化学基本观念是学生通过化学学习所获得的对化学的总观性的认识,化学基本观念不是具体的化学知识,它是在具体化学知识的基础上通过不断的概括提炼而形成的,它对学生科学素养的养成将发挥重要的作用。下面是我为大家整理的化学本科生 毕业 论文,供大家参考。
[摘要]《化工热力学》是能源化学工程专业一门理论性和逻辑性较强的专业基础课, 文章 阐述了作者在《化工热力学》课程教学过程中如何提高学生对学习本课程兴趣的教学实践和教学体会。通过明确教学内容和教学主线,改变传统的单一的课堂教学,将课堂教学与学科动态及工程实践密切结合,激发学生学习兴趣,培养学生自主学习能力和工程意识,以满足培养能源化学工程领域领军人物的要求。
[关键词]化工热力学;能源化学工程;教学实践;教学体会
化工热力学是化工类学生的专业必修课程之一,主要讲述热力学定律在化学工程领域的应用,包括化工过程中各种形式的能量之间相互转换规律及过程趋近平衡的极限条件等。它是培养学生分析和解决实际化工问题思维 方法 的重要专业理论基础课[1-3]。然而该课程的课程内容抽象、计算繁琐,学生感到非常难学又缺乏实际应用,在课程学习过程中学生产生恐惧和厌学心理,达不到良好的教学效果,因此,我们对该课程的教学内容和 教学方法 进行一些改革和尝试,希望激发学生学习的兴趣,进而更好地掌握这门课程,为后续专业课程的学习夯实基础。武汉大学2013年新开设的能源化学工程专业是由1958年原武汉水利电力学院开办的“电厂化学”专业发展而来,主要面向电力行业及高效洁净能源领域(包括超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等),培养掌握化学与化工基础理论及能源化学专业知识和技能的未来行业发展的领军人物。目前,本专业主要有水处理、材料腐蚀与防护、化学监督与控制、能源化学四个主要研究方向。为了适应学校对新专业发展和一流学科建设的要求,2015年在本专业大三学生中新增设了《化工热力学》这门化工类专业的专业基础课程。如何调动学生的课堂积极性,培养学生的创新能力,夯实学生的专业基础,使他们在54学时的学习过程中理解并掌握本门课程的基本概念,并且将抽象的理论与实际的能源化学过程联系起来是本课程的核心教学任务。本文结合我校能源化学工程专业的培养目标,浅谈《化工热力学》的教学体会,着重对教学方式进行了探索和实践,为培养能源化学工程领域的领军人物奠定基础。
1明确教学内容与课程主线
结合我校《化工热力学》课程以工程应用为中心、专业研究方向覆盖面广等特点,我们选用了朱自强等编著、化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材[4],同时,也鼓励学生使用部分参考教材(《化工热力学》,冯新等编,2008;《化工热力学(第二版)》,陈钟秀等编,2000;《化工热力学导论(原著第七版)》,J.M.史密斯等编,刘洪来等译,2007)[5-7]。化工热力学发展时间较长,已形成较完整的知识体系,如何在54学时内有效地把关键知识点教授给学生是本课程教学实践的关键。由于本专业学生在大二《物理化学》课程中已经系统学习了理想气体相关的状态方程及其应用,因此在本课程教学中不再赘述,而是重点介绍工程实际应用较多的二参数状态方程、化工热力学分析、溶液热力学、流体相平衡和化学反应平衡等。在教学实践中,首先,详细分析《化工热力学》教材结构,围绕主线内容合理编排知识点;其次,建立好各知识点之间的逻辑关系,让学生在大脑中建立化工热力学框架图;最后,根据能源化学工程专业的需要,适当删减补充了教材内容,结合学科动态,增强化工热力学的应用能力,如燃料电池开路电压的计算、水/二氧化碳共电解制合成气过程中气体组成的计算等。
2改变单一课堂教学模式,培养学生自主学习能力
化工热力学课程设计的公式多而繁杂,学生在开始学习阶段容易产生恐惧厌学心理,传统的单一课堂教学模式具有“教师主导学生学习”的特点,与本课程“教师引导学生学习”的教学目的存在较大偏差。因此,应改变传统单一课堂讲授模式,充分采用“启发式”和“参与式”相结合的教学方法。首先,教师在 课前预习 阶段设疑(提出问题),促使学生思考,复习旧知识,预习新知识;其次,教师在教学实践过程中采用多媒体和板书相结合的教学方式解疑(解决问题),并通过对例题和习题的讲解加深学生对化工热力学原理、方法和应用的理解,同时,教学过程中应避免陷于抽象的说教和枯燥的公式推导之中,重点讲述化工热力学知识点的应用条件和物理意义;最后,课堂教学结束后,教师主动与学生面对面交流答疑(探讨问题),并设置思考题让学生查阅相关资料。通过“设疑—解疑—答疑”的渐进式教学方法达到对关键知识点举一反三的目的,同时,吸引学生注意力,培养学生自主学习能力,提高学生学习的积极性和主动性。
3课堂教学与工程实践密切结合,培养学生初步的工程观点
化工热力学由于理论性较强、基本概念多且抽象,而且本科生在学习过程中接触科研课题及工程实践的机会较少,将课堂教学内容与科研课题及工程实践紧密结合起来,建立“以应用为中心”、“探究式”的特色教学模式,紧密联系我校在能源化学工程领域(特别是超临界火电、核电、生物质能、氢能、新型化学电源等方面)开发利用的化学工程实际问题,把学科前沿领域的科研成果带入课堂,可以使他们强化科研思想、激发听课兴趣、培养创新能力;同时,可以让学生获取利用化工热力学基本原理解决工程实际问题提供思路和方法,培养学生初步的工程观点。
4考核方式方法研究
传统的期末一张考卷为准的考试方式不利于学生能力的培养,也不能全面地体现学生对所学知识的掌握程度,为了更加系统全面地评价学生对课程内容的认识情况,我们对课程的考核方式方法进行了改革探索。目前,课程成绩总评包括平时成绩和期末成绩两部分,其中平时成绩包括学生的课堂综合表现、课程预习、作业三个部分,各占10%;期末考试采用开卷方式考试,考试的题目偏重于对知识点的理解和其在能源化学过程中的应用。然而由于该课程的课程内容抽象、计算繁琐,教学过程中发现仍有部分学生存在畏惧厌学心理,因此,在今后的教学实践中应考虑进一步激发学生的学习兴趣,增强学生的主观能动性,在课堂教学中引入分组讨论,开展导向性的专题研究,将课程内容与能源化学过程(特别是学科动态)相结合,培养学生查阅资料和分工协作的能力,为学生下一步学习专业课程夯实基础。
5结束语
在《化工热力学》课程的教学实践和尝试中,首先要明确教学内容与主线,打破单一的学生被动听讲的模式,理论联系实际应用,调动学生学习的积极性和主动性,激发学生对教学内容的兴趣,并且在教学的过程中对教学方法进行改革创新,因材施教,为学生下一步学习更专业的能源化学工程知识和从事新能源行业工作奠定扎实的基础。
参考文献
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[4]朱自强,吴有庭.化工热力学(第三版)[M].北京:化学工业出版社,2009.
[5]冯新,宣爱国,周彩荣,等.化工热力学[M].北京:化学工业出版社,2008.
[6]陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版)[M].北京:化学工业出版社,2000.
[7]史密斯JM,范内斯HC,阿博特MM,等编;刘洪来,陆小华,陈新志,等译.化工热力学导论(原著第七版)(IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics,SevenEdition).北京:化学工业出版社,2007.
摘要:随着我国科学技术的不断发展,化学工程技术在化学生产中的应用越来越广泛。化学工程技术作为化学生产中重要的一项技术,不仅能够有效的节约在化学生产中所需要的时间,而且还能够提高化学工程的生产效率。因此,本文通过对化学工程技术的技术概念进行了阐述后,又详细的介绍了超临界流体技术、传热技术以及绿色化学反应技术在化学生产中的应用,并且分析了现如今的化学工程技术存在的问题,同时提出了相应的对策,从而使得化学工程技术在化学生产中能够有更好的发展。
关键词:化学工程技术;化学生产;应用;分析
在我国,科学技术一直是我们的一项重要的生产技术,随着科技的快速发展,在化学生产过程中也开始广泛的采用化工技术。化学工程技术主要是一项研究化学生产过程中需要采用的相关技术,其主要目的是对化学工程产品进行开发、设计、制造和管理。由于化学工程技术能够有效的提高产品的质量,同时也能够提升化学生产中的工作效率,因此我们对化学工程技术有了更广泛的关注,并不断的将其拓展到化学生产中的各个领域,使得化学工程技术能够发展的更好,进而不断的推进我国的经济发展和科技发展,使我们的生活条件更加优越。
1化学工程技术的技术概念阐述
现如今,化学产品已经成为了人们生活中非常常见的物品,例如药物、食品和日用品,还有农业药物和工厂生产所需的原料等等。因此化学工程技术变成为了一项炙手可热的技术,不断的受到人们的关注。化学工程技术是根据化学理论基础与相关的技术相结合的一项应用于化学生产中的技术,利用化学设备,通过一系列的化学反应进行产品的大量生产。在化学生产的过程中,化学的反应物和设备对于工程的技术要求是非常高的,而化学工程技术的优势就在于能够满足化学反应的要求,进而提高了化学产品的质量。除此之外,化学工程技术还有一项更大的优势就是对废物的处理,这项技术能够尽可能不对环境造成很大的影响,正符合我国当前对生产的要求。
2化学工程技术在化学生产中的应用
2.1超临界流体技术在化学生产中的应用
超临界流体技术主要的内容是,控制一定的温度和压力,使得需要的流体处于液体与气体中间的状态。这种流体的特点集合了气液的优点,它的粘度低与气体相似,它的密度很高与液体相似,这就导致它的扩散能力很强,介于气体和液体之间。同时它还拥有很强的溶解能力和压缩能力。将这种技术应用于化学生产中,通过控制温度与压力,得到超临界流体,利用其拥有的优势来达到节省能耗的目的。现如今,我们将这种技术应用于更过多领域,比如,高分子材料、复合材料、有机物材料和无机物材料。
2.2传热技术在化学生产中的应用
化学工程之中的传热技术主要是分为两方面,一方面是微细尺度传热技术,另一方面是强化传热过程。首先微细尺度传热,是以热对流、热传导、热辐射为主要的内容,从空间尺度和时间尺度微细进行讨论和研究的一项传热技术。这项技术在微米、纳米科学中得到了广泛的应用,并取得了不错的成绩,因此人们更加关注它在化学生产中的应用。强化传热过程,主要的重点是通过调试换热器设备,不断改进生产过程中的传热系数,使其能够有能力不断的对外放热。为了强化传热过程,就要增加冷热流体间的温差,这就必须通过改变换热的面积来提高传热系数,从而来提高传热的效率,使得在化学生产的过程节能减耗。
2.3绿色化学反应技术在化学生产中的应用
通常化学生产的产品一般对我们生活有一些影响的,因此我们就需要采用绿色化学反应来防止化学生产的过程中对环境造成污染,这是从源头来解决污染问题的技术方法。绿色化学只得就是通过使用化学的技术与方法,结合相关的知识来解决化学对人们和环境造成的危害。主要要求就是,化学生产过程中用到的试剂、催化剂、反应原料,和反应完成后的产物与副产物都必须对人类和环境无危害,同时也要保证绿色环保。例如,采用绿色无毒的原料方面,可以将石油原料装换成生物原料。像是在化学产品尼龙的生产过程中,原先采用的是含苯的石油化工原料,我们将可以其原料改换成生物原料,一样也可以制成尼龙,不仅保护了环境,而且也保护了人体收到伤害。除此之外,这项技术在绿色食品生产中也起到了很大的作用,绿色食物是对人体很有益的,在其生产过程中一般禁止使用化学药剂,这样不仅减少了对人体的伤害,同时也减少了对环境的影响。然而生产绿色食品的代价就是成本高,为了可以降低成本又能够有质量,我们可以将化学技术与生物技术相结合,开发基因技术,提高并促进农作物的产量和质量,生物技术与化学反应技术相结合可以在以下过程中充分的利用。
3现今化学工程技术存在的问题
3.1化学工程技术需要进一步的提高
现如今,我国的化学工程技术应用的领域非常更广泛,但是仍存在一些不足。滴状冷凝在工业上的应用仍然不能有很好的表现,因为在获得滴状冷凝后,冷凝的液滴不能够被长久的保存,所以,我们应该在这问题上有进一步的研究,从而来解决这个问题。使得我国的化学工程技术能够有更好的发展,人们能够有更好的生活条件。
3.2化学工程技术的人才匮乏
在化学工程中存在的另一个严重的问题就是技术人才问题,只有用化学专业技术强的人才,才能够更好的提高化学生产的质量。而我国现在就存在这样的问题,化学领域的工作人员的普遍的技术能力和专业能力不强,主要是由于我国的教育体制问题,当代的大学生理论要点掌握很好,但实际操作方面却严重的匮乏,这就导致技术型人才的缺乏,从而影响了化学工程技术的进步。
4对化学工程技术的发展提出对策
4.1不断提升化学工程技术
随着我国的科技不断的发展,化学工程技术也会越来越进步,我们应该不断的更新技术,以此来适应社会科技的发展。应该在巩固传统的化学技术的同时不断的添加新型技术,并抛弃不利的部分,从而实现化学工程技术有更好的发展。
4.2培养化学技术人才
人才的重要性是我们有目共睹的,化学技术人才对于化学工程的发展有着至关重要的作用。因此为了化学工程技术能够有更好的发展,我们重点培养化学技术人才,化学生产企业可以通过与相关专业的院校进行合作,让专业对口的大学生能够有机会到生产工厂进行相关的实习操作,从而来培养理论知识牢固并且有一定的操作能力的技术人才来工作。
5结语
化学工程技术在化学生产过程中的应用广泛,它不仅促进了社会经济的发展,更是提高了人们的生活水平,通过技术和人才的不断涌进,我国的化学工程技术会有更好的发展。
参考文献:
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热学发展史对中学热学教学的启示学是中学物理教学中必不可少的一个重要内容,而由于比较抽象,因此成为中学物理教学中的一个难点.热现象普遍存在.同学们很早就有了相关的经验,这是进行热学教学的一个很好基石.但也正因为这个基石的作用,一些不正确的观点很难进行纠正.根据教学经验和相关研究人员的调查结论知道,不管是小学生还是中学生,不管是否学过物理,都有相当多的人对热的理解不科学,其中非常典型的想法就是把热看成是一种可以流动的物质.根据当前国际科学教育上富有广泛影响的学习理论即“概念转变”理论认为:科学学习的过程就是概念转变过程,提出了为概念转变而教.那么作为中学物理热学部分的教学,其主要目标是让同学们通过热学的学习.实现其概念发生转变,建立起科学的分子运动论观点.为了实现概念发生转变,很多的教师和研究者进行了多种尝试,如通过“做中学”“实验探究”等方法来帮助学生建立科学的热观点,都取得了一定的成效.而本文中笔者试从利用热学发展史开展有效教学帮助学生转变概念进行浅析.从认知发展心理学的观点看,同学们个体在对某一事物认识的时候,认识水平是在主体与客体间不断地相互作用过程中变化和提高的.个体的认识发展过程是人类认识发展过程的一个缩影.因此个体的认知发展水平和历史上人类对其认识水平是相对应的.也就是说从人类对热的认识发展就可预知学生对热的理解情况.那么要进行有效的热学教学,我们有必要向学生介绍有关热学发展史.在历史上,人类对“热”是什么的思考一直没停止过.对热的认识不断变化和发展.大致可以归纳为以下三个阶段:一、热质说的形成受古希腊原子论思想的影响,热是某种特殊的物质实体的观点也得到流传.法国科学家和哲学家伽桑狄认为,热和冷也是由特殊的.‘热原子”和’‘冷原子”引起的,波尔哈夫认为热的本源是钻在物体细孔中的、具有高度可塑性和贯穿性的物质粒子,它们没有重量,彼此排斥.这个观念,把人们引向“热质说”.‘’热”可以从高温物体传向低温物体,就好似水从高处流向低处.认为热是一种特殊的物质.它暗藏在物质粒子之间,受到物质粒子的吸引,热质粒子之间互相排斥.在18世纪..热质说”几乎统领热学各个领域,当时“热质说”能简单地、比较满意地解释当时发现的大部分热现象,并取得了一定的成功.例如.物体温度的变化是吸收或放出“热质”引起的;热传导是“热质”的流动,等等.在“热质说”的影响下,热学(主要是量热学)的研究取得了一些进展.但到了后来,“热质说”无法解释热缩冷胀、摩擦生热等现象,受到了严重的挑战.二、定性的热动说的形成1658年,伽桑狄提出物质是由分子构成的假设,假想分子是硬粒子,能向各个方向运动,使它们以不同形式进行结合并表现出不同的特征.他用这个假说进一步解释了固、液、气三种状态.即在固体内部,硬粒子结合得很紧密,粒子之间强大的力使它们保持着固定的形状、粒子排列规则;在液体内部,相距较近的粒子之间的力使它们不易分散开来;在气体中,相距很远的粒子之间不存在相互作用力,各个粒子自西运动.19世纪初,随着化学原子论的确立,分子概念同样也被提了出来,分子无规则运动的现象也由实验所呈现出来.在1803年时,道尔顿(英国化学家)通过对大气的成分、性质以及气体的扩散和混合现象的研究,提出了他的新原子学说的基本要点.即:一切化学元素都是由不可分割的原子组成的;各种元素的原子以其不同的形状、性质而区别,并具有特定的质量;不同元素的原子以简单整数的比例柑结合而形成各种化合物的原子.当时由于“分子”概念尚未建立,道尔顿把不同原子组成的分子称为“复杂原子”.1811年,阿伏加德罗(意大利物理学家)在道尔顿的原子论的思想基础上,开始引入“分子”的概念,并把它与原子概念相区别.1827年,由于布朗(英国植物学家)长期的观察研究,发现布朗运动,他在分子运动论方面做出了新发现,为分子运动提供了有力的证据.1905年爱因斯坦从统计力学观点最终建立了布朗运动的理论,给分子运动的研究提供了理论依据.接着法国的佩兰根据爱因斯坦及他人的理论研究成果,做了多年的关于布朗运动的实验,并由此相当精确地测定了阿伏加德罗常数和分子的各个有关的数据.因此,布朗运动是微观分子运动的宏观表现.也是分子存在热运动和分子间存在空隙的有力证据.三、定盆的热动说的形成焦耳等人通过大量的实验,认为热和机械运动等同其他运动形式一样,也是运动的一种形式,而不是一种特殊的物质(热质).之后,人们进一步对热运动作了定量的比较系统的研究.使分子运动论得以建立起来.在分子运动论方面做出大量工作的有许多科学家,其中克劳修斯、麦克斯韦、玻尔兹曼的工作尤为重要,他们是分子运动论的主要奠基者.经过许多物理学家几代人的共同努力,分子运动理论终于建立起来了.它不仅揭示了宏观“热”过程与分子的微观运动状态之间的联系,而且表明了热是大量分子的无规则运动的表现,一个宏观系统的热力学状态是由组成该系统的大量分子的统计规律决的.这也说明热运动和机械运动是完全不同的运动形式.单个分子的运动遵从牛顿力学规律,大量分子的运动遵从的是统计规律性.四、热学发展史对中学热学教学的启示中学物理教学,不要求定量地掌握有关分子运动论,所以目前的中学物理教科书中只涉及到分子运动论的一些基本概念,内容表述为:(l)宏观物体是由大量微粒—分子或原子组成的;(2)物体内的分子在不停地运动着,这种运动是无规则的,其剧烈程度与物体的温度有关;(3)分子之间有相互作用力.由此可以看出,对于中学生只要建立起定性的分子运动论的观点就可以了,这是中学热学的教学目标.真正有效的教学过程实际上就是想办法缩短学生科学认识所用的时间,不必再像历史上人类那样通过那么长的时间去摸索探究,所以在热学教学中,不能忽视学生原有经验,设置合适的问题情景,让学生面临当初科学家们所面临的问题,通过探究来不断发展或改变原有不科学的概念.了解在人类认识历史上是如何从热质说发展到热动说,难点何在,怎么突破等问题,对中学物理教学具有参考意义.参考文献1丁帮平.国际科学教育导论.太原:山西教育出版社,20022吴瑞贤,章立源.热学研究.成都:四川大学出版社,1987
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近二十年来,以振动为主要原因造成的恶性事故相继发生,给国家造成了巨大经济损失。而且,振动问题目前仍是新投运大机组不能按期并网、正常投运的主要原因,在机组正常运行期间,振动问题连续不断,影响到正常生产,经常出现机组减负荷和带病运行的情况,甚至使机组被迫停机处理,这些事故屡见不鲜。本系统基于LabVIEW虚拟仪器软件平台,对汽轮机振动信号进行读取加窗,并进行谱分析及自相关分析。LabVIEW虚拟仪器就是在以通用计算机为核心的硬件平台上,由用户设计定义、具有虚拟前面板、测试功能由测试软件实现的一种计算机仪器系统。本系统主要完成了对汽轮机振动信号进行读取,对信号进行矩形窗、汉宁窗、海明窗的加窗选择,然后分别进行信号的幅值谱、功率谱、相位谱分析及自相关分析,并且具有图形操作及显示界面。系统运行结果证明,本系统能够完成对信号的读取,并进行三种窗函数及各种分析的动态选择,并用图形显示结果。Over the last 20 years, mainly due to the vibration caused by the fatal accidents occurred one after another, inflicting huge economic losses. Furthermore, the vibration is still new to large units shipped impossible grid, the normal operation for the main the crew during normal operations, continuous vibration problems affecting the normal production, Units often reduced load and operation of the sick, and even the unit was forced to stand, these incidents not uncommon. The system based on LabVIEW virtual instrument software platform for turbine vibration signal window read, and spectral analysis and correlation analysis. LabVIEW virtual instrument is a common core of computer hardware platform, defined by the user, with virtual front panel, the test function test software from a computer equipment system. The system completed the turbine vibration signal read, the signal rectangular window Hanning, Hamming window window choice, and then the signal amplitude spectrum, power spectrum and phase spectrum analysis and correlation analysis, and operating with graphics and display interface. The result of running the system proved that the system can accomplish the signal read, and three window function and the dynamic analysis of the various options and graphical display with the results.专业前景 本专业以工程热物理学科为主要理论基础,以内燃机和正在发展中的其它新型动力机械及系统为研究对象,运用工程力学、机械工程学、自动控制、计算机、环境科学、微电子技术等学科的知识和内容,研究如何把燃料的化学能和液体的动能安全、高效、低(或无)污染地转换成动力的基本规律和过程,研究转换过程中的系统和设备的自动控制技术。随着常规能源的日渐短缺,人类环境保护意识的不断增强,节能、高效、降低或消除污染排放物、发展新能源及其它可再生能源成为本学科的重要任务,在能源、交通运输、汽车、船舶、电力、航空宇航工程、农业工程和环境科学等诸多领域获得越来越广泛的应用,在国民经济各部门发挥着越来越重要的作用。 培养目标 本专业方向培养具备热能与动力工程专业方面的基本理论、基本知识和基本技能,能在国民经济各部门从事热力发动机和其它新型动力机械及设备的设计、制造、管理、教学和科研等方面的高级工程技术人才。 培养特色 本专业在加强学生基础理论和综合素质教育的同时,加强计算机及自动控制技术的应用,强化专业实践教学,注重全能训练,全面提高学生的实践动手能力和科学研究潜力,使毕业生具有较强的择业竞争能力和较宽的就业适应能力。 主干课程 机械制图、机械原理、机械设计、理论力学、材料力学、工程材料、电工技术、电子技术、计算机软件基础、液压技术、液力传动、内燃机构造、内燃机原理、内燃机设计、内燃机试验、发动机电子技术、工程热力学、流体力学、传热学、自动控制理论、现代测试技术等。 就业方向 毕业后可从事能源与动力设备的行政管理、内燃机及新型动力设备的开发研制、内燃机排放控制、新能源利用、汽车工业、兵器工业、环保工业、交通运输业、船舶、电力、航空宇航工业等方面的工作。The prospect of major works of the major hot in physics as the main theoretical basis to the internal combustion engine and the other is the development of new machinery and power systems for the study, the use of engineering mechanics, mechanical engineering, automation, computers, environmental science, microelectronics technology disciplines, such as content knowledge and to study how the chemical energy of fuel and liquid kinetic energy security, high-performance, low (or none) of pollution to the power into the basic law and the process of research in the conversion process of the automatic control systems and equipment technology . With the growing shortage of conventional energy, human the growing awareness of environmental protection, energy saving, high efficiency, reduce or eliminate polluting emissions, the development of new energy and other renewable sources of energy has become an important task for the subjects in the energy, transportation, automotive, ships, electricity, aviation aerospace engineering, agricultural engineering and environmental science in many fields such as access to more and more widely used, the department in the national economy is playing an increasingly important role. Cultivate cultivate goal with the direction of the major thermal power projects with the major aspects of the basic theory, basic knowledge and basic skills, to engage in various departments in the national economy and other heat engines power the new machinery and equipment design, manufacture, management, teaching and scientific research aspects of advanced engineering and technical personnel. Cultivate major characteristics of the students in strengthening the basic theory and the overall quality of education, to strengthen the computer and automatic control technology, and strengthen the teaching of professional practice, pay attention to all the training, students enhance the practice of comprehensive practical ability and scientific research potential, so that graduates have strong competitiveness and a wide choice of employment adaptability. Mechanical Drawing trunk curriculum, mechanical principles, mechanical design, theoretical mechanics, mechanics of materials, engineering materials, electrical technology, electronics technology, computer software foundation, hydraulic technology, hydraulic transmission, the internal combustion engine structure, the principle of internal combustion engines, internal combustion engine design, the internal combustion engine testing, engine electronic technology, engineering thermodynamics, fluid mechanics, heat transfer, automatic control theory, modern test technology. Employment after graduation can be engaged in the direction of energy and power equipment, administration, internal combustion engines and new development of power equipment, internal combustion engine emission control, new energy use, the auto industry, the weapons industry, industrial environmental protection, transport, shipping, electricity, air space industrial job.Motor vehicles are not the only air polluters. Coal and oil, used to heat homes and factories and to generate electricity, contain small amounts of sulfur. When the fuels are burned, sulfur dioxide, a poisonous gas, is produced. It is irritating to the lungs. Some cities have passed laws that allow coal and oil to be burned only if their sulfur content is low. 汽车不是唯一的空气污染。煤炭和石油,用于家庭取暖和工厂,并产生电力,含有少量的硫。当燃料燃烧,二氧化硫,一种有毒气体,就产生了。它是刺激到肺部。一些城市已通过法律,允许煤炭和石油只有在其被烧毁硫含量低。Most electricity is generated by steam turbines. About half of the sulfur dioxide in the air comes from burning fuel to make steam. Nuclear power plants do not burn fuel, so there is no air pollution of the ordinary kind. But the radioactive materials in these plants could present a danger in an accident. Also, there is a problem in disposing of the radioactive wastes in a way that will not endanger the environment. 大部分电力是由蒸汽涡轮机。关于空气中的二氧化硫,使蒸汽一半来自燃料燃烧。核电厂不烧燃料,所以不存在的那种普通的空气污染。但是,在这些植物的放射性物质可能会提出一个意外的危险。此外,还有一个在放射性废物处置的方式,不会危害环境的问题。Another type of pollution, called thermal (heat) pollution, is caused by both the fuel-burning and nuclear plants. Both need huge amounts of cold water, which is warmed as it cools the steam. When it is returned to the river, the warm water may stimulate the growth of weeds. It may also kill fish and their eggs, or interfere with their growth.另一种污染类型,称为热(热)污染,是造成双方的燃料燃烧和核电厂。双方都需要的冷水,这是温暖,因为它大量的蒸汽冷却。当返回到河边,温暖的水会刺激杂草生长。它也可以杀死鱼,它们的卵,或干扰他们的成长。Physicists are studying new ways of generating electricity that may be less damaging to the environment. In the meantime, many power plants are being modernized to give off less polluting material. Also, engineers try to design and locate new power plants to do minimum damage to the environment.物理学家们正在研究发电对环境损害较小的新方法。与此同时,许多发电厂也在实现现代化以减少污染物质。此外,工程师们尝试设计并找到对环境的损害最小的新的发电厂。Thermal energy and power engineeringThis program is to cultivate both master thermal energy and power engineering professional basic theoretical knowledge, computing skills, but also the ability in various forms of generating power plant, refrigeration and air conditioning, new energy related fields in need of economic management knowledge and ability, can be engaged in the electric power industry related to areas of science and technology application, research, development and management of a senior talents. According to the national construction and talents needs, set up the professional direction includes: thermal power engineering, power plant set control operation, refrigeration and air conditioning engineering, gas power engineering, advanced energy engineering etc.Major courses: theoretical mechanics, mechanics of materials, engineering thermodynamics, engineering fluid mechanics, heat transfer, turbine principle, boiler principle, thermal power plants, the pump and fan, automatic control theory, motor learning, circuit theory, the control system, unit unit operation principle, thermal process detection technology, engineering graphics, mechanical design basis, electrician technical basis, electronic technology base, refrigeration and cryogenic principle, refrigeration compressor, refrigeration automation and testing technology, gas turbine principle, gas gas-steam combined cycle power plant, gas turbine combined-cyde operation and maintenance, nuclear reactor theoretical basis, nuclear system and the maintenance, the PWR nuclear power plant system and equipment, wind power generation principle, professional class.Employment place to go: large-scale modernized electric power enterprise, power equipment manufacturing enterprises and energy class enterprise engaged in production, operation and management work, Government departments at all levels and institution engaged in energy, power, energy saving, environmental planning, design, construction, operation, consultation and supervision work; etc. Research institutes, universities in energy and power related research and development, teaching, management, etc.
热力学第二定律有多种表述方式,常用的是以下两种 。①开尔文表述:不可能从单一热源吸取热量,使之完全变为有用的功而不产生其他影响。或第二类永动机是不可能造成的。第二类永动机是能从单一热源吸取热量并使之完全变为有用的功而不产生其他影响的机器。虽然,它并不违反第一定律。②克劳修斯表述:不可能把热量从低温物体传到高温物体而不产生其他影响。这两种表述分别揭示了热功转换过程和热传导过程的不可逆性。可以证明两种表述完全等价 。这表明,各种不可逆过程具有深刻的内在联系。因此,可以选用任何一种特殊的不可逆过程来表述普遍的规律。无论采用何种表述,热力学第二定律的实质是指明,在一切涉及热现象的实际宏观过程中,能量转换或传递的方向、条件和限度。1850年克劳修斯发表《论热的动力以及由此推出的关于热学本身的诸定律》的论文.论文的第二部分,在卡诺定理的基础上研究了能量的转换和传递方向问题,提出了热力学第二定律的最著名的表述形式(克劳修斯表述).《熵:一种新的世界观(节选)》普通高校教材《物理化学》里也有。
普朗克普朗克(MaxKarl ErnstLudwig Planck,1858~1947)德国理论物理学家。量子论的奠基人之一。1858年4月23日生于基尔,少年时代在慕尼黑度过。在中学时他热爱劳动。责任心强,聪慧勤奋,成绩单上的评语是“尽管在班里年龄最小,但头脑非常清醒而又逻辑性强”。有条不紊一丝不苟是他的作风。1874年人慕尼黑大学,1878年毕业,次年获该校哲学博士学位。1880~1885年在慕尼黑大学任教。1885~1888年任基尔大学理论物理教授。1888年基尔霍夫逝世后,柏林大学任命他为基尔霍夫的继任人,先任副教授,1892年后任教授。由于1900年他在黑体辐射研究中引人能量量子,荣获1918年诺贝尔物理学奖。普朗克早年的科学研究领域主要是热力学。他以热力学的观点对物质聚集态的变化、气体和溶液理论等进行了研究。可是不久,他了解到美国物理学家吉布斯早已做过这方面工作。于是,便把注意力转向黑体辐射问题。1893~1896年维恩发表了他的对黑体辐射的研究成果,提出一个辐射密度P的分布公式,即维恩公式。这结果为当时实验所证实,但只有波长较短、温度较低时才适合,而且立论的根据是通过与麦克斯韦分子速率几率分布律类比而得的,不能完全令人信服。普朗克从1896年开始研究热辐射的能量分布问题。普朗克想到一个特别有意义的问题:为什么理想黑体的光谱竟像万有引力一样与物质成份的化学性质无关?这里是否隐藏着更普遍的规律?他说:“这个所谓的正常能量分布代表着某种绝对的东西,既然在我看来,对绝对的东西所作的探求是研究的最高形式,因此我就劲头十足地致力于解决这个问题了。”他独创性地将熵这个基本概念引入振子、电磁波能量分布等问题中,认为黑体辐射的能量分布是最稳定即熵值最大的分布。1900年6月,瑞利根据黑体空腔内形成驻波及能量均分原理导出另一黑体辐射公式,其中的系数经金斯修正,在长波部分与实验很符合,即瑞利-金斯公式。普朗克由此受到启发,利用内插法得出他的新公式,并于1900年10月19日在柏林德国物理学会提出报告《维恩辐射定律的改进》,第二天一早鲁本斯(H.Rulens,1865~1922)就告诉他,这一公式与自己已作的实验数据十分相符。普朗克没有满足于“侥幸揣测出来的内插公式”,而是“致力于找出这个等式的真正的物理意义”。最后他终于接受了玻耳兹曼关于熵的统计诠释,找到了S=klnW这一重要的普适公式,它代表了宏观态与微观态的结合,即所有微观态的总组合是分立的集合,即必须假定物质辐射的能量E是不连续的,是一份份出现的,只能是某一最小能量单位e的整数倍。这样就可以解释他推导出来的绝对黑体辐射的能量分布公式。而且他首先推出,其中h是普朗克常量并首先给出h和k的数值。s只比近代值约高3.5%。他认为h、光速C和万有引力常量G是三个重要的普适常量,作为定义质量、长度、时间的自然单位制的基本量。1900年12月14日,他在德国物理学会宣读了《关于正常光谱的能量分布定律的理论》,总结了上述理论。这一天成了量子论的诞生日。当时普朗克对能量子e=hy的作用还重视不够,他后来谈到“企图使基本作用量子与经典理论调和起来的这种徒劳无功的打算,我持续了很多年(直到1915年)”。普朗克关于辐射系统与辐射场间不连续的量子交换概念,打破了经典物理学的框架,掀起了本世纪物理学革命的风暴,从而开辟了一个新纪元。在相对论方面,普朗克也作出了贡献,他是最先理解和支持相对论的物理学家之一。1906年,他导出了相对论动力学方程,得出电子能量和动量的表达式,从而完成了经典力学的相对论化。1906年他引入了“相对论”这个术语。1907年在狭义相对论的框架内推广了热力学1887年他还给出气体和稀薄溶液中化学平衡定律的普遍推导。自20世纪20年代以来,普朗克成了德国科学界的中心人物,与当时国际上的知名物理学家都有着密切联系。1894年当选为柏林科学院院士。1912~1938年任常任秘书。1918年当选为英国皇家学会会员。1926年当选为苏联科学院外籍院士。1930~1935年任威廉皇帝科学促进协会会长。为了表示对普朗克的崇敬,1945年以后,协会改名为马克斯普朗克科学促进协会。普朗克一生著述甚多,有《普通热化学概论》(1893)、《热力学讲义》(1897)、《能量守恒原理》(第二版1908)、《热辐射理论》(1914)、《理论物理学导论》(共5卷1916~1930)、《热学理论》(1932)、《物理学论文与讲演集》(共3卷,1958)、《物理学的哲学》(1959)等。普朗克一生除物理学外还喜好音乐和爬山运动。80岁和84岁高龄时还登上3000多米的高山大威尼迭格峰。二次大战期间他为受迫害的犹太籍科学家提供过尽可能的支持与帮助。选自:《物理教师手册》
先明确一下“可逆”的明确意义:它是指一个过程发生后,体系和环境能同时回到该过程发生前的状态,而不引起任何变化。自由膨胀的定义也尤其需要明确:“自由”二字是指膨胀时气体不受外界阻碍,所以气体不对环境做功,即-W=0。在理想气体的自由膨胀过程中。△U=0,W=0,Q=0(由理想气体的概念决定)。现在的问题就是是体系(理想气体)和环境能否同时复原,而不引起任何变化。当体系复原时,环境必对体系做功,即W>0,但△U=0,所以Q<0。也就是说,欲使体系复原,环境必然付出了一定的功,换来了等量的热。但是由热二律的Kelvin版本:“热不能完全转化为功,而不引起任何变化。”可知环境是无法在体系复原的同时复原而不引起任何变化了。也就是说,理气的自由膨胀是不可逆的。
才看到此题,不知能否对楼主有用。 楼上的基本思路是对的,但求解过程中,有些值得商榷。 首先,热力学第二定律是不能证明的,这个定律同第一定律一样,都是通过对永动机制造的失败,即通过大量的失败教训总结出来的。“第二类永动机是不可能制造成功的”是第二定律的另一种表述方法,是指对热机而言,热效率为100%的永动机是不可能制造成功的,它同克劳修斯、开尔文等的表述是等价的,但他们之间各种表述的“等价”关系是可以证明的。如克劳修斯说法成立,则开尔文说法必成立,反之亦然。 第二,对真空自由膨胀的证明。(1)系统在真空中膨胀,因不受外力,故有 W=0,即外界未能获得系统膨胀功;(2)工质(系统)按原路径返回原状态,即工质必将被压缩到原状态,但要消耗外界功 W<0(对系统而言),也即真空是不可能压缩系统返回原状态的;(3)根据可逆定义可知,工质按原路径返回原状态,外界损失了功,即外界有了变化(尽管系统没有变化)。 综合上述的分析,可知真空膨胀是不可逆过程。 ——(补充,严格按照熵增原理证明)——————(1)基本情况分析:真空无物质,因而不可能获得任何形式的能量,包括功和热,因此,可以将自由膨胀的系统看作是一个孤立系;(2)孤立系初终状态:p1、v1、T1为初始状态参数,p2、v2、T2为终态状态参数;(3)根据(1),孤立系在真空中膨胀,则做功为零,故有 W=0,且Q=0(无物质进行热交换);(4)孤立系的温度变化:根据热力学第一定律,有 Q=W+△U得 △U=0,即真空中的膨胀是一个等温过程,则T2=T1;(5)孤立系工质熵变为 △S=Cv ln(T2/T1)+Rg ln(v2/v1)= Rgln(v2/v1)>0(6)孤立系统的总熵变为 △Siso=△S=Rgln(v2/v1)>0(因孤立系就是单一的理想气体工质)(7)熵产 Sg=△Siso=Rgln(v2/v1)有熵产,就说明在真空中的膨胀是不可逆的。 ——(再补充)—————— 非常感谢楼上的评述。那篇文章,我已经把它拷下来了,我会慢慢看的。但是关于直接将真空膨胀视为等温过程,进而求得q=0的思路还是值得考虑的(因果顺序不当)。当然,你提出的位移为零,我还是不明白,因为系统的体积毕竟是增大了,说它没有位移,这个如何理解? ——(补充3)———————————— 这个问题的探讨远超出回答问题本身的价值,所以,希望楼主先不要关闭此题(先不忙选择),我因有事,等我稍娴静时,再深入探讨。再次拜托楼主。 ——(补充4)————(一)二个基本概念的问题:(1)关于“真空”。真空是人们高度抽象出来的,虽与“太空”有许多类似,但与“太空”有本质的区别。“真空”无物质,而“太空”是有物质的,只是其密度极其小(稀薄至趋于无物质),以至于不能用宏观状态量来表示其状态,也就是说,太空基本上无宏观特征,而真空根本没有。热力学中的“功”和“热”,则是宏观的表现,是可以用宏观状态参数来确定,如可以用温度来确定物质的内能高低。再者,热力学定义的功,是系统通过边界作用在物体(有质量)上的,并使其产生位移。同理,“热”也是如此,也是系统通过边界传递的热量。真空没有物质,因此,系统就不可能对其做功或传热,也即真空无法获得功和热。许多教科书在论述理想气体在真空中膨胀时,都指出该过程是绝热的,但均未能解释为什么是绝热的,我认为这非常欠妥。(2)关于“孤立系统”。按照热力学定义:系统与外界既无质量的交换,也无能量的交换,就称之“孤立系统”,简称孤立系。由此看来,系统加环境构成的孤立系,只是特例而已。(二)高中生能理解的证明 要想让高中生理解理想气体真空自由膨胀是不可逆过程的问题,的确有些难度。但楼上提供的资料,倒启发了我。所以,我想用“概率”的方法证明。 我们都知道,如果抛一枚硬币(不可预测的一种现象,或成为随机现象),如果抛得次数足够多的话,那么,两面出现的机会基本上是相等的,这种出现的机会就是概率。一般而言,对于无序运动(布朗热运动)的分子而言,也可以用这个办法预示其运动趋向。也即无序运动的倾向都是向着概率大(即可能性大)的方向进行。假定,原体积为Va,气体分子个数为n,膨胀后的体积为Va+Vb,为便于计算,假设Vb=Va,即膨胀一倍。那么,就可以计算n个气体分子在Va和Vb中分布的概率了。全部分子都在Va(即Vb中无分子)中的概率为1/2^n,而Va与Vb几乎均等时概率最大,显然,事态一般都是向概率大的方面进行。又因为,1mol的气体具有分子数是6.023×10^23个,所以,n实际上是个非常大的数(n太小就不能体现气体的宏观状态,如太空),故1/2^n几乎为0,即出现Vb是0个分子的宏观态的机会几乎不可能实现,也即气体不能自动压缩而腾出一个空间。因此,理想气体的绝热自由膨胀过程是不可逆的。 同样的道理,也可以用“无序性”证明这个问题。所有自发过程,都是向无序性大的方向进行。(1)气体先占据的空间小,膨胀后气体占据的空间大;(2)在空间小时,整体上气体分子活动的空间小,气体分子的位置比较确定,即气体分子位置不确定性小,也即气体无序性小;(3)在空间较大时,气体分子活动的范围更大,其位置不确定性比空间小时要大了,故分子的运动状态更加无序了,无序性相对地比较大;(4)因此,从微观看,气体的绝热自由膨胀过程中,自然过程也是大量分子从无序程度小的运动状态向无序程度大的运动状态转化的过程。其逆过程也不能自动进行。(证毕) 希望你能懂了,并祝你好好学习。
空调和冰箱的工作原理基本上是一样的,都是由压缩机,冷凝器,蒸发器,和节流装置组成。工作原理是制冷系统内制冷剂的低压蒸汽被压缩机吸入并压缩为高压蒸汽后排至冷凝器。同时轴流风扇吸入的室外空气流经冷凝器,带走制冷剂放出的热量,使高压制冷剂蒸汽凝结为高压液体。高压液体经过过滤器、节流机构后喷入蒸发器,并在相应的低压下蒸发,吸取周围的热量。同时贯流风扇使空气不断进入蒸发器的肋片间进行热交换,并将放热后变冷的空气送向室内。如此室内空气不断循环流动,达到降低温度的目的。 而冰箱没有风扇靠自然对流来进行热量交换。 而冰箱没有风扇靠自然对流来进行热量交换。 作为冰箱它仅是将密封柜体内的的温度降至一定的设定值,而对于空调来讲,要使室内温度降低,必须将室内多余的热量排出室外,所以压缩机和散热器必须在室外.夏天我们从空调旁边走过时,感觉到有热风吹出,就是这个道理.热量传递简称传热。物体内部或者物体之间,只要有温差的存在,就有热量自发地由高温处向低温处传递。自然界日常生活和工业生产领域中到处存在着温差,因此热量传递就成为一种极普遍的物理现象。研究热量传递的规律即根据不同的热量传递过程得出单位时间内所传递的热量与相应的温度差之间的关系。不同的热量传递方式具有不同的传递规律,相应的研究分析方法也各不相同。传热学在科学技术各个领域中都有十分广泛的应用。尽管各个领域中遇到的传热问题形式多样,但研究传热的目的大致上可以归纳为三个方面。(1)强化传热,在一定的条件下(如一定的温差、体积、重量或泵功等)增加所传递的热量。(2)削弱传热或称热绝缘,即在一定的温差下使热量的传递减到最小。(3)温度或传热控制,为使一一些设备能安全、经济地运行,或者为得到优质产品、工艺,需要对热量传递过程中物体关键部位的温度或传热速率进行控制。
1、 传热学发展史传热学作为学科形成于19世纪。在热对流方面,英国科学家牛顿于1701年在估算烧红铁棒的温度时,提出了被后人称为牛顿冷却定律的数学表达式,不过它并没有揭示出对流换热的机理。对流换热的真正发展是19世纪末叶以后的事情。1904年德国物理学家普朗特的边界层理论和1915年努塞尔的因次分析,为从理论和实验上正确理解和定量研究对流换热奠定了基础。1929年,施密特指出了传质与传热的类同之处。在热传导方面,法国物理学家毕奥于1804年得出的平壁导热实验结果是导热定律的最早表述。稍后,法国的傅里叶运用数理方法,更准确地把它表述为后来称为傅里叶定律的微分形式。热辐射方面的理论比较复杂。1860年,基尔霍夫通过人造空腔模拟绝对黑体,论证了在相同温度下以黑体的辐射率(黑度)为最大,并指出物体的辐射率与同温度下该物体的吸收率相等,被后人称为基尔霍夫定律。1878年,斯忒藩由实验发现辐射率与绝对温度四次方成正比的事实,1884年又为玻耳兹曼在理论上所证明,称为斯忒藩-玻耳兹曼定律,俗称四次方定律。1900年,普朗克在研究空腔黑体辐射时,得出了普朗克热辐射定律。这个定律不仅描述了黑体辐射与温度、频率的关系,还论证了维恩提出的黑体能量分布的位移定律2、传热的基本方式热传导是指在不涉及物质转移的情况下,热量从物体中温度较高的部位传递给相邻的温度较低的部位,或从高温物体传递给相接触的低温物体的过程,简称导热。热对流是指不同温度的流体各部分由相对运动引起的热量交换。工程上广泛遇到的对流换热,是指流体与其接触的固体壁面之间的换热过程,它是热传导和热对流综合作用的结果。决定换热强度的主要因素是对流的运动情况。热辐射是指物体因自身具有温度而辐射出能量的现象。它是波长在0.1~100微米之间的电磁辐射,因此与其他传热方式不同,热量可以在没有中间介质的真空中直接传递。太阳就是以辐射方式向地球传递巨大能量的。每一物体都具有与其绝对温度的四次方成比例的热辐射能力,也能吸收周围环境对它的辐射热。辐射和吸收所综合导致的热量转移称为辐射换热。实际传热过程一般都不是单一的传热方式,如火焰对炉壁的传热,就是辐射、对流和传导的综合,而不同的传热方式则遵循不同的传热规律。为了分析方便,人们在传热研究中把三种传热方式分解开来,然后再加以综合。3、传热学今后的应用20世纪以前,传热学是作为物理热学的一部分而逐步发展起来的。20世纪以后,传热学作为一门独立的技术学科获得迅速发展,越来越多地与热力学、流体力学、燃烧学、电磁学和机械工程学等一些学科相互渗透,形成多相传热、非牛顿流体传热、燃烧传热、等离子体传热和数值计算传热等许多重要分支。现在,机械工程仍不断地向传热学提出大量新的课题。如浇铸和冷冻技术中的相变导热,切削加工中的接触热阻和喷射冷却,等离子工艺中带电粒子的传热特性,核工程中有限空间的自然对流,动力和化工机械中超临界区换热,小温差换热,两相流换热,复杂几何形状物体的换热,湍流换热等。随着激光等新的实验技术的引入和计算机的应用,为传热学的发展提供了广阔前景。3、总结热科学的工程领域包括热力学和传热学.传热学的作用是利用可以预测能量传递速率的一些定律去补充热力学分析,因后裔只讨论在平衡状态下的系统.这些附加的定律足以3种基本的传热方式为基础的,即导热、对流和辐射。 传热学是研究不同温度的物体,或同一物体的不同部分之间热量传递规律的学科。传热不仅是常见的自然现象,而且广泛存在于工程技术领域。例如,提高锅炉的蒸汽产量,防止燃气轮机燃烧室过热、减小内燃机气缸和曲轴的热应力、确定换热器的传热面积和控制热加工时零件的变形等,都是典型的传热问题参考文献:〔1〕 杨世铭,陶文铨 《传热学》高等教育出版社,第三版 1998〔2〕 章熙民,任泽霈,梅飞鸣《传热学》中国建筑工业出版社,第四版 2001
热力学在生活中的实例有:
1、空调与冰箱的制冷系统(将电能转移热能)。
原理:制冷系统可以把压力较低的蒸汽压缩成压力较高的蒸汽,使蒸汽的体积减小,压力升高。压缩机吸入从蒸发器出来的较低压力的工质蒸汽,使之压力升高后送入冷凝器,在冷凝器中冷凝成压力较高的液体。
经节流阀节流后,成为压力较低的液体后,送入蒸发器,在蒸发器中吸热蒸发而成为压力较低的蒸汽,再送入压缩机的入口,从而完成制冷循环。
2、汽车和火车中的内燃机(将热能转化为机械能)。
原理:内燃机将燃料和空气混合,在其汽缸内燃烧,释放出的热能使汽缸内产生高温高压的燃气。燃气膨胀推动活塞作功,再通过曲柄连杆机构或其他机构将机械功输出,驱动从动机械工作。
3、电饭锅中的加热装置(将电能转化为热能)。
原理:将盛好食物的内锅放到发热板上,使其底部与发热板中心的限温中感温软磁铁贴合。按下琴键开关,软磁铁下方的永久磁铁即上升至与软磁铁接触;此时锅尚未升温,软磁铁处于居里温度以下,呈良好铁磁性,能被永久磁铁磁化并将其吸持在高点位置。
处于高点位置的软磁铁带动内部杠杆动作,将电路上、下触点接通,电热元件通电发热,锅内食物被加热升温。
4、微波炉的加热装置(将电磁能转化为热能)。
原理:微波炉的加热原理是以物料吸收微波能是物料中极性分子与微波电磁场相互作用的结果,在外加交变电磁场作用下,物料内极性分子极化并随外加交变电磁场极性变更而交变取向,如此众多的极性分子因频繁相互间摩擦损耗,使电磁能转化为热能。
扩展资料:
热力学过程的应用主要应用在以下这些方面:
1、化工生产。
(1)、流体的压缩过程。
这是流体的升压过程,其目的是供给能量以克服流体输送过程中受到的阻力,或满足后续工序的要求。气体压缩过程的功耗,可用压缩机的等熵效率估算,也可用压缩机的等温效率估算。
(2)、流体的膨胀过程。
这是流体的降压过程。流体膨胀的目的是降低流体的压力,以适应后续工序的需要。如锅炉的蒸汽压力高于用汽设备的使用压力时,降压才能使用。还可以降低气体的温度,以获得低温或使气体液化,如制冷和深度冷冻时的气体降压。
(3)、蒸汽动力循环。
这是利用工作介质的循环变化将热能转化为机械能的过程。最简单的蒸汽动力循环是兰金循环。液态工作介质在锅炉吸热而蒸发成为过热蒸汽,再经透平膨胀成低压湿蒸汽,接着进入冷凝器冷凝成为饱和液体,最后经泵加压重又进入锅炉中,完成了一个循环。
2、制冷循环。
这是利用制冷工作介质的循环变化将热量由低温物体传给高温环境的过程。制冷循环有空气压缩制冷循环、蒸气压缩制冷循环、蒸汽喷射制冷循环、吸收制冷循环等。
化工生产采用制冷循环的目的,是获得低温以发生预期的变化,或充分利用低温位热。例如小型工厂中用吸收制冷装置回收利用低温位热,以节约电能。
3、热泵循环。
热泵循环的流程与蒸气压缩制冷循环相同,区别仅在于工作的温度范围不同:热泵循环的下限温度是环境温度,上限温度为供热温度;制冷循环的上限温度是环境温度,下限温度为制冷温度。
在化工生产中,通过热泵循环提高热的温位,热能可以循环使用或回收利用。对于温度降低不大的过程,例如沸点上升不大的蒸发和组分沸点差很小的精馏,都可通过热泵循环以节约能耗。
参考资料来源:百度百科-热力学过程
工程热力学的,要求的是。任务是。具体的
同志你好: 以下是我总结的材料,请核对后使用 祝愿你工作愉快 工程热力学 热力学是研究热现象中,物质系统在平衡时的性质和建立能量的平衡关系,以及状态发生变化时,系统与外界相互作用的学科。 工程热力学是热力学最先发展的一个分支,它主要研究热能与机械能和其他能量之间相互转换的规律及其应用,是机械工程的重要基础学科之一。 工程热力学的基本任务是:通过对热力系统、热力平衡、热力状态、热力过程、热力循环和工质的分析研究,改进和完善热力发动机、制冷机和热泵的工作循环,提高热能利用率和热功转换效率。 为此,必须以热力学基本定律为依据,探讨各种热力过程的特性;研究气体和液体的热物理性质,以及蒸发和凝结等相变规律;研究溶液特性也是分析某些类型制冷机所必需的。现代工程热力学还包括诸如燃烧等化学反应过程,溶解吸收或解吸等物理化学过程,这就又涉及化学热力学方面的基本知识。 工程热力学是关于热现象的宏观理论,研究的方法是宏观的,它以归纳无数事实所得到的热力学第一定律、热力学第二定律和热力学第三定律作为推理的基础,通过物质的压力 、温度、比容等宏观参数和受热、冷却、膨胀、收缩等整体行为,对宏观现象和热力过程进行研究。 这种方法,把与物质内部结构有关的具体性质,当作宏观真实存在的物性数据予以肯定,不需要对物质的微观结构作任何假设,所以分析推理的结果具有高度的可靠性,而且条理清楚。这是它的独特优点。 古代人类早就学会了取火和用火,不过后来才注意探究热、冷现象的实质。但直到17世纪末,人们还不能正确区分温度和热量这两个基本概念的本质。在当时流行的“热质说”统治下,人们误认为物体的温度高是由于储存的“热质”数量多。1709~1714年华氏温标和1742~1745年摄氏温标的建立,才使测温有了公认的标准。随后又发展了量热技术,为科学地观测热现象提供了测试手段,使热学走上了近代实验科学的道路。 1798年,朗福德观察到用钻头钻炮筒时,消耗机械功的结果使钻头和筒身都升温。1799年,英国人戴维用两块冰相互摩擦致使表面融化,这显然无法由“热质说”得到解释。1842年,迈尔提出了能量守恒理论,认定热是能的一种形式,可与机械能互相转化,并且从空气的定压比热容与定容比热容之差计算出热功当量。 英国物理学家焦耳于1840年建立电热当量的概念,1842年以后用不同方式实测了热功当量。1850年,焦耳的实验结果已使科学界彻底抛弃了“热质说”。公认能量守恒、能的形式可以互换的热力学第一定律为客观的自然规律。能量单位焦耳就是以他的名字命名的。 热力学的形成与当时的生产实践迫切要求寻找合理的大型、高效热机有关。1824年,法国人卡诺提出著名的卡诺定理,指明工作在给定温度范围的热机所能达到的效率极限,这实质上已经建立起热力学第二定律。但受“热质说”的影响,他的证明方法还有错误。1848年,英国工程师开尔文根据卡诺定理制定了热力学温标。1850年和1851年,德国的克劳修斯和开尔文先后提出了热力学第二定律,并在此基础上重新证明了卡诺定理。 1850~1854年,克劳修斯根据卡诺定理提出并发展了熵的概念。热力学第一定律和第二定律的确认,对于两类“永动机”的不可能实现作出了科学的最后结论,正式形成了热现象的宏观理论热力学。同时也形成了“工程热力学”这门技术科学,它成为研究热机工作原理的理论基础,使内燃机、汽轮机、燃气轮机和喷气推进机等相继取得迅速进展。 与此同时,在应用热力学理论研究物质性质的过程中,还发展了热力学的数学理论,找到了反映物质各种性质的相应的热力学函数,研究了物质在相变、化学反应和溶液特性方面所遵循的各种规律 。1906年,德国的能斯脱在观察低温现象和化学反应中发现热定理;1912年,这个定理被修改成热力学第三定律的表述形式。 二十世纪初以来,对超高压、超高温水蒸汽等物性,和极低温度的研究不断获得新成果。随着对能源问题的重视,人们对与节能有关的复合循环、新型的复合工质的研究发生了很大兴趣。
我猜他是二班的...因为二班的比较有才