2021山东建筑大学工程热力学研究生考试大纲 正文

山东建筑大学
研究生入学考试《工程热力学》考试大纲
1  基本概念
1.1 系统 
系统、外界、边界；开口系统（控制容积）、闭口系统（控制质量）；绝热系统；孤立系统；简单可压缩系统。
1.2 平衡状态和状态参数
平衡状态、平衡状态的充要条件；平衡与稳定；平衡与均匀，状态参数，状态参数的特征；强度量与广延量；状态参数图与平衡状态。
1.3 温度温标
温度的物理概念；测温的原理（热力学第零定律）；热力学温标、国际摄氏温标与热力学温标的关系。
1.4 压力
压力、压力的单位、系统绝对压力、环境压力、真空度。
1.5 状态方程
理想气体的状态方程、气体常数、通用气体常数；范德瓦尔方程，维里方程。
1.6 准静态过程和可逆过程 
准静态过程、可逆过程；可逆过程与准静态过程的联系与区别；可逆过程和准静态过程在状态参数图上的表示。
1.7 循环
循环、循环特性、正向循环（动力循环）、逆向循环（制冷循环和热泵循环）；可逆循环，循环的经济性指标。
1.8 功和热量 
功和热量的定义、特征；可逆过程中的容积变化功(膨胀功或压缩功)及在p-v图的表示；可逆过程的热量及在温熵图（T-s图）的表示。
2 气体的性质
2.1 理想气体及其混合气的性质
理想气体、标准状态理想气体的摩尔体积；气体的比热容、理想气体的比定压热容、比定容热容与定值比热容；理想气体比热容比（理想气体的比热容比等于绝热指数）；迈耶公式。
理想气体的热力学能（内能）与焓、任意过程的热力学能及焓的变化量Δu、Δh；理想气体熵变的定义、计算式与适用范围。
理想气体混合物、折合分子量、折合气体常数；质量分数、摩尔分数、体积分数及相互关系；折合分子量和折合气体常数计算。
理想气体混合物的分压力定律和分体积定律；利用摩尔分数计算分压力。
混合气体的比热容、热力学能、焓及混合气过程的熵变计算式。
2.2 水和蒸汽的性质
饱和状态、饱和状态的温度和压力；水定压汽化过程的p-v图及T-s图：临界点、饱和液线、饱和干蒸汽线、未饱和液区、湿蒸汽区和过热区、过冷液、饱和液、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽；干度、湿饱和蒸气比体积、热力学能、焓及熵的计算；汽化潜热。
2.3 湿空气
湿空气、水蒸气的分压力及干空气分压力；饱和湿空气、未饱和湿空气；绝对湿度、相对湿度、含湿量d、湿空气的焓h，湿空气的密度ρ，湿空气的干球温度、露点温度与湿球温度；湿空气的焓和焓—湿图，湿空气状态参数的确定。
3 气体的热力过程
3.1 理想气体的基本热力过程
多变过程、定压过程、定温过程、定熵过程（可逆绝热过程）、定容过程及各自的过程方程和在p-v图和T-s图上的表示；理想气体多变过程中热力学能、焓及熵变计算；多变过程中气体的比热容；多变过程中的容积变化功、多变过程中的技术功、多变过程的热量；p-v图及T-s图各参数的变化规律与多变过程的分析。
3.2 水蒸气的基本热力过程
水蒸气定压过程、绝热过程、定容过程、定温过程的计算与分析；水蒸气的压力和干度；水蒸气的节流。
3.3 湿空气的热力过程
湿空气加热过程、冷却去湿过程、绝热增湿过程、绝热混合过程、干燥过程、等温加湿过程、蒸发冷却过程的表示与计算、热量和加湿量计算。
4 热力学第一定律
4.1 热力学第一定律的实质
4.2 膨胀功、技术功、轴功和流动功
可逆过程的容积变化功；技术功、技术功的计算及在p-v图上表示；轴功、技术功、膨胀功、推动功、流动功的联系与区别。
4.3 热力学第一定律表达式
热力学第一定律基本表述和一般表达式；闭口系第一定律的解析式及在过程、循环和孤立系中的应用；稳定流动开口系统及稳流开系第一定律表达式和应用；能量方程的适用范围和条件。
4.4 喷管内气体的流动
气体在喷管（或扩压管）内流速变化的压力条件和几何条件；滞止过程、滞止参数；音速、马赫数；临界截面、临界压力、临界温度、临界压力比；喷管内流速和流量分析及计算、背压和背压对收缩喷管及缩放喷管的流速和流量的影响；气体在扩压管中流动；速度系数和能量损失系数及气体在喷管内不可逆流动。
4.5 绝热节流
绝热节流的特征、气体的焦耳—汤姆逊系数、转回温度和转回曲线。
4.6 压气机的热力过程
压气机分类和特征；单级活塞式压气机的理论耗功；余隙容积、余隙容积百分比、容积效率、余隙容积对压气机理论耗功的影响；多级压缩级间冷却及各级的增压比、多级压缩级间冷却耗功计算、活塞式压气机定温效率；叶轮式压气机绝热效率及压气机所需的功。
5 热力学第二定律
5.1 热力学第二定律的两种表述及其一致性
克劳修斯表述、开尔文表述及两种表述的一致性。
5.2 卡诺循环和卡诺定理
卡诺循环的组成、卡诺循环的热效率、卡诺制冷循环的制冷系数和卡诺热泵循环的供暖系数；卡诺定理及其推论。 
5.3 平均吸（放）热温度和多热源热机的热效率
系统在可逆过程中的平均吸（放）热温度、概括性卡诺循环（如斯特林循环）的热效率。
5.4 克劳修斯积分和热力学第二定律的数学表达式
克劳修斯积分不等式和积分等式、热力学第二定律的数学表达式、孤立系统的熵增原理及判断热力学过程是否可行。
5.5 熵和熵方程 
熵的定义、不可逆过程熵变的计算；熵流、熵产；一般开口系熵方程、闭口系熵方程、稳流开口系统熵方程。
5.6 作功能力损失与熵产
热量的可用能、闭口系的作功能力、稳流开系的作功能力、系统作功能力损失和熵产。
6 热力学一般关系式及实际气体性质
6.1 亥姆霍兹函数和吉布斯函数
亥姆霍兹函数F和吉布斯函数G的定义及物理意义
6.2 麦克斯伟关系
吉布斯方程；麦克斯韦关系；体积膨胀系数、等温压缩率、压力温度系数及其相互关系。
6.3 熵、热力学能、焓及比热容容的一般表达式
第一ds方程及第二ds方程；热力学能的一般方程、焓的一般方程、的一般关系。
6.4 普遍化状态方程和通用压缩因子图
压缩因子及其物理意义；对比参数、对应态原理；通用压缩因子图。
7 热力循环
7.1 循环分析的目的和方法 
循环分析的目的和方法；第一定律分析法、第二定律分析；空气标准；对循环进行抽象简化的原则。
7.2蒸汽动力装置循环
蒸汽卡诺循环、实际蒸汽动力循环—朗肯循环构成、利用图或表确定各状态点参数、朗肯循环的热效率；蒸汽参数对热效率的影响分析；再热循环构成、p-v图和T-s图、利用图或表确定各状态点参数、循环的热效率和分析；抽汽回热循环构成、p-v图和T-s图、抽汽量、利用图或表确定各状态点参数、循环的热效率和分析。
7.3气体动力循环
内燃机动力循环构成、p-v图和T-s图，热效率表达式、内燃机结构参数对热效率的影响分析；燃气轮机的循环构成、p-v图和T-s图，热效率表达式、热机结构参数对热效率的影响分析；喷气式发动机的工作原理。
7.4制冷装置循环
逆向卡诺循环；制冷量；压缩空气制冷循环构成、p-v图和T-s图、制冷系数、制冷量与循环增压比关系；回热式压缩空气制冷循环；压缩蒸汽制冷循环构成、T-s图和logp-h图、利用图或表确定各状态点参数、制冷系数；制冷剂性质；吸收式制冷循环的构成、热能利用系数、吸收式与压缩式制冷的比较与分析；热泵循环的一般概念。
 
参考书目：
1. 谭羽非，吴家正，朱彤 编. 工程热力学（第六版）. 北京：中国建筑工业出版社，2016；
2. 沈维道，童钧耕 编. 工程热力学（第五版）. 北京：高等教育出版社，2016

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