熱工基礎前三章的重點知識點
在我們的學習時代，說起知識點，應該沒有人不熟悉吧？知識點就是掌握某個問題/知識的學習要點。相信很多人都在為知識點發(fā)愁，以下是小編幫大家整理的熱工基礎前三章的重點知識點，僅供參考，大家一起來看看吧。
熱工基礎前三章的重點知識點 1
第一章
1、平衡狀態(tài)
關(guān)于平衡狀態(tài)的定義、實現(xiàn)條件、以及平衡與均勻、平衡與穩(wěn)定的概念區(qū)別已在相應章節(jié)中進行了詳細敘述。平衡狀態(tài)具有確定的狀態(tài)參數(shù)，這是平衡狀態(tài)的特點。平衡狀態(tài)概念的提出，使整個系統(tǒng)可用一組統(tǒng)一的、并具有確定數(shù)值的狀態(tài)參數(shù)來描述其狀態(tài)，使熱力分析大為簡化，這也是工程熱力學只研究系統(tǒng)平衡狀態(tài)的原因所在。
2、狀態(tài)參數(shù)及其性質(zhì)
狀態(tài)參數(shù)是定量描述工質(zhì)狀態(tài)的狀態(tài)量。其性質(zhì)是狀態(tài)參數(shù)的變化量只取決于給定的初、終狀態(tài)，與變化過程的路徑無關(guān)。如果系統(tǒng)經(jīng)歷一系列狀態(tài)變化又返回初態(tài)，其所有狀態(tài)參數(shù)的變化量為零。
在學過第二章之后，可與過程量—功量和熱量進行對比，進一步加深對狀態(tài)量的理解。
3、準平衡過程
準平衡過程將“平衡”與“過程”這一對矛盾統(tǒng)一了起來。
定義：由一系列連續(xù)的準平衡態(tài)組成的過程稱為準平衡過程，又稱準靜態(tài)過程。
實現(xiàn)條件：
（1）推動過程進行的勢差（壓差、溫差）無限小；
（2）馳豫時間短，即系統(tǒng)從不平衡到平衡的馳豫時間遠小于過程進行所用的時間。這樣系統(tǒng)在任意時刻都無限接近于平衡態(tài)。
特點：系統(tǒng)內(nèi)外勢差足夠小，過程進行得足夠慢，而熱力系恢復平衡的速度很快，所以工程上的大多數(shù)過程都可以作為準平衡過程進行分析。
建立準平衡過程概念的好處
(1) 可以用確定的狀態(tài)參數(shù)描述過程；
（2）可以在參數(shù)坐標圖上用一條連續(xù)曲線表示過程。
4、可逆過程
準平衡過程概念的提出只是為了描述系統(tǒng)的熱力過程，但為了計算系統(tǒng)與外界交換的功量和熱量，就必須引出可逆過程的概念。
定義：過程能沿原路徑逆向進行，并且系統(tǒng)與外界同時返回原態(tài)而不留下任何變化。 實現(xiàn)條件：在滿足準平衡過程條件下，還要求過程中無任何耗散效應（通過摩擦、電阻、磁阻等使功變?yōu)闊岬男?/p>
建立可逆過程概念的好處：
(1) 由于可逆過程系統(tǒng)內(nèi)外的勢差無限小，可以認為系統(tǒng)內(nèi)部的壓力、溫度與外界近似相等，因此可以用系統(tǒng)內(nèi)的參數(shù)代替復雜、未知的外界參數(shù)，從而簡化問題，使實際過程的計算成為可能，即先把實際過程當作可逆過程進行分析計算，然后再用由實驗得出的經(jīng)驗系數(shù)加以修正；
（2）由于可逆過程是沒有任何能量損失的理想過程，因此，它給出了熱力設備和裝臵能量轉(zhuǎn)換的理想極限，為實際過程的改善指明了方向。
上述概念的引出體現(xiàn)了熱力學研究問題和處理問題的方法，是熱力學中重要的概念，希望深刻理解這些概念，為后面章節(jié)的學習打好基礎，同時從中學習對實際問題進行分析簡化的方法。
第二章小結(jié)
1、熱力學第一定律的實質(zhì)
熱力學第一定律的實質(zhì)就是能量守恒。表明當熱能與其他形式的能量相互轉(zhuǎn)換時，能的總量保持不變。
2、儲存能
系統(tǒng)儲存的能量稱為儲存能，包括內(nèi)部儲存能和外部儲存能。
（1）內(nèi)部儲存能——熱力學能
它與系統(tǒng)內(nèi)工質(zhì)粒子的微觀運動和粒子的空間結(jié)構(gòu)有關(guān)。應牢牢記住熱力學能是狀態(tài)參數(shù)。
在簡單可壓縮系中，不涉及化學反應、核反應和電磁場作用，可認為工質(zhì)的熱力學能僅包括分子的內(nèi)動能和內(nèi)位能。分子的內(nèi)動能與工質(zhì)的溫度有關(guān)，溫度越高，分子的內(nèi)動能越大；分子的內(nèi)位能與工質(zhì)的比容有關(guān)，比容越大，分子的內(nèi)位能越小。
理想氣體遠離液態(tài)點，分子間距（比容）較大，分子的內(nèi)位能忽略不計，其熱力學能僅包括分子的內(nèi)動能，因此，理想氣體的熱力學能是溫度的單值函數(shù)。
（2）外部儲存能
外部儲存能是系統(tǒng)整體相對于外界參考坐標系的宏觀能量，包括系統(tǒng)整體作宏觀運動時的宏觀動能和相對于外界參考基準點的重力位能。
（3）系統(tǒng)的總儲存能（簡稱總能）
系統(tǒng)的總儲存能為熱力學能、宏觀動能和重力位能的總和。
3、轉(zhuǎn)移能——功量和熱量
功量和熱量是系統(tǒng)與外界交換的能量，其大小與系統(tǒng)的狀態(tài)無關(guān)，而是與傳遞能量時所經(jīng)歷的具體過程有關(guān)。所以功量和熱量不是狀態(tài)參數(shù)，而是與過程特征有關(guān)的過程量，稱為轉(zhuǎn)移能或遷移能。
4、閉口系能量方程
熱力學第一定律應用于（靜止的）閉口系時的能量關(guān)系式即為閉口系能量方程。其表達式有以下幾種形式，它們的使用條件不同：
（1）quw或 QUW （適用條件：任意工質(zhì)、任意過程）
（2）qupdv或QUpdV （適用條件：任意工質(zhì)、可逆過程）
（3）qcVTpdv或QmcVTpdV （適用條件：理想氣體、可逆過程）
5、穩(wěn)流系能量方程
熱力學第一定律應用于穩(wěn)流系時的.能量關(guān)系式即為穩(wěn)流系能量方程。其表達式也有以下幾種形式，它們的使用條件也不同：
（1）qhwt或 QHWt （適用條件：任意工質(zhì)、任意過程）
（2）qhvdp或QHVdp （適用條件：任意工質(zhì)、可逆過程）
（3）qcpTvdp或QmcpTVdp （適用條件：理想氣體、可逆過程）
6、穩(wěn)定流動過程中幾種功量的關(guān)系
在穩(wěn)流系中，隱含的膨脹功等于流動功和技術(shù)功之和，即1w(pv)c2gzwswfwt 2
其中，技術(shù)功為出口與進口處的動能差、位能差和軸功之和，即wt12cgzws 2
7、焓的定義及其物理意義
焓是在研究流動能量方程時，為工程應用方便而引出的一個狀態(tài)參數(shù)。由于在流動過程中，工質(zhì)必定攜帶的能量除熱力學能U外，還有推動功（推進功）pV，所以為工程應用方便起見，把二者組合為焓H，所以說焓是流動工質(zhì)攜帶的基本能量，或者說是流動工質(zhì)所攜帶的總能量中與熱力狀態(tài)有關(guān)的那部分能量。焓的定義式為HUpV或hupv焓作為一個宏觀存在的狀態(tài)參數(shù)，在開口系和閉口系中都存在，但在分析開口系時的作用更大。在分析閉口系統(tǒng)時，通常使用熱力學能參數(shù)，只是在分析閉口系的定壓過程時，焓可以表示
閉口系在定壓過程中與外界交換的熱量，此時焓具有特殊作用。不必太深究焓的物理意義，只要能熟練掌握焓的計算即可。關(guān)于焓的計算將在第三章學習。
焓的物理意義可簡單總結(jié)如下：
（1）對非流動工質(zhì)，焓僅是狀態(tài)參數(shù)。
（2）對流動工質(zhì)，焓既是狀態(tài)參數(shù)，也是工質(zhì)流動時攜帶的取決于熱力狀態(tài)的那部分能量（或基本能量）。
理想氣體的焓和熱力學能一樣，也僅是溫度的單值函數(shù)。
第三章
1、理想氣體的熱力性質(zhì)
（1）理想氣體的狀態(tài)方程
狀態(tài)方程不是難點，但卻是本章的重點。應用理想氣體狀態(tài)方程時，應注意以下幾點：
狀態(tài)方程（3.1）反映的是同一平衡狀態(tài)下基本狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系，只能用于同一平公式中的壓力為絕對壓力，溫度為絕對溫度 狀態(tài)方程（3.1a）——（3.1d）是針對不同物量單位的表達形式，使用時注意各物理量衡狀態(tài)，不能用于過程計算。注意不要把狀態(tài)方程和過程方程混淆。 的單位與氣體常數(shù)Rg或通用氣體常數(shù)R協(xié)調(diào)一致。
（2）比熱容
學習比熱容時應注意以下幾點：
容積比熱容c的單位為：J/(Nm3〃K)，其物量單位必須是標準立方米（Nm3），即氣體在標準狀態(tài)時的體（容）積，這是因為氣體在不同狀態(tài)時的體積不同，1kmol理想氣體也只是在標準狀態(tài)時才具有22.4 m3的容積。計算時必須注意非標準狀態(tài)時的容積與標準狀態(tài)下容積的換算，如例3.1。
在查取平均比熱容表時，首先應注意是哪種比熱容，如教材附表2是平均定壓質(zhì)量比平均比熱容表的自變量是攝氏溫標，千萬不要將t化為T。如果所查取的溫度值沒有列熱容，其他比熱容可利用它們之間的換算公式計算，如例3.2。 出，如要查150C 時的平均定壓質(zhì)量比熱容，可在附表2中利用100C和200C的比熱容用線性內(nèi)插法求得。
（3）理想氣體熱力學能、焓和熵的計算
首先要牢記理想氣體的熱力學能和焓僅是溫度的函數(shù)，而熵則與2個獨立的基本狀態(tài)參數(shù)有關(guān)。利用定值比熱容計算理想氣體的熱力學能、焓和熵是本章的重點之一，需熟練掌握。應當注意：盡管計算公式是利用可逆過程的公式推導得到，但由于熱力學能、焓和熵都是狀態(tài)參數(shù)，其計算公式適用于理想氣體的任意過程。
2、理想氣體的熱力過程
在本章的學習中，同學們很容易產(chǎn)生公式太多，難以記憶的感覺，為了便于公式的查取，各種過程的計算公式已列于表3.2。但是，如何記憶和運用這些公式仍是一個難點，為此進行以下分析，以幫助大家理解性地記憶和靈活運用這些公式。
（1）4種基本熱力過程及多變過程的特點和過程方程
首先要理解過程方程描述的是過程的特點，即整個過程遵循相應的過程方程的規(guī)律變化。4種基本熱力過程的特點是定容、定壓、定溫和定熵，也就是說這4種過程中總有一個狀態(tài)參數(shù)保持不變；對于多變過程，則過程中所有的狀態(tài)參數(shù)都在變。關(guān)于過程方程，應記住基本方程
pvnconst，可認為理想氣體在可逆過程中都遵循該關(guān)系式。多變指數(shù)n的取值范圍為從0之間的任一實數(shù)，所以該過程方程適用于所有的可逆過程。而4種基本熱力過程則是所有可逆多變過程中的幾個特例，根據(jù)過程特點分別為定容過程：n=±∞，定壓過程：n=0，定溫過程：n=1，定熵過程：n=，所以4種基本熱力過程的過程方程不需要死記硬背就可以推出。
（2）過程中任意兩狀態(tài)間p、v、T參數(shù)之間的關(guān)系由克拉貝龍方程p1v1p2v2p3v3Rg T1T2T3
可以很容易地推得定容、定壓和定溫過程中任意兩狀態(tài)間p、v、T參數(shù)之間的關(guān)系式。而對于多變過程和定熵過程，可以利用其狀態(tài)方程和過程方程聯(lián)立求出，也無需死記硬背。而且多變過程與定熵過程狀態(tài)參數(shù)之間的關(guān)系式結(jié)構(gòu)相同，只是多變指數(shù)不同，所以推出一個就可得出另一個。
（3）過程中系統(tǒng)與外界交換的功量和熱量
功量 ○
對于定容和定壓過程，選用以下可逆過程的基本積分式計算功量很方便，即
容積功：w21pdv
技術(shù)功：wtvdp
顯然，定容過程：w0，wtv(p1p2)vp
定壓過程：wp(v2v1)pv， wt0
定容過程容積功為零，定壓過程技術(shù)功為零，可作為一種概念牢記，根本不必計算。
對于定溫過程，仍可以用可逆過程的基本積分式計算功量，只需利用理想氣體狀態(tài)方程將p化為v的函數(shù)形式計算w，或?qū)化為p的函數(shù)形式計算wt。如下所示：
wpdv 1 2 2RgTv 1dvRgTlnv2pRgTln1 v1p2
wtvdp1 1 2 2RgTpdpRgTlnp1vRgTln2 p2v1
比較以上兩式，有w＝wt，即定溫過程的容積功等于技術(shù)功。
定溫過程計算功量的另一種方法是利用能量方程式，結(jié)合閉口系和穩(wěn)流系的能量方程式，可進一步得出w＝wt＝q。因此，對可逆等溫過程，利用下式計算功量更方便。
2v2p1qTdsTsTRlnTRw＝wt＝ gg 1v1p2
定溫過程的容積功、技術(shù)功、以及換熱量均相等，只需求出一個即可。
對于絕熱過程，利用能量方程式計算功量較方便，即：
wucV(T1T2)
wthcp(T1T2)Rg1(T1T2) Rg(TT)w 112
注意：以上兩式對可逆絕熱（定熵）和不可逆絕熱過程都適用，這是由于在q=0的條件下，容積功等于狀態(tài)參數(shù)熱力學能的變化量，技術(shù)功等于狀態(tài)參數(shù)焓的變化量，而狀態(tài)參數(shù)與過程是
否可逆無關(guān)。當然，如果可逆絕熱和不可逆絕熱過程的初始狀態(tài)相同，那么它們的終了狀態(tài)一定不同，實際計算出的w和wt也不同。所以只是w和wt的計算表達式相同。
對于多變過程，其功量計算公式同定熵過程結(jié)構(gòu)相同，只需將公式中的換成n即可，即與公式（3.51）和（3.52）相同，因此，利用絕熱過程求出功量計算公式后再用n代替的方法得到多變過程功量計算公式，是一種捷徑。具體公式在此不再列出。
除定容過程外，各種過程的技術(shù)功都是容積功的n倍，即wt＝nw，因此，只要計算出其中一個，另一個也就很容易得到。
熱工基礎前三章的重點知識點 2
一、溫度、內(nèi)能、熱量的區(qū)別：
溫度表示物體的冷熱程度，它是一個狀態(tài)量，所以只能說“物體的溫度是多少”。兩個不同狀態(tài)間的物體可以比較溫度的高低。溫度是不能“傳遞”和“轉(zhuǎn)移”的，其單位是“攝氏度”。從分子運動理論的觀點來看，它跟物體內(nèi)部分子的無規(guī)則運動情況有關(guān)，溫度越高，分子無規(guī)則運動的平均速度就越大，分子運動就越劇烈。因此可以說，溫度的高低是分子無規(guī)則運動的劇烈程度的標志。
內(nèi)能是能量的一種形式，它是物體內(nèi)部所有分子無規(guī)則運動的動能與勢能的總和。分子的熱運動所具有的能量表現(xiàn)為分子動能，分子間相互作用的引力和斥力所具有的能量表現(xiàn)為分子勢能。內(nèi)能和溫度一樣，也是一個狀態(tài)量，通常用“具有”等詞來修飾，其單位是“焦耳”。對于同一物體而言，內(nèi)能大小與溫度有關(guān)，溫度升高，內(nèi)能增大，溫度降低，內(nèi)能減小；對于不同的物體而言，內(nèi)能的大小除與溫度有關(guān)之外，還與質(zhì)量、體積、狀態(tài)有關(guān)。以水為例，在溫度一定的情況下，一桶水和一勺水相比較，由于單個水分子所具有的內(nèi)能是一樣的，由于一桶水所含的水分子數(shù)目較多，所以一桶水具有的內(nèi)能就多；水通常以固態(tài)冰、液態(tài)水、氣態(tài)水蒸氣三種形式存在，固態(tài)物質(zhì)分子間有強大的作用力，分子排列十分緊密，液體物質(zhì)分子間的作用力較固體小，分子也沒有固定的位置，運動較自由，氣態(tài)物質(zhì)分子間作用力極小，可以忽略不計，極度散亂，間距很大，由于固液氣三態(tài)物質(zhì)的`分子在排列組合方式上不同，導致分子間的分子動能和分子勢能也不一樣，當然它們所具有的內(nèi)能也不一樣。
熱量是指在熱傳遞過程中，傳遞內(nèi)能的多少。它反映了熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量，是內(nèi)能轉(zhuǎn)移多少的量度，是一個過程量，要用“吸收”或“放出”來表述而不能用“具有”或“含有”。熱量定義的條件是“在熱傳遞過程中”，因此只有發(fā)生了熱傳遞，才能談及熱量，所以物體本身沒有熱量。
二、溫度、內(nèi)能、熱量的聯(lián)系：
(一)溫度與內(nèi)能
因為溫度越高，物體內(nèi)的分子做無規(guī)則運動的速度越大，分子的平均動能越大，因此物體的內(nèi)能越多。但要注意：溫度不是內(nèi)能變化的唯一標志。“溫度不變時，它的內(nèi)能一定不變”是錯誤的。如晶體熔化、液體沸騰時，溫度保持不變，但要吸熱，內(nèi)能增加。晶體凝固時，溫度不變，但要放出熱量，它的內(nèi)能就減小。因此物體的狀態(tài)變化也是內(nèi)能變化的標志。
(二)溫度與熱量
溫度反映的是分子無規(guī)則運動的劇烈程度。物體溫度越高，分子運動越劇烈。熱量是在熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少。熱傳遞中，高溫物體放出熱量，內(nèi)能減小，溫度降低，低溫物體吸收熱量，內(nèi)能增加，溫度升高。兩物體間不存在溫度差時，雖然物體都有溫度，但沒有熱傳遞，更談不上“熱量”。
(三)熱量與內(nèi)能
熱量反映了熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的數(shù)量。物體放出了多少熱量，內(nèi)能就減小多少；物體吸收了多少熱量，內(nèi)能就增加多少。要注意：內(nèi)能增減并不只與吸收或放出熱量有關(guān)，做功也可以改變物體內(nèi)能。對物體做功，物體的內(nèi)能會增加，對物體做了多少功，物體的內(nèi)能會增加多少；物體對外做功，物體的內(nèi)能會減小，對外做功多少，物體的內(nèi)能會減小多少。物體內(nèi)能的改變方法有熱傳遞和做功兩種方法，這兩種方法在改變物體的內(nèi)能上是等效的。
三、學習物理的思維定勢
在解決初中物理問題的過程中經(jīng)常有不好的思維定勢影響我們。這些是我們要力求克服的。而養(yǎng)成良好的思維定勢則更為重要!良好的思維定勢就是說：看到什么就要想到什么!比如看到“慣性”就想到“質(zhì)量”；看到“合速度”就想到“實際速度”；看到“摩擦力”就先分析是靜摩擦力還是滑動摩擦力；看到“合外力”就想到“加速度”等等。俗話說“打蛇打七寸”，抓住要害就等于抓住了命脈。而每一本書、每一單元、每一節(jié)課、每個練習都有關(guān)鍵考察點和關(guān)鍵的解決方法。這些就是物理中的“命脈”所在。
四、汽化知識點
(1)蒸發(fā)：在任何溫度下都能發(fā)生，且只在液體表面發(fā)生的緩慢的汽化現(xiàn)象；
注：蒸發(fā)的快慢與(A)液體溫度有關(guān)：溫度越高蒸發(fā)越快(夏天灑在房間的水比冬天干的快；在太陽下曬衣服快干)；(B)跟液體表面積的大小有關(guān)，表面積越大，蒸發(fā)越快(涼衣服時要把衣服打開涼，為了地下有積水快干，要把積水掃開)；(C)跟液體表面空氣流動的快慢有關(guān)，空氣流動越快，蒸發(fā)越快(涼衣服要涼在通風處，夏天開風扇降溫)；
(2) 沸騰：在一定溫度下(沸點)，在液體表面和內(nèi)部同時發(fā)生的劇烈的汽化現(xiàn)象；
注：(A)沸點：液體沸騰時的溫度叫沸點；(B)不同液體的沸點一般不同；(C)液體的沸點與壓強有關(guān)，壓強越大沸點越高(高壓鍋煮飯)(D)液體沸騰的條件：溫度達到沸點還要繼續(xù)吸熱；
(3) 沸騰和蒸發(fā)的區(qū)別和聯(lián)系：
(A)它們都是汽化現(xiàn)象，都吸收熱量；(B)沸騰只在沸點時才進行；蒸發(fā)在任何溫度下都能進行；(C)沸騰在液體內(nèi)、外同時發(fā)生；蒸發(fā)只在液體表面進行；(D)沸騰比蒸發(fā)劇烈；
(4)蒸發(fā)可致冷：夏天在房間灑水降溫；人出汗降溫；發(fā)燒時在皮膚上涂酒精降溫；
(5)不同物體蒸發(fā)的快慢不同：如酒精比水蒸發(fā)的快；
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