。
8. 热传递:热传递的基本规律、传热方法、传热系数、传热计算等。
9. 热力学工作原理:热力机械、热力发电、制冷与空调、热处理等。
10. 热力学应用:能源转换、节能减排、环境保护、工程设计等。
第一章、基本概念
1、边界
边界有一个特点(可变性):可以是固定的、假想的、移动的、变形的。
2、六种系统(重要!)
六种系统分别是:开(闭)口系统、绝热(非绝热)系统、孤立(非孤立)系统。
a.系统与外界通过边界:功交换、热交换和物质交换.
b.闭口系统未必绝热,但开口系统可以绝热。
c.系统的取法不一样只影响处理问题的难易,影响不了结果。
3、三参数方程
a.P=B+Pg
b.P=B-H
这两个方程的使用,第一要判断表盘的压力读数是正压还是负压,即你所测物体内部的绝对压力与大气压的差是正是负。正用1,负用2。
ps.《工程热力学(第六版)》书8页的系统,边界,外界有具体定义。
第二章、气体热力性质
1、各自不同的热力学物理量
P:压强[单位Pa]
v:比容(单位m^3/kg)
R:气体常数(单位J/(kg*K))书25页
T:温度(单位K)
m:质量(单位kg)
V:体积(单位m^3)
M:物质的摩尔质量(单位mol)
R:8.314kJ/(kmol*K),气体普实常数
2、理想气体方程:
Pv=RT
PV=m*R。*T/M
Qv=Cv*dT
Qp=Cp*dT
Cp-Cv=R
另外求比热可以用直线差值法!
第三章、热力学第一定律
1、闭口系统:
Q=W+△U
微元:δq=δw+du (注:这个δ是过程量的微元符号)
2、 闭口绝热
δw+du=0
3、闭口可逆
δq=Pdv+du
4、闭口等温
δq=δw
5、闭口可逆定容
δq=du
6、理想气体的热力学能公式
dU=Cv*dT
一切过程都适用。为什么呢? 因为U是个状态量,只与始末状态相关、与过程无关。U是与T有关的单值函数,实质上气体唯有定容才可以用
6、开口系统
ps.公式在书46页(3-12)
7、推动功
Wf=P2V2-P1V1(算是一个分子流动所需的微观的能量)
a、推动功不是一个过程量,而是一个仅主要还是看进出口状态的状态量。
b、推动功不可以够被我们所利用,其存在的唯一价值是为了让气体流动成为开系。
8、焓(重要!)
微观h=u+PV U分子静止具有的内能 PV分子流动具有的能量
a、焓是一个状态量,对理想气体也还是为温度T的单值函数。
b、焓在闭口系统中无物理意义,仅作为一个复合函数。
9、技术功
从技术的视角,可以被我们利用的功
Wt=0.5△c^2+g△Z+Ws(轴功)
q=△h+Wt当忽视动位能时,Wt=Ws
q=△h+Ws=△PV+△u+w(膨胀功)
10、可逆定容的方程
Ws=-∫VdP 表示对外输出的轴功。
与dU一样,dh=CpdT对一切理想气体成立
第四章、理想气体的热力过程及气体压缩
1、P—V图
初始点(1),终止点(2)
步骤1:在(1)画出4条线:等压、等容、等温、绝热
步骤2:(2)在等压线上方(下方)为升压(降压)
(2)在等容线右侧(左侧)膨胀(压缩) 功W0(0)
(2)在等温线上方(下方)升温(降温) △T0(0)
(2)在绝热线上方(下方)吸热(放热) △Q0(0)
步骤3:写出多变过程n的范围
2、多变过程的解答步骤:
a、先得出全部过程的初终点P、V、T
b、确认各过程的多变指数n=
c、各过程△u=Cv*△T,△h=Cp*△T
d、得出Q、W、Wt
e、画出P—V图(验算)
ps.书67、68页表4-1包含了全部我们所学的基本情况(此表十分重要!!!)
第五章、热力学第二定律
1、热效率η=1-Q2/Q1 (Q2取正值)
2、卡诺循环:
其意义在于指明了热变功的极限
η(max)=1-T2/T1
3、熵变的公式推导:
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、可逆公式小结:
δq=Tds
δw=Pdv
δwt=-vdP
第七章、水蒸气
1、 工业中水蒸气是实质上气体,没办法使用理想气体的方程。
2、水蒸气的出现过程
(1)定压预热
(2)饱和水定压汽化(T不变)
(3)干饱和蒸汽定压过热
3、水蒸气的p-v图
一点:临界点(气液不分的点);
两线:饱和液体线(临界点右下方曲线)
饱和蒸汽线(临界点左下方曲线)
三区:未饱和液体区(饱和液体线左侧,临界等温线以下)、湿饱和蒸汽区(饱和液体线还有饱和蒸汽线包围区域)、过热蒸汽区(饱和蒸汽线右侧,临界等温线以下)。
五种状态:未饱和水状态、饱和水状态、 湿饱和蒸汽状态、干饱和蒸汽状态、过热蒸汽状态。
4、干度:x=mv/(mv+mw)
ps.概念还有公式在课本124、125页(7-2)
第八章、湿空气
1、湿空气=干空气+水蒸气
2、分压定律、分容积定律、质量成分、容积成分、摩尔成分、折合分子量(湿空气)、混合气体参数的计算、绝对湿度,相对湿度、含湿量、湿空气的焓、干球温度、露点温度、绝热饱和与湿球温度的概念和对应有关的公式都要熟悉。
3、这里介绍如何在焓湿图中找含湿量、干球温度、湿球温度和露点温度。
第一你得清楚这当中两个量。
例子:已知一个房间内的干球温度为25℃,含湿量为5(g/kg(a)),求湿球温度和露点温度?
第一露点温度是干球温度干球温度为25℃,含湿量为5(g/kg(a))对应点垂直下来到等相对湿度为百分之100的线所对应的温度。
其次湿球温度是干球温度干球温度为25℃,含湿量为5(g/kg(a))对应点做左下方45°等焓线至等相对湿度为百分之100的线所对应的温度。
其他的都是从而类推!!!
第九章、气体和蒸汽的流动
1、稳态稳流的含义
稳态:状态不随时间变化
稳流:流量恒定
2、连续性方程(前提:稳态稳流)
ps:书164页公式(9-1、9-2)
3、绝热稳定流动能量方程(增速:一定要以本身储能的减少为代价,适用于任何工质、可逆和不可逆方程)
ps:书164页公式(9-3、9-4、9-5、9-6)
4、音速:a=√(kRT)
理想气体:只随着绝对温度而变化
5、马赫数:M=c/a (a:音速; c:气体流速)
(1)M1 超音速
(2)M=1 临界音速
(3)M1 亚音速
因书上的公式概念都很清晰,就不做过多讲解。
ps:书166、167页(9-7、9-8、9-9、9-10、9-12)
6、在这里讲解一下题型:
一、流体流过一喷管(喷管的设计计算)
已知Po、To(如P1、T1、c1得出滞点)、Pb(背压或者说环境压力)、k=1.4,求大c。
设计的触发点为P2=Pb才可以达到大速度cm
解:(1)Pb/Po0.528=Pc/Po 则PbPc
故c2c临 故设计为渐缩型喷管
(2)Pb/Po0.528=Pc/Po 则PbPc
故c2c临 故c2a
分类讨论:若coc临 则为渐缩渐扩型喷管
若coc临 则为渐扩型喷管
二、流体流过一渐缩型喷管(喷管的校核计算)
已知Po、To、h2、Pb。求大c。
解:(1)Pb/Po0.528=Pc/Po 则PbPc
故P(min)=Pb ca 亚音速
(2)Pb/Po0.528=Pc/Po 则PbPc
故P(min)=P临 c=a 临界音速
物态及其变化有以下23个重要内容及核心考点:
1、物质存在的三种状态:固态、气态、液态。
2、物态变化:物质由一种状态变为另一种状态的过程。物态变化跟温度相关。
3、温度:物体的热门与冷门的程度用温度表示。
4、温度计的原理:是按照液体的热胀冷缩的性质制成的。
5、摄氏温度的相关规定:在大气压为1.01×105 Pa时,把冰水混合物的温度规定为0度,而把水的沸腾温度规定为100度,把0度到100度当中分成100 等份,每一等份称为1摄氏度,用符号℃表示。
6、温度计的使用:
⑴让温度计与被测物长时间充分接触,直到温度计液面稳定不可以再变化时再读数,
⑵读数时,不可以将温度计拿离被测物体,
⑶读数时,视线应与温度计标尺垂直,与液面相平,不可以仰视也不可以俯视。
⑷测量液体时,玻璃泡不要撞见容器壁或容器底。
7、体温计:量程大多数情况下为35~42℃,分度值为0.1℃。
8、熔化:物质由固态变成液态的过程。
凝固:物质由液态变成固态的过程。
9、固体分为晶体和非晶体。
晶体:有固定熔点即熔化途中吸热但温度不变。如:金属、食盐、明矾、石英、冰等
非晶体:没有一定的熔化温度变软、变稀变为液体。如:沥青、松香、玻璃
10、汽化:物质由液态变成气态的过程。 汽化有两种方法:蒸发和沸腾
11、蒸发是只在液体表面出现的一种缓慢的汽化情况。蒸发在任何温度下都可以出现。
12、影响蒸发的因素:液体的温度、液体的表面积、液面的空气流通速度。
13、物理降温:在需降温的物体表面,涂一部分易挥发且无害的液体,通过液体蒸发吸热来达到降温的效果。
14、沸腾:在一定温度下,在液体表面和内部同时出现的剧烈的汽化情况。
15、液体沸腾的条件:温度达到沸点,且能继续从外界吸热。
16、沸腾的情况:从底部出现非常多气泡,上升,变大到液面破裂,放出气泡中的水蒸气。
液体沸腾时的温度叫沸点,液体的沸点与气压相关,液面气压越小沸点越低,气压越大沸点越高。高原地区普通锅里煮不熟鸡蛋,就是因为气压低,沸点低导致的。
高压锅是利用增大液面气压,提升液体沸点的原理制成的。
17、液化:物质由气态变成固态的过程。
18、液化的两种方法:降低温度和压缩体积。
19、全部气体温度降到足够低时都可以液化。气体液化放出热量。
20、经常会用到的液化石油气是在常温条件下,用压缩体积的办法,使它液化储存在钢瓶里的。
21、升华:物质由固态直接变成气态的过程。升华吸热。
22、凝华:物质由气态直接变成固态的过程。凝华放热。像雪、霜等小冰晶都是凝华形成的。
23、生活中的物态变化:
云:水蒸气在高空碰见冷空气,液化成小水滴或凝华成小冰晶,集中悬浮在高空中。
雨:云中的小水滴、小冰晶下落,冰晶吸热熔化成小水滴与原来的小水滴一同落到地面。
雾和露:水蒸气液化成的小水滴。 雪和霜:水蒸气直接凝华成的小冰晶
24、卫星外部整流罩涂有特殊物质的作用:物质熔化和汽化都吸热,降低卫星温度保护卫星。
25、电冰箱的电动压缩机用压缩气体体积的方式把气态制冷物质压入冷凝器中使其在冰箱外部放热液化,被液化的制冷物质通过节流阀进入冰箱内部的蒸发器快速汽化吸热使冰箱内温度降低
物质的称量:
称未知质量的步骤
a.将游码调至标尺的零刻度处(即标尺的左边),观察天平是不是平衡(平衡的标准是指针指在分度盘中央或左右摆动幅度相等)。若天平仍不平衡,则调节天平的平衡螺母(调节规则:左偏右调,右偏左调。其实就是常说的,假设天平指针偏左,则向右调节平衡螺母)。
b.把称量物放在天平的左盘,砝码放在右盘(简称左物右码)。添加砝码时,先放质量大的再放质量小的。
c.移动游码至天平平衡。
d.读数:物质的质量=左盘砝码的质量+游码所指刻度。
1.元素-宏观概念,说明物质的宏观组成。元素是质子数一样的一类原子的统称。质子数一样的微粒未必是同一种元素,因为微粒的含义要比原子广泛。2.分子、原子、离子、“基”、 “根”、“碳正离子”-微观概念,说明物质的微观构成。★原子(1)原子是化学变化中的小粒子。确切地说,在化学反应中,原子核不变,唯有核外电子出现变化。 (2)原子是组成某些物质(如金刚石、晶体硅等)和分子的基本粒子。 (3)原子是由更小的粒子构成的。(4)原子的概念是古希腊哲学家德谟克利特从哲学的的视角第一提出来的。1803年英国化学家道尔顿提出了原子说。现在人类对原子结构的认识已经在持续性地深入。 注意:化学反应的实质就是原子的重新排列和组合。★离子 离子是指带电荷的原子或原子团。 (1)离子的种类: (2)离子的生成途径: (3)存在离子的物质:离子化合物:NaCl、CaC2、C17H35COONa;电解质溶液中:盐酸、稀硫酸等;金属晶体中:钠、铁、铜等。注意:在金属晶体中唯有阳离子,而没有阴离子。分子、原子、离子均是组成物质的基本粒子是参与化学反应的基本单元是化学研究的微观对象。 ★分子: 分子是可以独立存在并保持物质化学性质的一种粒子。完整理解分子的概念,应涵盖以下哪些方面。 (1)分子是一种粒子,它同原子、离子一样是构成物质的基本粒子。如:水、氧气、干冰、蔗糖等就是由分子组成的物质。(2)分子有质量,其数量级约为10—26kg。(3)分子间有间隔,依然不会断运动着。 (4)同种分子的性质一样,不一样种分子的性质不一样。(5)每个分子大多数情况下是由一种或几种元素的若干原子按一定方法通过化学键结合而成的。 (6)按组成分子的原子个数,可把分子分成(7)分子间存在相互作用,此作用称作分子间作使劲(又称范德华力),它是一种较弱的作使劲。★“基”、 “根”、“碳正离子”“基”是指分子中除去一个原子或原子团以后剩下的原子团(也许是单个原子),它是电中性的,一般不可以稳定存在,如—NO2硝基、—CH3甲基、—SO3H磺酸基等(注意磺酸基不可以写成—HSO3)。 “根”是带电的原子团,能稳定存在,如“NO2—”亚硝酸根离子,“HSO3—”亚硫酸氢根离子,它们各带一个单位负电荷。“根”与“基”的区别在于是不是带电荷。“根”与“基”的电子式也不一样。如羟基—OH的电子式为 ,甲基的电子式为 ,而氢氧根OH-的电子式为 ,甲基正离子CH3的电子式为 。3.核素-具有一定数目标质子和一定数目标中子的一种原子同位素-具有一样质子数和不一样中子数的原子互称为同位素同素异形体-同种元素形成的结构不一样的单质
遗传物质是指生物体内带上遗传信息的分子,涵盖DNA和RNA。
下面这些内容就是一部分有关遗传物质的重要内容及核心考点:
- DNA是由四种碱基(腺嘌呤、鸟嘌呤、胸腺嘧啶和胞嘧啶)组成的双螺旋结构。
- DNA是遗传信息的主要载体,它可以通过复制传递给下一代。
- RNA是由核苷酸构成的,与DNA相似但不完全一样。
- 基因是DNA上的一个特定的序列,它编码了蛋白质的氨基酸序列。
- 突变是指DNA序列出现了变化,可能造成基因表达出现变化或出现新的蛋白质。
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