1.熱力學第一定律

熱可以轉變為功，功也可以轉變成熱；一定量的熱消失時，必然伴隨產生相應量的功；消耗一定的功時，必然產生與之對應量的熱。

2.熱力學第二定律

熱不能自發地，不付出代價地，從低溫物體傳至高溫物體。

3.熱傳導

熱量從系統的一部分傳到另一部分或由一個系統傳到另一系統的現象稱為熱傳導。

.熱對流

液體或氣體中較熱部分和較冷部分之間透過迴圈流動使溫度趨於均勻的過程。對流是液體和氣體中熱傳遞的特有方式，氣體的對流現象比液體明顯。對流可分為自然對流和強迫對流兩種。

熱輻射

固體、液體和氣體因其溫度而產生的以電磁波形式輻射的能量。溫度越高，輻射越強。物體因自身的溫度而具有向外發射能量的本領，這種熱傳遞的方式稱為熱輻射。熱輻射雖然也是熱傳遞的一種方式，但它和熱傳導、對流不同。它能不依靠媒質把熱量直接從一個系統傳給另一系統。熱輻射以電磁輻射的形式發出能量，溫度越高，輻射越強。輻射的波長分佈情況也隨溫度而變，如溫度較低時，主要以不可見的紅外光進行輻射，在 500℃ 或更高的溫度時，則順次發射可見光或紫外輻射。熱輻射是遠距離傳熱的主要方式，如太陽的熱量就是以熱輻射的形式，經過宇宙空間再傳給地球的。

熱力系統

（1）開口系統：與外界有物質交換的系統。此時，系統內物質的質量可以發生變化，但是可以把研究物件劃定在一定的範圍內，所以開口系統又稱為控制體積系統。

（2）閉口系統：與外界沒有物質交換的系統。此時，系統內物質的質量保持不變，稱為控制質量系統。

（3）孤立系統：系統與環境之間既無能量交換（其中，能量交換包括熱、功和其他能量），又無物質交換。孤立系統完全不受環境的影響。

（4）絕熱系統：系統與外界無熱量交換。一個用完全隔熱材料包圍起來的系統，就是絕熱系統。

系統熱力狀態的定義

（1）狀態。某一時刻，系統中物質表現在熱力現象方面的總狀況。

（2）狀態引數。描述系統狀態的物理量稱為狀態引數。

（3）基本狀態引數。當系統與外界發生相互作用時，系統的狀態將發生變化，系統狀態的變化一般表現為系統中工質的壓力、溫度、比容、內能（焓和熵）這些物理量的變化，並且這些物理量的變化與變化的過程無關。

焓

焓是一個熱力學系統中的能量引數。是物體在某種狀態（溫度和壓力）下所具有能量的總和。1kg 的物質（製冷工質）在某一狀態（溫度和壓力）時，所含的熱量稱為該物質的焓。將這種以溫度和壓力所儲存的能量稱為焓（H）。對於焓還有更為準確的定義，在製冷工業中常使用焓的概念，焓隨製冷劑的狀態、溫度和壓力等引數的變化而變化。當對製冷劑加熱或作功時，焓就增大，反之，製冷劑被冷卻或蒸氣膨脹向外作功時，焓就減小。

焓的單位是焦耳。比焓是單位質量的物質的焓，單位是焦耳/千克。

熵

物理學上指熱能除以溫度所得的商，標誌熱量轉化為功的程度。熵在熱力學中是表徵物質狀態的參量之一，通常用符號S表示。它是從外界加進 1kg 物質（系統內）的熱量Q與加熱時該物質的絕對溫度T(K)之比，用S表示，其關係式為

壓焓圖

圖 1-22 製冷劑的壓焓圖

壓焓圖可以用一點（臨界點）、二線（飽和液體線、飽和蒸汽線，）、三區（液相區、兩相區、氣相區）、五態（過冷液狀態、飽和液狀態、飽和蒸汽狀態、過熱蒸汽狀態、溼蒸汽狀態）和八線（等壓線、等焓線、飽和液線、飽和蒸汽線、等幹度線、等熵線、等比體積線、等溫線）來概括。

（1）臨界點K（一點）。

臨界點K為兩根粗實線的交點。在該點，製冷劑的液態和氣態差別消失。無論何種製冷劑，它都有臨界點，在我們選用製冷劑時，都要求臨界溫度（臨界壓力）要高。物質液化除了降溫還可以升壓，像我們使用的製冷劑，沸點普遍很低，低溫液化是不可能的，只能採用高壓。而臨界溫度高的製冷劑在常溫下越容易液化，並且製冷劑在遠離臨界點下節流可以減少損失。提高製冷迴圈的效能。

（2）飽和曲線（二線）

K點左邊的粗實線Ka為飽和液體線（幹度X=0），在Ka線上任意一點的狀態，均是相應壓力的不同溫度下的飽和液體；K 點的右邊粗實線 Kb 為飽和蒸氣線（幹飽和蒸氣線（幹度X=1）），在Kb線上任意一點的狀態均為不同溫度下的飽和蒸氣狀態，或稱為幹蒸氣。

（3）三個狀態區。

① Ka 左側——過冷液體區，該區域內的製冷劑溫度低於同壓力下的飽和溫度；在製冷迴圈計算中，將製冷劑飽和液體的溫度降低就變為過冷液體。

② Kb 右側——過熱蒸氣區，該區域內的蒸氣溫度高於同壓力下的飽和溫度；將製冷劑飽和氣體的溫度升高就進入了過熱蒸汽區。

在製冷機中，蒸發與冷凝過程主要在溼蒸氣區進行，壓縮過程則是在過熱蒸氣區內進行。

（4）五個狀態。

過冷液體狀態、飽和液體狀態、氣液共存狀態、飽和氣體狀態、過熱蒸汽狀態。

（5）六組等引數線。

製冷劑的壓—焓（LgP-h）圖中共有八種線條：等壓線 P（LgP）、等焓線（Enthalpy）、飽和液體線（Saturated Liquid）、等熵線（Entropy）、等容線（Volume）、幹飽和蒸汽線（Saturated Vapor）、等幹度線（Quality）、等溫線（Temperature）。六組等引數線具體如下：① 等壓線p（p= 定值）。圖上與橫座標軸相平行的水平細實線均是等壓線，同一水平線的壓力均相等。

② 等焓線 h（或 i= 定值）。圖上與橫座標軸垂直的細實線為等焓線，凡處在同一條等焓線上的工質，不論其狀態如何焓值均相同。

④ 等熵線 s（s= 定值）。圖上自左向右上方彎曲的細實線為等熵線。製冷劑的壓縮過程沿等熵線進行，因而過熱蒸氣區的等熵線用得較多，單級蒸汽壓縮式製冷理論迴圈在 LgP-h圖上等熵線以飽和蒸氣線作為起點。

⑤ 等容線 v（v= 定值）。圖上自左向右稍向上彎曲的虛線為等比容線。與等熵線比較，等比容線要平坦些。製冷機中常用等比容線查取製冷壓縮機吸氣點的比容值。

⑥ 等幹度線 x（x=0）。從臨界點 K 出發，把溼蒸氣區各相同的幹度點連線而成的線為等幹度線。它只存在與溼蒸氣區。

上述六個狀態引數（p、t、v、x、h、s）中，只要知道其中任意兩個狀態引數值，就可確定製冷劑的熱力狀態。在LgP-h圖上確定其狀態點，可查取該點的其餘四個狀態引數。

壓焓圖的應用如下。化為液態；在液態區進行節流；在兩相區由液態轉化為氣態，如圖 1-23 所示。

圖 1-23 壓焓圖說明製冷迴圈四個過程