熱工基礎-全50集 | 易學族自學網

熱力學

相關書籍熱力學是研究熱現象中物質系統在平衡時的性質和建立能量的平衡關係，以及狀態發生變化時系統與外界相互作用（包括能量傳遞和轉換）的學科。工程熱力學是熱力學最先發展的一個分支，它主要研究熱能與機械能和其他能量之間相互轉換的規律及其應用，是機械工程的重要基礎學科之一。

熱力學（thermodynamics）是自然科學的一個分支，主要研究熱量和功之間的轉化關係。熱力學是研究物質的平衡狀態以及與准平衡態，以及狀態發生變化時系統與外界相互作用（包括能量傳遞和轉換）的物理、化學過程的學科。熱力學適用於許多科學領域和工程領域，如發動機，相變，化學反應，甚至黑洞等等。

熱力學，全稱熱動力學，是研究熱現象中物態轉變和能量轉換規律的學科；它著重研究物質的平衡狀態以及與准平衡態的物理、化學過程。

熱力學是熱學理論的一個方面。熱力學主要是從能量轉化的觀點來研究物質的熱性質，它揭示了能量從一種形式轉換為另一種形式時遵從的宏觀規律。熱力學是總結物質的宏觀現象而得到的熱學理論，不涉及物質的微觀結構和微觀粒子的相互作用。因此它是一種唯象的宏觀理論，具有高度的可靠性和普遍性。熱力學三定律是熱力學的基本理論。

工程熱力學是關於熱現象的宏觀理論，研究的方法是宏觀的，它以歸納無數事實所得到的熱力學第一定律(各種形式能量在相互轉換時總能量守恆)、熱力學第二定律（能量貶值）和熱力學第三定律（絕對零度不可達到）作為推理的基礎，通過物質的壓力、溫度、比容等宏觀參數(見熱力狀態)和受熱、冷卻、膨脹、收縮等整體行為，對宏觀現象和熱力過程進行研究。

這種方法，把與物質內部結構有關的具體性質當作宏觀真實存在的物性數據予以肯定，不需要對物質的微觀結構作任何假設，所以分析推理的結果具有高度的可靠性，而且條理清楚。這是它的獨特優點。

開爾文根據卡諾定理制定了熱力學溫標
　

熱力學原理是一些制約能量從一種形式轉換為另一種形式的定律。這些定律的很多推論給出物質性質與壓力、溫度、電場、磁場、成分的改變所產生的效應之間的關系。熱力學是建立在人們共同經驗觀測基礎之上的，由這些觀測歸納成熱力學定律。從幾個這樣的定律出發，可用純邏輯推理的方法，演繹出這一學科的全部其餘定律。有一種做法認為只有少數定律是獨立的，從它們可以推導出其餘定律。最近的趨勢是選擇不是最早發現的那些定律和假設作為基本的定律和假設。某些這種選擇是十分有用的，因為由此可以很快地推導出其餘定律。但是這裡仍將討論隨著歷史的發展而出現的那些定律，因為它們既不抽像，又可提供一個較明晰的物理解釋。

可以說，當定義了三個態函數:絕對溫度T、內能U和熵S後，熱力學原理的整個發展就完滿了。
　

第零定律確立了溫度的概念，第一定律定義了內能，第二定律引進了墒的概念和絕對溫標。最後，第三定律描述了嫡在絕對溫度趨向零時的行為。為了便於說明，必須定義幾個名詞。系統是要考察的那部分物質世界。其餘部分是周圍介質。開放系統可以與周圍介質交換物質、熱量和功。封閉系統可以與周圍介質交換熱量和功，但不交換物質。孤立系統不與周圍介質發生任何交換。一個封閉系統或者孤立系統有時是指一個物體。一個系統內空間上均一的部分叫做擔。例如一個液體連同蒸氣可以認為是兩相系統。如果需要的話，可以把系統搞得相當仔細，但因關心的是熱性質，所以只討論沒有受電場或磁場作用的單相各向同性的系統，唯一允許的作用力是均勻的法向壓力產生的。

這樣一個約束不是對熱力學普遍性以根本限制，而只是便於教學。平衡態的特性與熱力學有關的物質性質都是一些宏觀性質，如溫度、壓力、體積、濃度、表面張力和粘滯度，不使用像原子間距離那樣的分子性質。一個系統的狀態是由全部宏觀性質連同它們的空間變化來加以確定的。經驗證明，一個孤立系統總會趨向一個特別簡單的終態，此時系統的宏觀性質是恆定的，而且在空間上是均勻的。這樣的簡單狀態稱為平衡態。如果人們關心一個單相系統的某一個給定的量，其平衡態完全可由r1個系統的宏觀性質所確定，這裡r是組元的數目。對一個不受磁場和電場作用的單組元、單相系統可以固定系統的兩個宏觀性質，例如壓力和體積所有其餘宏觀性質，如粘滯度、表面張力等等，也都取固定值。

開爾文

開爾文，為熱力學溫標或稱絕對溫標，是國際單位制中的溫度單位。由愛爾蘭第一代開爾文男爵（Lord Kelvin）威廉·湯姆森發明，其命名依發明者頭銜為Kelvins，符號是K，但不加「°」來表示溫度。1927年，第七屆國際計量大會將熱力學溫標作為最基本的溫標。

定義

水三相點熱力學溫度的。　273.15開爾文=0℃

開爾文溫度計（縮寫為「K」）是科學工作中使用很普遍的一種。

開氏溫度標度是用一種理想氣體來確立的，它的零點被稱為絕對零度。根據動力學理論，當溫度在絕對零度時，氣體分子的動能為零。為了方便起見。開氏溫度計的刻度間隔與攝氏溫度計上的刻度間隔相一致，也就是說，開氏溫度計上的一度等於攝氏溫度計上的一度，水的冰點攝氏溫度計為0℃，開氏溫度計為273.15K。

色溫單位：以絕對溫度 K 來表示，即將一標準黑體加熱，溫度升高到一定程度時顏色開始由深紅 —— 淺紅 —— 橙——黃—— 白 ——藍，逐漸改變，某光源與黑體的顏色相同時，我們將黑體當時的絕對溫度稱為該光源之色溫。

熱工學 - 名詞介紹

熱工學(工程熱力學、傳熱學)

　

熱工學

基本概念
熱力學系統狀態平衡狀態參數狀態公理狀態方程熱力參數及坐標圖功和熱量熱力過程熱力循環單位制
准靜態過程可逆過程和不可逆過程

　

熱力學第一定律

熱力學第一定律的實質內能焓熱力學第一定律在開口系統和閉口系統的表達式儲存能穩定流動能量方程及其應用

氣體性質

理想氣體模型及其狀態方程實際氣體模型及其狀態方程壓縮因子臨界參數對比態及其定律理想氣體比熱混合氣體的性質

理想氣體基本熱力過程及氣體壓縮

定壓定容定溫和絕熱過程多變過程氣體壓縮軸功余隙多極壓縮和中間冷卻

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熱力學第二定律的實質及表述卡諾循環和卡諾定理熵孤立系統熵增原理

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通過肋壁的傳熱復合換熱時的傳熱計算傳熱的削弱和增強平均溫度差效能一傳熱單元數換熱器計算

熱工學 - 主要任務

熱工學的主要任務是研究如何創造適宜的室內熱環境，以滿足人們工作和生活的需要。建築物既要抗禦嚴寒、酷暑，又要把室內多餘的熱量和濕氣散發出去。對於特殊建築，如空調房間、冷藏庫等不僅要考慮熱工性能，而且還要考慮投資和節能等問題。
　