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658技术科学动力工程热力工程【热力工程】生产和利用热能的工程。自然界中许多能源(如燃料的化学能、太阳能、地热、原子能等)都是以热能形式出现的。热能或是直接被利用,如治金、化工等生产过程中的加热、烘干和供暧等:或是用作动力,如汽车、火车、船舶、飞机等:热力电站则是大量地利用热能转换为电能以提供动力。热力工程是国民经济中的一个重要方面。它包括供热工程、蒸汽动力工程、热力发动机以及与此有关的基础辅助系统。研究减少能量损耗、提高能量利用率以节约能源是热力工程所面临的重要课题。【物质的热物理性质】物体受热时固有的物理性质。如温度升高、体积膨胀、在物体内热量由一处传到另一处等。对于不同物质的物体,这些性质是不同的,通常用“比热”、“热膨胀系数”、“热传导率”、“热扩散率”这些热物理参数来描述。【比热】单位数量物质温度升高1C所需要的热量。它是物质的一个重要的热力学性质。由于物量单位有千克、体积和摩尔,采用这些物量单位对应定义的比热分别称为质量比热、容积比热和摩动力工程659尔比热。【比热比】定压比热与定容比热的比值。是热工计算中常用的参数。【体膨胀系数】定压下体积随温度变化的相对变化率。【普朗特数】流体的运动粘度与热扩散率的比值。它反映流体动量传递和热量传递能力的相对大小,是传热学中一个很重要的物性参数。【热力平衡】热力系统在没有外界作用(热、功交换)的情况下宏观性质不随时间变化的状态。热力系的平衡包括热平衡、力平衡、化学平衡和相平衡四个方面,经典热力学通常只考虑前两种平衡。若组成热力系的各部分之间没有热量的传递,热力系就处于热平衡:各部分之间没有相对位移,热力系就处于力平衡。同时具备了热和力的平衡,热力系就处于热力平衡状态。【热力状态】用热力学基本状态参量,压力P、温度T、比容ⅴ描述的工质(体系)在变化过程中某瞬间的容现和理状态。如果工质(体系)各部分状态号量均匀而且不随时间而变,则该热力状态为平衡态。平衡态和由平衡态组成的热力过程是经典热力学研究的主要对象。若状态参量不均匀且随时间而变,该热力状态为非平衡态,也叫非稳态。对于单相均匀的工质(如气体),在通常的情况下,可由任意两个独立的状态参数来确定其热力状态。【比容】单位质量物质所占的容积。单位为米3/公斤。比容的倒数660技术科学为密度。【焓】一个组合状态参数,数值上等于物质内能与物质体积和压力的乘积之和。【熵】热力学系统的一个重要态函数,其变化指明自发过程进行方向,并给出孤立系统达到平衡的必要条件。可逆过程熵的变化等于系统吸收或放出的热量与系统的热力学温度之比。【状态方程】热力系中基本状态参数之间的函数关系式。【热力过程】由于外界作用(功、热交换)使系统状态发生变化的过程。若热力系沿原过程路线反向回复到原状态而不给外界留下任何影响的过程称为可逆过程。否则称为不可逆过程。热力学中都是讨论可逆过程,可以很方便地用状态参数坐标图中的一条曲线来表示。热力学中把许多实际过程近似地概括成五个基本过程,它们是:定容、定压、定温、绝热和多变过程。分析过程的目的在于:(1)确定过程的特点,或求得过程方程;(2)确定初、终参数之间的关系;(3)确定过程中工质与外界的功和热量的变换。【多变过程】热力系状态变化满足:Pw=定值的过程。上式即为多变过程的过程方程,n为变指数,在过程中n为某一常数。定容、定压、定温、绝热等过程是多变过程的一些特例。上述过程在状态参数坐标系中的变化曲线示于下图。多变过程比上述过程更普遍,但又有别于实际过程,在实际过程中,n通常是变化的。