【導(dǎo)讀】了熱的和力的平衡，這時(shí)系統(tǒng)的狀態(tài)稱為熱力平衡狀態(tài)，簡(jiǎn)稱為平衡狀態(tài)。的強(qiáng)弱程度的宏觀反映。如工程上常用測(cè)壓儀表測(cè)定系統(tǒng)中工質(zhì)的壓力即為相對(duì)。在熱力過程中，強(qiáng)度性參數(shù)起著推動(dòng)力作用，稱為廣義力或勢(shì)。常接近平衡態(tài)的狀態(tài)所組成，并稱之為準(zhǔn)靜態(tài)過程。式中q1—工質(zhì)向熱源放出熱量；熱量，稱為該物體的定容容積比熱。

　　

【正文】 圖 91 噴管中個(gè)參數(shù)沿軸 向變化的示意圖 圖 92 定熵滯止過程 圖 93 質(zhì)量流量隨壓力比的變化 圖 94 水蒸氣 hs 圖上的定熵過程 44 圖 96 漸縮噴管中的變工況流動(dòng) 圖 97 漸縮漸擴(kuò)噴管中的變工況流動(dòng) 圖 98 定熵過程與實(shí)際的絕熱過程 圖 99 蒸氣引射器示意圖 45 圖 910 絕熱節(jié)流前后參數(shù)變化 圖 911 氣體絕熱節(jié)流過程 圖 912 水蒸氣絕熱節(jié)流過程 圖 913 焦耳－湯姆遜絕熱節(jié)流試驗(yàn)裝置 46 圖 914 絕熱節(jié)流的 Tp 圖 噴管和擴(kuò)壓管流速變化與截面變化的關(guān) 系 表 91 第十章 動(dòng)力循環(huán) 1．基本概念 熱機(jī)： 將熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的設(shè)備叫做熱力原動(dòng)機(jī)，簡(jiǎn)稱熱機(jī)。 動(dòng)力循環(huán)： 熱機(jī)的工作循環(huán)稱為動(dòng)力循環(huán)。根據(jù)熱機(jī)所用工質(zhì)的不同，動(dòng)力循環(huán)可分為蒸汽動(dòng)力循環(huán)和燃?xì)鈩?dòng)力循環(huán)兩大類。 奧托循環(huán)： 定容加熱理想循環(huán)是汽油機(jī)實(shí)際工作循環(huán)的理想化，又稱為奧托循環(huán)。 狄塞爾（ Diesel）循環(huán)： 定壓加熱理想循環(huán)是柴油機(jī)實(shí)際工作循環(huán)的理想化。 燃?xì)廨啓C(jī)： 燃?xì)廨啓C(jī)裝置是一種以空氣和燃?xì)鉃楣べ|(zhì)、旋轉(zhuǎn)式的熱力發(fā)動(dòng)機(jī)。燃?xì)廨啓C(jī)裝置主要由 47 三部分組成，即燃?xì)廨啓C(jī)、 壓氣機(jī)和燃燒室。 2．常用公式 朗肯循環(huán)的熱效 率 : 3132311211s . ps . t10t)()(????????????hhhhhhqqqqwwqw＝消耗收獲? 常水泵消耗軸功與汽輪機(jī)作功量相比甚小，可忽略不計(jì)，因此 33 hh ?? ，于是可簡(jiǎn)化為 3121t hh hh ???? 二級(jí)回?zé)嵫h(huán)熱效 率 : ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?1 6 1 6 8 1 2 8 20t1 1 711h h a h h a a h hq h h?? ? ? ? ? ? ? ? ??? ? 式中 h h2—— 汽輪機(jī)入口蒸氣與乏汽的焓 。 h h8—— 第一、第二次抽汽的焓； h h9—— 第一、第二次抽汽壓力下飽和水的焓； h3—— 乏汽壓力下凝結(jié)水的焓。 再熱循環(huán)熱效 率 : ? ? ? ? ? ?? ? ? ?1 3 1 39。 6 2 39。 312t1 1 3 1 39。 6h h h h h hqqq h h h h? ? ? ? ? ???? ? ? ? 或 ? ? ? ?? ? ? ?1 6 139。 2 39。1 3 139。 6th h h hh h h h? ? ? ?? ? ? ? 定容加熱循環(huán)熱效率： 1t,v 1122 11 21 1 11 1 1 1TTT vT v? ?? ?? ?? ? ? ? ? ? ? ??????? 式中， 12vv?? 稱為壓縮比，是個(gè)大于 1 的數(shù)，表示工質(zhì)在燃燒前被壓縮的程度。 定壓加熱循環(huán)熱效率： ? ? 111 1? ??? ? ? ? ???? ? 混合加熱循環(huán)熱效率： 48 ? ? ? ?t,c 1111 11?? ??? ? ? ? ? ?? ??? ? ? ? 燃?xì)廨?機(jī)的理想循環(huán)熱效率： t ( 1)11 ??? ? ??? 3．重要圖表 圖 101 朗肯循環(huán) 49 圖 102 平均吸熱溫度 圖 103 提高初壓的 Ts 圖 圖 104 提高初溫的 Ts 圖 圖 105 降低放熱溫度的 Ts 圖 50 圖 106 極限回?zé)嵫h(huán) 圖 107 抽汽回?zé)嵫h(huán) 51 圖 108 再熱循環(huán) 圖 109 背壓式熱電循環(huán) 52 圖 1010 調(diào)節(jié)抽汽式熱電循環(huán) 圖 1011 四沖程汽油機(jī)定容加熱循環(huán)圖 圖 1012 柴油機(jī)定壓加 熱循環(huán) 53 圖 1013 高速柴油機(jī)的混合加熱循環(huán) 圖 1014 燃?xì)廨啓C(jī)裝置理論循環(huán)（布雷頓循環(huán)） 圖 1015 具有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)循環(huán)及其裝置 54 圖 1016 兩級(jí)壓縮、膨脹、回?zé)崛細(xì)廨啓C(jī)循環(huán)裝置及其 T－ s 圖 第十一章 制 冷 循 環(huán) 1．基本概念 制冷： 對(duì)物體進(jìn)行冷卻，使其溫度低于周圍環(huán)境的溫度，并維持這個(gè)低溫稱為。 空氣壓縮式制冷： 將常溫下較高壓力的空氣進(jìn)行絕熱膨脹，獲得低溫低壓的空氣。 蒸汽噴射制冷循環(huán)： 用引射器代替壓縮機(jī)來壓縮制冷劑，以消耗蒸汽的熱能作為補(bǔ)償來實(shí)現(xiàn)制冷的 目的。 蒸汽噴射制冷裝置： 由鍋爐、引射器 (或噴射器 )、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器和水泵等組成。 吸收式制冷：利用制冷劑液體氣化吸熱實(shí)現(xiàn)制冷，它是直接利用熱能驅(qū)動(dòng)，以消耗熱能為補(bǔ)償將熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到環(huán)境中去。吸收式制冷采用的工質(zhì)是兩種沸點(diǎn)相差較大的物質(zhì)組成的二元溶液，其中沸點(diǎn)低的物質(zhì)為制冷劑，沸點(diǎn)高的物質(zhì)為吸收劑。 熱泵： 是一種能源提升裝置，以消耗一部分高位能 (機(jī)械能、電能或高溫?zé)崮艿?)為補(bǔ)償，通過熱力循環(huán)，把環(huán)境介質(zhì) (水、空氣、土壤 )中貯存的不能直接利用的低位能量轉(zhuǎn)換為可以利用的高位能。 影響制冷系數(shù)的主要因 素： 降低制冷劑的冷凝溫度 (即熱源溫度 )和提高蒸發(fā)溫度（冷源溫 度），都可使制冷系數(shù)增高。 2．常用公式 制冷系數(shù)： 21 0qw? ??收獲消耗 空氣壓縮式制冷 系數(shù) 1 12211111 1T pTp??? ???? ?? ????? 或 11 21TTT? ? ? 卡諾循環(huán)的制冷系數(shù) ： 55 11,31cTTT? ? ? 3．重要圖表 圖 111 空氣壓縮式制冷循環(huán) 圖 112 空氣回?zé)釅嚎s制冷循 環(huán) 56 圖 113 蒸汽壓縮制冷循環(huán) 圖 114 制冷劑 1gp— h 圖 圖 115 制冷循環(huán) 1gp— h 圖 圖 117 蒸發(fā)溫度對(duì)制冷系數(shù)的影響 57 圖 116 冷凝溫度對(duì)制冷系數(shù)的影響 圖 1111 蒸汽噴射制冷循環(huán) 圖 1112 吸收式制冷循環(huán) 58 圖 1113 熱泵示意圖 圖 1114 使用相同制冷劑的兩級(jí)串聯(lián)制冷系統(tǒng) 59 圖 1115 帶有閃蒸室的兩級(jí)壓縮制冷系統(tǒng) 圖 1116 單級(jí)壓縮機(jī)對(duì)一冷藏室一冷凍室的系統(tǒng)圖和 Ts 圖 60 圖 1117 林德－漢普 森液化系統(tǒng) 第 十二 章 化學(xué)熱力學(xué)基礎(chǔ) 1．基本概念 系統(tǒng)： 對(duì)具有化學(xué)反應(yīng)的熱力系統(tǒng)而言，此時(shí)的系統(tǒng)是指參與化學(xué)反應(yīng)物質(zhì)的總和，在化學(xué)熱力學(xué)中也稱為物系。 理論空氣量： 保證可燃成分完全燃燒所需的最小空氣量。 過量空氣系數(shù) ： 實(shí)際空氣量 m 與理論空氣量 m? 的比，稱為過量空氣系數(shù)（或稱空氣過剩系數(shù)），用符號(hào) α 表示 。 空氣燃料比： 燃燒或氣化時(shí)空氣量與燃料量的比值稱為空氣燃料比（或稱空燃比），用 AF 表示。 燃料空氣比： 將燃料量與空氣量的比值稱為燃料空氣比（或稱燃空比）， 用 FA 表示。 反應(yīng)熱 ： 反應(yīng)熱是指化學(xué)反應(yīng)過程中系統(tǒng)與外界交換的熱量 。 反應(yīng)熱效應(yīng)： 在反應(yīng)過程中，系統(tǒng)不做有用功，生成物的溫度與反應(yīng)物的溫度相等時(shí)系統(tǒng) 所吸收或放出的熱量 ，稱為反應(yīng)熱效應(yīng)，或簡(jiǎn)稱熱效應(yīng)。 標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱效應(yīng)： 當(dāng) 系統(tǒng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行定溫化學(xué)反應(yīng)，或反應(yīng)前后系統(tǒng)的生成物與反應(yīng)物的溫度均為 298K，又不產(chǎn)生有用功，則此時(shí)的反應(yīng)熱稱為標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱效應(yīng)，又簡(jiǎn)稱標(biāo)準(zhǔn)熱效應(yīng)。 61 熱料的熱值： 燃料在 完全 燃燒過程中所能釋放出的熱能稱為燃料的熱值， 也 稱為的發(fā)熱量 或燃燒熱。標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的熱值稱為標(biāo)準(zhǔn)熱值（標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱）。 燃料熱 值在數(shù)值上與反應(yīng)熱效應(yīng)相等，但符號(hào)相反，熱效應(yīng)為負(fù)值，熱值為正值。 蓋斯定律： 反應(yīng)熱效應(yīng)與反應(yīng)的途徑無關(guān)，不管這個(gè)化學(xué)反應(yīng)過程是通過一個(gè)階段完成，或經(jīng)過幾個(gè)階段完成，只要反應(yīng)前系統(tǒng)的狀態(tài)與反應(yīng)后系統(tǒng)的狀態(tài)相同，那么它們的反應(yīng)熱效應(yīng)必然相等。 生成焓： 生成反應(yīng)中，生成 1kmol 的化合物的反應(yīng)熱效應(yīng)稱為該化合物的生成焓，用符號(hào) 0Th 表示，其單位是 kJ/kmol。 標(biāo)準(zhǔn)生成焓： 如生成反應(yīng)在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下進(jìn)行，則所測(cè)得的標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱效應(yīng)稱為標(biāo)準(zhǔn)生成焓，用符號(hào)0298h 來表示，其單位是 kJ/kmol。 理論燃燒溫度： 燃料如在絕熱條件下進(jìn)行完全燃燒，則可以得到最高的燃燒溫度，稱為理論燃燒溫度。 熱力學(xué)第三定律： 當(dāng)溫度趨近于絕對(duì)零度時(shí)，凝聚系統(tǒng)（即固體和液體），在可逆定溫過程中熵的變化等于零 。 2．重要公式 過量空氣系數(shù)： 00mn??? 式中 n,n0—— 實(shí)際空氣量及理論空氣量的摩爾數(shù)。 閉口系統(tǒng) 熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 ： Q=(U2－ U1)＋ W＝ (U2－ U1)＋ Wex+Wa 或 Q=(Up－ UR)＋ W＝ (Up－ UR)＋ Wex+Wa 式中 Q —— 化學(xué)反應(yīng)過程中，系統(tǒng)與外界交換的熱量，稱為反應(yīng)熱。反應(yīng)熱 Q 的符號(hào)仍和以前一樣，吸熱為正，放熱為負(fù)； U2＝ Up—— 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中生成物的總內(nèi)能，即指化學(xué)反應(yīng)所有生成物的內(nèi)能總和， U2＝ Up＝ ∑npup， np 指某一種生成物的摩爾數(shù)， up 是指某一種生成物的摩爾內(nèi)能； U1＝ UR—— 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)中反應(yīng)物的總內(nèi)能，指參與化學(xué)反應(yīng)所有反應(yīng)物內(nèi)能的總和，即 U1＝ UR＝ ∑nRuR， nR指某一種反應(yīng)物的摩爾數(shù)， uR是指某一種反應(yīng)物的摩爾內(nèi)能 ； W—— 化學(xué)反應(yīng)系統(tǒng)與外界交換的總功?？偣煞譃閮刹糠郑阂?部分是系統(tǒng)容積變化所做的膨脹功 Wex；另一部分是系統(tǒng)所做的有用功 Wa，如燃料電池中產(chǎn)生的電能等。因此，總功 W=Wex+wa。 62 開口系統(tǒng)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式： tRP WHiH ???? 0 式中 Q 和 Wt 分別為開口系統(tǒng)與外界交換的反應(yīng)熱和技術(shù)功， ?RHi和 ?P H0分別為反應(yīng)前后進(jìn)出系統(tǒng)的總焓 。 生成焓計(jì)算式： 0Th ＝ 0298h ＋ 0Th? 任意溫度下反應(yīng)熱計(jì)算式： Q= PTH)( 0 － RTH)( 0 或 Q＝ ?Pn PTh)( 0 － ?Rn RTh)( 0 ＝ ?Pn [ Ph )( 0298 + PTh)( 0? ]－ ?Rn [ Rh )( 0298 + RTh)( 0? ] 式中 PTH)( 0 —— 全部生成物在標(biāo)準(zhǔn)壓力及 T 下的生成焓（ kJ）； RTH)( 0 —— 全部反應(yīng)物在標(biāo)準(zhǔn)壓力及 T 下的生成焓（ kJ）； PTh)( 0? —— 系統(tǒng)中某一種生成物由 298K 變化到 T 時(shí)， 1kmol 物理焓的變化（ kJ/kmol）； RTh)( 0? —— 系統(tǒng)中某一種反應(yīng)物由 298K 變化到 T 時(shí)， 1kmol 物理焓的變化（ kJ/kmol）； 非定溫下反應(yīng)熱計(jì)算式： Q＝ ?Pn PTh)( 02－ ?Rn RTh)( 01 ＝ ?Pn [ Ph )( 0298 + PTh )( 02?]－ ?Rn [ Rh )( 0298 + RTh )( 01?] 式中 PTh)( 02—— 系統(tǒng)中某一生成物溫度為 T2 時(shí)， 1kmol 的生成焓（ kJ/kmol）； RTh)( 01—— 系統(tǒng)中某一生成物溫度為 T1 時(shí)， 1kmol 的生成焓（ kJ/kmol）； PTh )( 02?—— 系統(tǒng)中某一種生成物由 298K 變化到 T2 時(shí)， 1kmol 的物理焓的變化（ kJ/kmol）； RTh )( 01? —— 系統(tǒng)中某一種反應(yīng)物由 298K變化到 T1時(shí)， 1kmol的物理焓的變化（ kJ/kmol） 。 理論燃燒溫度計(jì)算式： ?Pn PTh)( 0 ＝ ?Rn Rh )( 0298 － ?Pn Ph )( 0298 63 化學(xué)平衡常數(shù) ： 2121AABBc cc ccK ? 平衡常數(shù) ： 22112211 ????AABBp pp ppK ? 式中1Ap、 p2A、1Bp、2Bp表示在化學(xué)平衡時(shí)各種氣態(tài)物質(zhì)的分壓力。 第十三 章