5.热力学基础知识（课件）-高二《汽车空调系统检修》同步教学（人民交通版）

2023/6/30 热力学基础知识 一、温度 温度是物质冷热程度的量度，其大小反映物质内部分子无规则热运动的程度。物质的温度只是表示热的程度而不是热的量。温度的高低程度可用温度计来测量，测量温度的标尺称为温标。工程上常用的温标有以下几种。 1．摄氏温标 将一个标准大气压下冰的溶点定为0℃，水的沸点定为100℃，两者之间均分为100等分，每等分为摄氏一度，表示为1℃，用符号t表示，单位为℃。 2．华氏温标 将一个标准大气压下冰的溶点定为32℉，水的沸点定为212℉，两者之间均分为180等分，每等分为华氏一度，表示为1℉，用符号F表示，单位为℉。 3．热力学温标 热力学温标又称为绝对温标或开氏温标，用符号T表示，单位为K。这个温标所定义的热力学温度以绝对零度（－273.16℃）为基准。 3种温标的关系如下： t＝5/9（F－32） F＝9/5t＋32 T＝t－273 二、湿度 日常生活中的空气是由干空气和水蒸气组成的混合体，该混合体称为湿空气，习惯上称湿空气为“空气”。这是由于地球表面大部分都是海洋、湖泊和江河，每时每刻都有大量的水分蒸发到大气中去，使大气成为干空气和水蒸气的混合体。 1．绝对湿度 湿度用来表示空气的含湿程度。1m3湿空气中所含水蒸气的质量，叫空气的绝对湿度。用rW表示。绝对湿度只能说明湿空气在某一温度下实际所含水蒸气的质量，但不能说明湿空气的吸湿能力。因此，采用湿空气的相对湿度来说明空气的潮湿程度，或说明空气接近饱和的程度。 2．相对湿度 相对湿度就是湿空气中实际所含的水蒸气量与同温度下饱和湿空气所含的水蒸气量的比值，用ψ表示，即： 式中：rw———空气的湿度； rs———饱和湿空气的湿度； pw———空气中水蒸气的分压力； ps———饱和湿空气中的水蒸气分压力。 ψ值越小，表示湿空气离饱和状态越远，空气较干燥，还能吸收更多的水分；反之，若ψ值越大，则表示空气越潮湿，吸收水分的能力越差。当ψ＝0时，则为干空气；当ψ＝100％时，则为饱和空气，再也不能吸收水分了。相对湿度是检验空调效果好坏的重要参数之一。 湿空气在状态变化过程中，由于水分蒸发，水蒸气凝结，其体积和质量会发生变化。即使湿空气中的水蒸气含量不变，由于温度变化，其体积也跟着变化，故绝对湿度也将发生变化。 三、压力与真空度 物体单位表面积上所受的垂直作用力称为压力，物理学上称为压强，常用p表示，在国际单位制中压力单位为N/m2，也称为帕斯卡，简称帕（Pa）。 地球表面包围着一层很厚的空气层，我们称它为大气层，大气对地球表面物体单位面积上所产生的压力称为大气压力（简称大气压）。我们把在地球纬度45°、温度为0℃时，大气对海平面的压力称为标准大气压，它相当于101.325kPa。 在工程上往往采用kgf/cm2作为压力单位，亦称为工程大气压。英、美等国则采用lb/in2作为工程上的压力单位。 这3种压力单位的换算关系为： 1kgf/cm2＝14.22lb/in2 1Pa＝1.02×10-5kgf/cm2 1lb/in2 ＝0.07kgf/cm2 1kPa＝103Pa 1MPa＝106Pa 1bar＝0.1MPa 对于汽车空调系统，制冷剂压力的表示方法常用的有绝对压力、表压力和真空度，其三者的关系如图3-1所示。 图3-1 绝对压力、大气压力、表压力、真空度的相互关系 1．绝对压力 表示制冷剂实际的压力值。绝对压力是设计参数，供设计时使用。 2．表压力 通过压力表上指示读出的压力值，称为表压力。表压力是使用维修时使用。表压力等于绝对压力减去大气压力。 3．真空度 当制冷剂的绝对压力低于大气压力时，大气压力减去绝对压力的差值称为真空度。真空度是在制冷系统抽真空时使用。 四、汽化与冷凝 1．汽化 物质由液态变为气态的过程称为汽化。汽化过程为吸热过程。1kg液体转变为气体需要的热量（单位为J或kJ），叫作该物质的汽化热。不同的物质，有不同的汽化热。 汽化过程有两种形式，即蒸发和沸腾。虽然这两种情况都是物质由液态变成气态的过程，但是两者是有区别的。一般说来，蒸发在任何压力、任何温度情况下都随时进行着，而且只是局限在表面的液体转变为蒸气。而