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在备考清华大学动力工程及工程热物理专业硕士的过程中,精准把握考点是取得优异成绩的关键。盛世清北专注清北硕博辅导十余年,凭借对专业知识的深刻理解和丰富的教学经验,为考生们梳理出该专业的重要考点,助力大家高效备考。
基本概念:构建知识体系的基石
工质、热源与热力系统
工质是实现热能和机械能相互转换的媒介物质,如常见的空气、水蒸气等。热源则是提供或吸收热量的物体或系统,在工程热力学中起着至关重要的作用。热力系统是人为划分出来作为研究对象的那部分物质或空间。理解这些基本概念,是深入学习工程热力学的基础,考生需明确它们在热力过程中的角色和相互关系。
平衡状态及状态参数、状态方程式
平衡状态是指系统在没有外界影响的条件下,宏观性质不随时间变化的状态。状态参数是描述系统平衡状态的物理量,如温度、压力、比容等。状态方程式则是状态参数之间的函数关系,它反映了系统在平衡状态下的特性。掌握这些概念和方程式,有助于考生对系统的状态进行准确描述和分析。
过程、热力循环、热量与功
过程是系统从一个平衡状态到另一个平衡状态所经历的全部状态变化。热力循环是由一系列热力过程组成的闭合过程,它反映了热能转化为机械能或机械能转化为热能的循环过程。热量和功则是热力过程中能量传递的两种形式。理解这些概念,对于分析热力系统的能量转换和循环效率至关重要。
热力学第一定律:能量守恒的体现
热力学能、焓与热力学第一定律
热力学能是系统内部所有微观粒子所具有的能量总和,焓则是热力学能与流动功之和。热力学第一定律指出,能量既不能被创造也不能被消灭,只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体。考生需深入理解热力学能、焓的概念以及热力学第一定律的表达式,掌握其在不同热力过程中的应用。
开口系统能量方程
开口系统是指与外界有物质交换的系统。开口系统能量方程描述了开口系统在能量传递和转换过程中的能量平衡关系,它考虑了系统内能量的变化、进入和离开系统的能量以及系统与外界之间的功交换。掌握开口系统能量方程,对于分析实际工程中的热力系统具有重要意义。
充放气过程分析计算
充放气过程是开口系统中常见的热力过程,如气瓶的充气和放气。考生需掌握充放气过程中系统内压力、温度等参数的变化规律,以及如何运用开口系统能量方程进行相关的分析计算。
理想气体:简化模型的应用
理想气体的比热容、热力学能、焓和熵
理想气体是一种理想化的气体模型,其分子间没有相互作用力,分子本身不占有体积。理想气体的比热容、热力学能、焓和熵等热力性质具有特定的表达式和变化规律。考生需熟练掌握这些性质的计算方法,以便在分析理想气体热力过程时能够准确运用。
理想气体混合物的热力性质
在实际工程中,常常会遇到理想气体混合物的情况。理想气体混合物的热力性质可以通过分压定律和分容积定律进行计算。考生需了解这些定律的内容和应用方法,掌握理想气体混合物的状态参数计算。
理想气体的热力过程:基本过程的剖析
定容、定压、定温、绝热四个基本热力过程
定容、定压、定温、绝热过程是理想气体的四个基本热力过程,它们分别具有特定的过程方程和热力性质变化规律。考生需深入理解每个过程的特点,掌握过程中状态参数的变化以及与外界的热量和功交换情况。
多变过程的分析计算及图示
多变过程是指过程方程为 pV
n
=常数 的热力过程,它涵盖了上述四个基本热力过程。考生需掌握多变过程的分析计算方法,能够在 p−v 图及 T−s 图上准确表示多变过程,以便直观地分析过程的性质和特点。
热力学第二定律:能量品质的度量
热力学第二定律
热力学第二定律揭示了热能转化为机械能的不可逆性,它有多种表述方式,如克劳修斯表述和开尔文表述。考生需深入理解热力学第二定律的实质和意义,明确热能传递和转换的方向性。
可逆循环及分析计算,卡诺循环及卡诺定理
可逆循环是指系统经历一系列过程后能够恢复到初始状态,且系统和外界都没有任何不可逆损失的循环。卡诺循环是一种理想化的可逆循环,它由两个等温过程和两个绝热过程组成。卡诺定理则指出了提高热机效率的极限。考生需掌握可逆循环和卡诺循环的分析计算方法,理解卡诺定理的重要意义。
熵函数及克劳修斯关系式,孤立系统的熵增原理
熵函数是描述系统无序程度的物理量,克劳修斯关系式则建立了熵变与热量传递之间的关系。孤立系统的熵增原理指出,孤立系统的熵只能增加或保持不变,不可能减少。考生需掌握熵函数的计算方法,理解克劳修斯关系式和孤立系统熵增原理的应用。
㶲、热量㶲,孤立系统熵增与作功能力损失
㶲是能量中能够转化为有用功的部分,热量㶲则是热量所具有的㶲。孤立系统熵增与作功能力损失之间存在着密切的关系,熵增越大,作功能力损失也越大。考生需了解㶲和热量㶲的概念,掌握孤立系统熵增与作功能力损失的计算方法。
水蒸汽:实际工质的特性
饱和状态,饱和温度与饱和压力关系
饱和状态是指水和水蒸汽处于平衡共存的状态,饱和温度和饱和压力之间存在着特定的关系。考生需掌握饱和温度与饱和压力的关系曲线,了解不同压力下水的饱和温度和汽化潜热等参数。
水和水蒸汽状态参数及图表
水和水蒸汽的状态参数包括温度、压力、比容、焓、熵等,这些参数可以通过水蒸汽图表进行查询。考生需熟悉水蒸汽图表的结构和使用方法,能够准确读取不同状态下的参数值。
水蒸汽的基本热力过程
水蒸汽的基本热力过程包括定压加热、定温加热、定熵膨胀等。考生需掌握这些过程的特点和状态参数的变化规律,能够运用水蒸汽图表进行相关的分析计算。
气体和蒸汽的流动:工程实际的应用
稳定流动的基本方程式
稳定流动是指流体在流动过程中各点的状态参数不随时间变化的流动。稳定流动的基本方程式包括连续性方程、能量方程和动量方程,它们描述了流体在流动过程中的质量守恒、能量守恒和动量守恒关系。考生需掌握这些方程式的推导和应用方法。
马赫数、使流动改变的条件
马赫数是流体速度与当地声速之比,它反映了流体流动的压缩性。使流动改变的条件包括截面积变化、壁面摩擦、热交换等。考生需了解马赫数的物理意义,掌握使流动改变的条件及其对流动特性的影响。
喷管类型与喷管的计算
喷管是一种使流体加速的装置,常见的喷管类型有渐缩喷管、渐扩喷管和缩放喷管。考生需了解不同类型喷管的特点和适用范围,掌握喷管的计算方法,如出口流速、流量等的计算。
绝热节流过程
绝热节流是指流体在节流装置中经历的绝热不可逆过程。在绝热节流过程中,流体的焓值不变,但压力降低,温度可能发生变化。考生需掌握绝热节流过程的特点和参数变化规律。
动力循环与压气机:能量转换的核心
活塞式压气机的工作原理及耗功,余隙容积的影响,多级压缩与级间冷却
活塞式压气机是通过活塞的往复运动来压缩气体的设备。考生需了解活塞式压气机的工作原理,掌握其耗功的计算方法,明确余隙容积对压气机性能的影响,以及多级压缩与级间冷却的优点和计算方法。
内燃机理想循环、燃气轮机循环、郎肯循环、制冷与热泵循环
内燃机理想循环、燃气轮机循环、郎肯循环是常见的动力循环,它们分别描述了内燃机、燃气轮机和蒸汽轮机等动力设备的工作过程和能量转换效率。制冷与热泵循环则是实现制冷和制热功能的循环过程。考生需掌握这些循环的特点、工作过程和效率计算方法。
湿空气:环境工程的关键
湿空气的概念、绝对湿度、相对湿度和含湿量
湿空气是指含有水蒸气的空气。绝对湿度是指单位体积湿空气中所含水蒸气的质量,相对湿度是指空气中水蒸气的实际分压与同温度下饱和水蒸气分压之比,含湿量是指单位质量干空气所带有的水蒸气质量。考生需理解这些概念的含义和计算方法。
湿空气的状态参数、湿空气的焓 - 湿图
湿空气的状态参数除了上述的绝对湿度、相对湿度和含湿量外,还包括温度、压力、焓等。湿空气的焓 - 湿图是一种用于分析湿空气热力过程的工具,考生需熟悉焓 - 湿图的结构和使用方法,能够运用焓 - 湿图进行湿空气热力过程的分析和计算。
制冷循环:低温环境的创造
逆向卡诺循环、制冷系数
逆向卡诺循环是一种理想化的制冷循环,它由两个等温过程和两个绝热过程组成。制冷系数是衡量制冷循环性能的重要指标,它表示单位制冷量所消耗的功。考生需掌握逆向卡诺循环的工作过程和制冷系数的计算方法。
空气压缩制冷循环、蒸汽压缩制冷循环
空气压缩制冷循环和蒸汽压缩制冷循环是实际工程中常用的制冷循环。考生需了解这两种循环的工作原理、特点和应用范围,掌握它们的性能分析和计算方法。
备考清华大学动力工程及工程热物理专业,考生需全面、深入地掌握这些考点。盛世清北希望考生们能够结合盛世清北的专业辅导,制定合理的备考计划,脚踏实地,努力备考,最终实现自己的清华梦。
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