簡介：電極過程動力學,,浙江工業(yè)大學研究生課程,授課計劃,電化學基礎(chǔ)理論部分“電極/溶液”界面性質(zhì)、傳質(zhì)過程、電化學步驟動力學及反應機理應用電化學部分某些重要的電催化過程、金屬電極過程及固態(tài)化合物電極活性材料電化學電化學研究方法以暫態(tài)電化學技術(shù)為主,主要參考書目,電極過程動力學導論（3RDEDITION查全性等著，科學出版社，2002電化學方法、原理及應用美巴德，?？思{著谷林瑛等譯，化學工業(yè)出版社，1986電化學原理修訂版李荻主編，北就航空航天大學出版社，1999電化學研究方法田昭武著，科學出版社，1984電化學和電分析化學美FANSON講授，黃慰曾等譯，北京大學出版社，1983TRANSIENTTECHNIQUESINELECTROCHEMISTRYDDMACDONALD,PLENUMPRESS,1981電化學測定方法陳震、姚建年譯，北京大學出版社，1995電化學測試技術(shù)劉永輝編著，北京航空學院出版社，1987電化學中的儀器方法英南安普頓電化學小組編柳厚田等譯，復旦大學出版社，1992,國內(nèi)外主要期刊,電化學廈門大學主辦，1995年創(chuàng)刊電池全國干電池工業(yè)科技情報站、湖南輕工研究所主辦，1971年創(chuàng)刊電源技術(shù)中國電子科技集團公司第十八研究所主辦，1977年創(chuàng)刊物理化學學報中國化學會主辦ELECTROCHIMICAACTA電化學學報，英國，1959年創(chuàng)刊，ISE會刊ELECTROCHEMISTRYCOMMUNICATIONS電化學通訊，瑞士，由ELECTROCHIMICAACTA分出主要發(fā)表電化學科學領(lǐng)域的創(chuàng)新性成果的簡報，發(fā)表速度較快。INTERNATIONALJOURNALOFHYDROGENENERGY國際氫能雜志，英國JOURNALOFAPPLIEDELECTROCHEMISTRY應用電化學雜志，英國ELECTROCHEMICALANDSOLIDSTATELETTERS電化學和固態(tài)快報，美國JOURNALOFTHEELECTROCHEMICALSOCIETY電化學協(xié)會雜志，美國JOURNALOFSOLIDSTATEELECTROCHEMISTRY固態(tài)電化學雜志，德國JOURNALOFPOWERSOURCES電源雜志瑞士。刊載電化學能源系統(tǒng)的研究論文CORROSIONSCIENCE腐蝕科學，英國其他ELECTROCHEMISTRY,NEWMATERIALSFORELECTROCHEMICALSYSTEM,一、緒論,1、電極過程動力學的發(fā)展電極過程指在電子導體與離子導體二者間的界面上進行的過程，包括電化學反應器中的過程，也包括并非在電化學反應器中進行的一些過程。發(fā)展歷史20世紀40年代形成蘇聯(lián)弗魯姆金學派（雙電層結(jié)構(gòu)和各類吸附現(xiàn)象對反應速度的影響）50年代快速發(fā)展（成熟期）（主要歸因于電化學實驗技術(shù)的發(fā)展，尤其是快速暫態(tài)方法的建立）,,2、電池反應與電極過程,,電解池和原電池的陰陽極極化,,3、電極過程的基本歷程,,1反應粒子向電極表面?zhèn)鬟f──電解質(zhì)相中的傳質(zhì)步驟2反應粒子在電極表面上或表面附近的液層中進行“反應前的轉(zhuǎn)化過程”──“前置的”表面轉(zhuǎn)化步驟3在電極表面上得到或失去電子，生成反應產(chǎn)物──電化學步驟4反應產(chǎn)物在電極表面上或表面附近的液層中進行“反應后的轉(zhuǎn)化過程”──“隨后的”表面轉(zhuǎn)化步驟5A反應產(chǎn)物生成新相──生成新相步驟5B反應產(chǎn)物從電極表面向溶液中或向電極內(nèi)部傳遞──電解質(zhì)相中的傳質(zhì)步驟有時反應產(chǎn)物也可能向電極內(nèi)部擴散,電極過程的單元步驟,,三電極研究體系,,4、電極過程的主要特征電極的作用1導電介質(zhì)；2反應活性點電極反應的基本動力學規(guī)律1影響異相催化反應的一般規(guī)律2表面電場對電極反應速度的影響,,5、研究電極過程動力學的目的弄清影響電極反應速度的各種基本因素，從而實現(xiàn)對電極反應方向和速度的控制。主要有以下三方面（1）弄清整個電極反應的歷程（2）找出決定整個電極反應速度的控制步驟（混合區(qū)）（3）測定控制步驟的動力學參數(shù)及其他步驟的熱力學平衡常數(shù),二、“電極/溶液”界面的基本性質(zhì),1、研究“電極/溶液”界面性質(zhì)的意義2、不同電極表面電化學活性存在差異（1）電極材料的化學性質(zhì)和表面狀況對電極反應活化能有很大影響（化學因素）；（2）“電極/溶液”界面上的電場強度對電化學反應活化能有很大影響（電場因素）。本節(jié)主要討論“電極/溶液”界面的電性質(zhì)，即電極和溶液兩相間的電勢差和界面層中的電勢分布情況,,3、相間電勢和電極電勢,將試驗電荷自無窮遠處移至實物內(nèi)部時所作的功,,（為外部電勢）,,（為內(nèi)部電勢，為表面電勢）,電化學勢,,104105CM,,相間電勢差1、外部電勢差2、內(nèi)部電勢差3、電化學勢差,（VOLTA電勢）,（GALVANI電勢）,兩孤立相（不發(fā)生相間粒子轉(zhuǎn)移）間電勢只與其荷電狀態(tài)及所在位置的電勢有關(guān),存在相間粒子轉(zhuǎn)移的情況,當相間達到平衡后，對所有能在兩相（?、?相）間轉(zhuǎn)移的粒子均有,對于電子則有,從而可得,用測量儀表測得的引出端之間的電勢差各個串聯(lián)界面上內(nèi)部電勢差的代數(shù)和各個串聯(lián)界面上外部電勢差的代數(shù)和,電極電勢,A電化學電池；B電池電動勢的等效電路；C測量相對電極電勢時的等效電路圖中I、II為電極，S為溶液，R為參比電極,相對電極電勢,因此，組成電化學電池的兩個半電池的相對電極電勢之差等于電池的電動勢,通常采用標準氫電極（SHE）作為相對電極電勢標的零點,理想極化電極,研究“電極/溶液”界面結(jié)構(gòu)的基本方法通過實驗測定一些可測的界面參數(shù)（如界面張力、界面剩余電荷密度、界面吸附量、界面電容等），并根據(jù)一定的界面結(jié)構(gòu)模型進行推算，進行驗證。,全部由外界輸入的電量都被用來改變界面構(gòu)造而不發(fā)生電化學反應,電毛細曲線,將理想極化電極極化至不同電勢時，相應的界面張力隨電勢的變化,利用界面張力數(shù)據(jù)可以計算界面吸附量和界面剩余電荷密度,T，P不變時，GIBBS吸附等溫式,式中，?INI/A，即為I粒子的界面吸附量,電極表面剩余電荷密度為Q時，?EQ/F,溶液組成不變時，,,LIPPMAN公式,,,,,,零電荷電勢,電極表面荷負電時界面結(jié)構(gòu)基本相同,電極表面荷正電時界面結(jié)構(gòu)與陰離子特性有關(guān),零電荷電位與陰離子特性有關(guān),,微分電容法,理想極化電極“溶液/電極”界面,,電容性元件,界面雙電層的微分電容,對,積分，得,由于零電荷電位下Q0，則有,電毛細曲線法與微分電容法的區(qū)別,電毛細曲線法利用曲線的斜率求Q，實際測量的?是Q的積分函數(shù),微分電容法利用曲線的下方面積求Q，實際測量的CD是Q的微分函數(shù),,微分電容法的靈敏度要高于電毛細曲線法,電極電勢較正時微分電容與陰離子特性有關(guān),,零電荷電勢,界面離子剩余電荷,界面雙電層中電極一側(cè)的剩余電荷Q與溶液一側(cè)的剩余電荷QS間的關(guān)系為,QS來自于液相中各種離子的吸附,4、“電極/溶液”界面模型,電場強度4?Q/?,0Q時，分散層中的離子剩余電荷Q分散與Q同號這稱為陰離子“超載吸附”,“電極/溶液”界面模型基本性質(zhì),1、由于界面兩側(cè)存在剩余電荷而引起的界面雙電層包括緊密層和分散層兩部分2、分散層是離子電荷熱運動引起的，其結(jié)構(gòu)只與溫度、電解質(zhì)濃度及分散層中的剩余電荷密度有關(guān)，與離子的個別特性無關(guān)3、緊密層的性質(zhì)決定于界面層的結(jié)構(gòu)，特別是兩相中剩余電荷能相互接近的程度4、能在電極表面“特性吸附”的陰離子可能在電極表面上“超載吸附”5、由于特性吸附的陰離子具有相對穩(wěn)定的表面位置，在覆蓋度不大時表現(xiàn)出“粒子性”，平面上各點的電勢具有二維不均勻性。,5、固體金屬“電極/溶液”界面,液態(tài)汞電極的主要優(yōu)點,能在較廣的電勢范圍內(nèi)基本滿足“理想極化電極”條件,,汞易于提純和液態(tài)汞電極表面具有完全平滑及易于重現(xiàn)和更新的特點,,,固體電極是否具有,固體電極的性質(zhì),當溶液中不含能在電極上氧化或還原的組分時，固體電極能在一定的電勢范圍內(nèi)基本滿足“理想極化電極”條件,,,如何實現(xiàn)金屬電極表面的重現(xiàn)性,對于AG,AU和PT等高溶點的金屬，不同晶面的電極性能差別較大，需注明所用晶面,低溶點金屬具有較低的晶格能，表面上的金屬原子具有較大的流動性，表面具有自趨平滑的性能，各晶面的影響不大。如PB,CD,BI,TL,ZN等電極具有與HG電極相似的微分電容曲線,負電荷密度較大時，CD趨近于1820?F?CM2,與HG電極基本相同,吸附氫脫除,雙電層正充電,含氧粒子吸附,含氧粒子脫附,雙電層負充電,氫吸附,6、零電荷電勢,?0的測定,液態(tài)金屬可通過電毛細曲線法測得，精度達1MV左右,固體金屬可通過測量一些與界面張力有關(guān)的參數(shù)來計算，精度及重現(xiàn)性均較低,目前最精確的測定?0方法是利用稀溶液中的微分電容曲線,用稀溶液中的微分電容曲線測定?0時還需考慮電化學反應或有機分子吸附過程的影響,不同晶面上具有不同的?0值,AU和AG電極表現(xiàn)得最明顯,多晶電極的微分電容,研究零電荷電勢的意義,不存在由于表面剩余電荷而引起的相間電勢，但任一相中離子的特性吸附、偶極分子的定向排列、金屬相表面層中的原子極化等,,,,均處于零電荷電勢的兩塊金屬之間仍然存在電勢差,,引入零電荷電勢并不能解決絕對電極電勢問題,“電極/溶液”界面的許多性質(zhì)由相對于?0的電極電勢數(shù)值所決定,,如表面剩余電荷的符號與數(shù)量、雙電層的電勢分布情況、參加反應與不參加反應各種無機離子和有機粒子在界面上的吸附行為、電極表面上氣泡附著情況和電極被溶液潤濕的情況等,相對電極電勢是驅(qū)動電極反應的基本因素，而“電極/溶液”界面性質(zhì)對反應速度有很大的影響,,研究電極過程動力學時考慮,（1）相對于某一參比電極的電極電勢（2）相對于零電荷電勢的電極電勢,,7、有機分子在“電極/溶液”界面上的吸附,在“電極/溶液”界面上，除由表面剩余電荷引起的離子靜電吸附外，還常出現(xiàn)各種表面活性粒子的富集吸附現(xiàn)象,吸附現(xiàn)象對電極反應動力學的影響,“局外”的表面活性粒子吸附后改變電極表面狀態(tài)及界面層中電勢分布，從而影響反應粒子的表面濃度及界面反應活化能,若反應粒子或反應產(chǎn)物（包括中間粒子）能在電極表面上吸附，則對電極過程各步驟的動力學參數(shù)有直接影響,零電荷電勢,由于活性物質(zhì)在毛細管內(nèi)壁上的吸附，使管內(nèi)汞彎月面的運動受到阻滯，以致毛細管靜電計法的靈敏度和重現(xiàn)性不好,應用更廣泛的是微分電容法,假定1電極表面上被活性分子覆蓋的部分與未覆蓋部分彼此無關(guān),假定2覆蓋表面和未覆蓋表面上緊密雙電層中的電勢降相同,微分電容曲線最低點附近,,為測定固體電極表面上有機分子的表面吸附量而采用過的方法還有,濃度變化法電化學氧化還原法標記原子法電化學石英晶微天平EQCM法光譜法,“電極/溶液”界面上的吸附自由能,根據(jù)熱力學原理，引起溶液中某活性粒子在界面層中吸附的基本原因是吸附過程伴隨著體系自由能的降低,“電極/溶液”界面上有機分子的吸附等溫線,電極電勢對界面吸附的影響,電極材料的影響,三、“電極/溶液”界面附近液相中的傳質(zhì)過程,研究液相傳質(zhì)動力學的目的,尋求控制這一步驟進行速度的方法，特別是消除或減少由于這一步驟進行緩慢而帶來的各種限制作用,利用由液相傳質(zhì)速度所控制的電極過程來測定擴散系數(shù)和組分濃度等,基本概念,液相中的傳質(zhì)過程可以由三種不同的原因引起,1,對流,物質(zhì)的粒子隨著流動的液體而移動濃度差或溫度差引起的密度差或強制攪拌,擴散,2,溶液中某一組分存在濃度梯度時，該組分自高濃度處向低濃度處轉(zhuǎn)移的現(xiàn)象,FICK第一定律,3,電遷移,電解質(zhì)溶液中的帶電粒子（離子）在電場作用下沿著一定的方向移動,三種傳質(zhì)方式共同作用時,FICK第二定律,一維擴散過程,時，兩截面間I粒子濃度隨時間的變化速率為,FICK第二定律,對于三維情況，則有,穩(wěn)態(tài)過程和非穩(wěn)態(tài)過程,濃度極化現(xiàn)象電化學反應過程中，液相中的反應粒子不斷被消耗而生成產(chǎn)物，破壞了液相中的濃度平衡狀態(tài)而引起的,非穩(wěn)態(tài)階段或暫態(tài)階段,穩(wěn)態(tài)階段,理想情況下的穩(wěn)態(tài)過程,相應的穩(wěn)態(tài)擴散電流密度,（完全濃差極化）時，I趨近于最大值（極限擴散電流密度）,實際情況下的穩(wěn)態(tài)過程,液相中只有擴散過程時，不可能達到穩(wěn)態(tài)；對流作用是大多數(shù)情況下出現(xiàn)穩(wěn)態(tài)液相傳質(zhì)過程的必要前提,定義表面層厚度為VY099U0處的X值,而擴散層厚度可用下式表示,旋轉(zhuǎn)圓盤電極,液相傳質(zhì)控制時的穩(wěn)態(tài)極化曲線,,反應產(chǎn)物生成獨立相,產(chǎn)物的活度為恒定值,反應產(chǎn)物可溶,,,,,半波電勢,產(chǎn)物可溶,靜止液體中平面電極上的非穩(wěn)態(tài)擴散過程,瞬間擴散電流,假設(shè),半無限擴散條件,反應粒子表面濃度為定值時的非穩(wěn)態(tài)擴散過程,濃度階躍法（電勢階躍法）,任一瞬間擴散層的有效厚度,任一瞬間的非穩(wěn)態(tài)擴散電流,COTTRELL公式,“恒電流”極化時的非穩(wěn)態(tài)擴散過程,電流階躍法,過渡時間,若R不溶,若R可溶,假設(shè),雙電層充放電對暫態(tài)電極過程的影響,,四、電化學步驟的動力學,電化學步驟處于（準）平衡狀態(tài)時（如電極過程受擴散步驟控制時）,電極電勢對電極反應速度的影響方式,,通過“熱力學”方式來影響電極反應速度,電化學步驟為控制步驟時,,通過“動力學”方式來影響電極反應速度,電極電勢對電化學步驟活化能的影響,AG自晶格中逸出勢能變化,AG自水溶液中逸出勢能變化,陽極反應活化能,陰極反應活化能,,電極電勢改變后陽極和陰極反應活化能,惰性電極上的電化學反應,電極電勢對電極反應速度的影響,以電流密度表示反應速度,,,電化學步驟的基本動力學參數(shù),陽極超電勢,陰極超電勢,交換電流密度I0,電極反應的基本動力學參數(shù),傳遞系數(shù)（?和?）主要取決于電極反應的類型而與反應粒子濃度關(guān)系不大,交換電流密度與反應體系中各種組分的濃度有關(guān),,電極反應速度常數(shù),任一電勢?時有，,電極反應速度常數(shù)當電極電勢為反應體系的標準平衡電勢及反應粒子為單位濃度時，電極反應的進行速度，單位為CM/S,,,平衡電勢與電極電勢的“電化學極化”,平衡電勢,電極電勢的電化學極化,當電極上有凈電流通過時，破壞了電極上的平衡狀態(tài)，并使電極電勢或多或少地偏離平衡數(shù)值,凈陽極電流密度,凈陰極電流密度,決定“電化學極化”數(shù)值的主要因素是凈電流與交換電流的相對大小,1,電極反應處于“準可逆”狀態(tài),,,,,,,2,II0時出現(xiàn)的超電勢設(shè)I0105A/CM2，I01A/CM2,,I僅由IA和IC中較大的一項決定,,電極反應“完全不可逆”,對于陰極電流,TAFEL公式,,,,在科研和生產(chǎn)中凈電流密度一般在1061A/CM2范圍內(nèi),若I010100A/CM2，電化學步驟處于“準平衡狀態(tài)”,,若I0100/NMV時不發(fā)生嚴重的濃差極化，可忽略反方向電流,由上述關(guān)系式可求得?、I0及K,也可利用平衡電勢附近的線性極化曲線的坡度求I0,如何建立平衡電極電勢,電化學測量中的參比電極應具備以下性能,平衡電極電勢的重現(xiàn)性良好，即容易建立相應于熱力學平衡值的電極電勢,,容許通過一定的“測量電流”而不發(fā)生明顯的極化現(xiàn)象,,對于不含任何可在電極上作用的雜質(zhì)組分時，平衡狀態(tài)的判據(jù)是,對于實際體系，若在參比電極的平衡電勢附近某一雜質(zhì)組分可發(fā)生還原并引起還原電流，則無外電流時，,1,,2,原有電勢平衡被嚴重破壞，電極上有凈反應發(fā)生，此時建立的電極電勢通常稱為“混合電勢”或“穩(wěn)定電勢”,濃度極化對電化學步驟反應速度和極化曲線的影響,出現(xiàn)濃差極化時，應用CS取代C0,則有,電化學極化,濃度極化,1,上式第二項可忽略，超電勢完全由電化學極化引起,2,超電勢完全由電化學極化引起，不能由上式第二項計算超電勢,3,上式第二項均不能忽略,4,幾乎不出現(xiàn)任何極化現(xiàn)象，電極處于準平衡狀態(tài),適用于完全不可逆電極過程,,1,超電勢完全由電化學極化引起，極化曲線為半對數(shù)型,2,電極反應處于“混合控制區(qū)“,3,反應幾乎完全為“擴散控制”,,相間電勢分布對電化學步驟反應速度的影響?1效應,??1對電化學步驟反應速度的影響主要表現(xiàn)在,根據(jù)BOLTZMANN分布公式,求得XD平面上帶有電荷ZIE0的I粒子的濃度,1,反應粒子不帶電時，才可忽略?1的影響,2,,,考慮了Ψ1效應的TAFEL公式,如果電極電勢遠離?0，且不出現(xiàn)離子的特性吸附，則動力學公式中沒有必要加入包含Ψ1的項,五、復雜電極反應與反應機理研究,簡單多電子反應,,,對于多電子反應,第J個電子的傳遞步驟為整個反應的控制步驟時，總電流為,弱極化區(qū),高極化區(qū),陰極電流,陽極電流,簡單雙電子反應中慢步驟的判別,由穩(wěn)態(tài)下分步反應動力學方程消去I后可得,,多電子反應中控制步驟的“計算數(shù)（STOICHIOMETRICNUMBER”,若控制步驟前各步驟均處于平衡狀態(tài)，則有,由此可得控制步驟的正向電流密度,同理可求得控制步驟的逆向電流密度,由于單電子控制步驟重復V次時整個反應有N個電子轉(zhuǎn)移，因此外電路電流可如下表示,,均相表面轉(zhuǎn)化步驟（一）前置轉(zhuǎn)化步驟,均相反應指在電極表面附近薄層溶液中進行的反應,異相反應指直接在電極表面上發(fā)生的反應,極限動力電流,包含物質(zhì)源的擴散議程存在表面轉(zhuǎn)化反應時對FICK第二定律的修正,,,,,,,,,10,電極過程存在前置轉(zhuǎn)化步驟的特性之一,均相表面轉(zhuǎn)化步驟（二）平行隨后轉(zhuǎn)化步驟,平行轉(zhuǎn)化步驟催化電流,,平行轉(zhuǎn)化步驟,,,,圖59H2O2對鐵離子還原電流的影響,在FE3＋/FE2體系影響下H2O2的催化還原反應是均相平行轉(zhuǎn)化步驟的經(jīng)典例子，其反應式為,,,,,,,,,判斷存在平行轉(zhuǎn)化步驟的依據(jù),均相隨后轉(zhuǎn)化步驟,當控制步驟發(fā)生在電化學步驟之前時會出現(xiàn)與電勢無關(guān)的極限電流，而控制步驟為電化學步驟或在反應歷程中位于其后時則出現(xiàn)半對數(shù)關(guān)系,涉及表面吸附態(tài)的表面轉(zhuǎn)化步驟,只考慮具有電化學活性的表面吸附態(tài),當前置轉(zhuǎn)化步驟涉及表面吸附態(tài)時,當隨后轉(zhuǎn)化步驟涉及表面吸附態(tài)時,六、若干重要電極過程的反應機理與電化學催化,氫析出反應,TAFEL公式,大多數(shù)金屬的純凈表面上，B在100140MV,有時B140MV1可能是在所涉及的電勢范圍內(nèi)電極表面狀態(tài)發(fā)生了變化2氧化了的金屬表面,根據(jù)A值的大小可將常用的電極材料分為三類（1）高超電勢金屬（A1015VPB,CD,HG,TL,ZN,GA,BI,SN等（2）中超電勢金屬（A0507VFE,CO,NI,CU,W,AU等（3）低超電勢金屬（A0103VPT,PD,RU等鉑族金屬,氫析出反應的可能機理,1、電化學步驟,2、復合脫附步驟,3、電化學脫附步驟,VOLMER反應,TAFEL反應,HEYROVSKY反應,氫析出反應歷程中可能出現(xiàn)的表面步驟,氫析出過程的四種可能反應機理,1、電化學步驟（快）復合脫附（慢）,2、電化學步驟（慢）復合脫附（快）,3、電化學步驟（快）電化學脫附（慢）,4、電化學步驟（慢）電化學脫附（快）,,復合機理,,電化學脫附機理,,緩慢放電機理,,汞電極上的氫析出反應機理,保持溶液中的離子強度不變,氫析出反應的控制步驟中氫離子的反應級數(shù),由TAFEL公式知,由圖可知,從而可求得相應的反應級數(shù)為1（酸性溶液）或0（堿性溶液）,表面活性劑對汞電極上的析氫超電勢的影響,鹵素離子和季胺類有機陽離子對汞電極上的析氫超電勢的影響,氫析出反應的電化學催化,改變復雜反應活化能與反應速度的主要途徑適當調(diào)節(jié)中間態(tài)粒子的能級,“火山效應”VOLCANOPLOTS當中間態(tài)粒子具有適中的能量（適中的吸附鍵強度和覆蓋度）時，往往具有最高的反應速度,“協(xié)同效應”SYNERGETICEFFECT當電極由一種以上組分構(gòu)成時，電極上的氫析出超電勢低于任一單獨組分表面上的超電勢,氧還原反應,氧還原反應的“直接四電子”與“二電子”途徑,,,堿性介質(zhì)中氧還原反應的總歷程,七、多孔電極,多孔電極優(yōu)點具有比平板電極大得多的反應表面，有利于電化學反應的進行,多孔電極分類（1）電極內(nèi)部孔隙全部被電解液充滿；（2）只有部分內(nèi)孔被電解液充滿；（3）電解液不能進入內(nèi)孔；,多孔電極存在問題電極的全部內(nèi)表面不能同等有效地發(fā)揮作用，其后果是部分地抵消了多孔電極比表面大的優(yōu)點；,多孔體的基本結(jié)構(gòu)和傳輸參數(shù),體積比表面單位體積多孔體所具有的表面積，S/M2G1表觀面積比表面與每單位表觀電極面積相應的實際表面積，S’/M2G1,比表面測量方法,（1）吸附法由于吸附分子不能進入比分子尺寸更小的孔中，因此根據(jù)此方法求得的表面積值與所用的吸附物有關(guān),（2）電化學法基于電化學原理，通過測量界面電容值或電化學吸附量來計算表面積,電化學比表面,總孔隙率,可根據(jù)吸滿液體后的增重來測定，也可以根據(jù)粉末材料的真實比重及多孔體的視比重計算求得,孔徑分布,可用壓入不能潤濕表面的液體或用毛細管凝結(jié)法來測定,粉末材料制成的多孔體中的孔隙,（1）由粉粒之間空隙組成的粗孔（微米級或更大）,（2）由粉粒內(nèi)部空隙形成的“細孔”（亞微米級或更小）,比體積（VI）,單位體積多孔體中（I）相所占的體積,曲折系數(shù)（?I）,多孔體中通過（I）相傳輸時實際傳輸途徑的平均長度與直通距離之比,全浸沒多孔電極,特征只包括兩個網(wǎng)絡(luò)相（固相和電解質(zhì)網(wǎng)絡(luò)）,假定多孔電極中的固相網(wǎng)絡(luò)只負擔電子傳輸和提供電化學反應表面，而本身不參加電氧化還原反應（非活性電極或催化電極）,內(nèi)部極化不均勻原因（1）孔隙中電解質(zhì)網(wǎng)絡(luò)相內(nèi)反應粒子的濃度極化所致；（2）固、液相網(wǎng)絡(luò)中的電阻所引起,固、液相電阻所引起的不均勻極化,電化學反應的局部體積電流密度,電化學反應的體積等效比電阻,不考慮固相電阻，也不出現(xiàn)濃度極化時多孔電極極化的基本微分方程,極化較大時多孔電極的極化曲線公式,固相電阻不能忽略時，則有,粉層中反應粒子濃度變化所引起的不均勻極化,反應粒子濃度較低而固、液網(wǎng)絡(luò)導電性良好，則引起多孔電極內(nèi)部極化不均勻的主要原因為反應粒子在孔隙中的濃度極化,（1）多孔電極上的表觀電流密度I0’I0S’ID,極化不大時多孔層中液相內(nèi)部各點反應粒子的濃度與端面處相同,此時，多孔電極與表面粗糙度很大的平面電極等效,（2）若不滿足I0’I0S’ID，但多孔層較薄且孔隙中反應粒子的傳輸速度足夠大,也可在多孔層內(nèi)的反應界面上出現(xiàn)電化學極化而孔隙內(nèi)反應粒子的濃度仍然保持均勻，并等于端面上的濃度,對于曲線1，有,電化學活性粒子組成的多孔電極,（1）在每一確定的瞬間，前述多孔電極極化行為的基本原則大多仍適用,（2）在極化過程中粉末的氧化還原態(tài)不斷變化，及由此引起的反應物濃度和固、液相電阻的不斷變化等,氣體擴散電極,高效氣體電極的反應機理薄液膜理論,高效氣體電極的結(jié)構(gòu),氣體擴散電極極化的模型,假定（1）氣孔中傳遞阻力較小；（2）液相電阻遠大于固相電阻。,引起氣體擴散電極出現(xiàn)極化的主要原因有,（1）濕區(qū)中溶解反應氣體和反應產(chǎn)物的濃度極化；（2）液相網(wǎng)絡(luò)電阻引起的IR降；（3）“固/液”界面上的電化學極化,“多孔電極/固態(tài)聚合物電解質(zhì)膜”界面上的反應機理,粉末微電極,凹坑半徑可用測量顯微鏡測定,凹坑深度可根據(jù)電極在FECN63溶液中的極限擴散電流值計算,與傳統(tǒng)的微盤電極相比，粉末微電極具有高得多的比表面，因此同一反應在粉末微電極上顯示更高的表觀交換電流密度與更好的可逆性,與傳統(tǒng)方法制備的粉末電極片相比，粉末微電極的優(yōu)點有,（1）粉末用量少，一般只需幾微克；（2）制備方法簡易，不需用粘結(jié)劑和導電添加劑，也不需要熱壓和燒結(jié)等工藝；（3）電極厚度更薄，較易實現(xiàn)在全部厚度中均勻極化,電催化粉末微電極,應用,（1）用來表征各種粉末態(tài)電催化劑的電化學性能（2）用作高性能電化學傳感器來檢測溶液中電化學活性組分的濃度,電活性粉末微電極,粉末微電極上的“薄層電流”與“吸附電流”,薄層電流由粉層內(nèi)部液相網(wǎng)絡(luò)中所含電活性組分的氧化還原反應所引起吸附電流由吸附在粉層內(nèi)表面上的反應粒子所引起,八、固態(tài)化合物電極活性材料的電化學,固態(tài)化合物中的電子和離子導電現(xiàn)象,固態(tài)中的電子狀態(tài),45EV,053EV,固態(tài)化合物中的離子導電過程,固體電解質(zhì)在不太高的溫度甚至常溫下就表現(xiàn)出很高離子導電性的化合物,固體電解質(zhì)結(jié)構(gòu)特征,1、在晶格結(jié)構(gòu)中必須存在大量可自由移動的離子,2、為保證離子的高遷移速率，晶體結(jié)構(gòu)中必須具有通暢開放的離子通道,化學摻雜的效果,“固態(tài)化合物電極/溶液”界面,“半導體/溶液”界面的能帶描述,固/液界面上的表面態(tài),由于固體表面晶體學和化學上的不均勻性，電極表面上會出現(xiàn)有別于整體的局部能級，稱為表面態(tài)能級或簡稱為“表面態(tài)”,“氧化物電極/溶液界面“的化學描述,結(jié)構(gòu)發(fā)生重大變化的電極體系,固態(tài)化合物參加

簡介：理論力學,習題解答,,1－2（G，I，J，O）,2－1,2－6,目錄,2－10,2－14,2－18,2－19,2－20,2－21,2－32,2－37,2－42,2－57,3－11,3－17,3－19,3－25,4－15,5－7,6－5,6－3,7－6,7－7,7－10,7－17,7－19,7－20,7－26,8－1,8－5,8－6,9－4,8－19,8－22,8－25,9－15,8－8,10－3,11－7,10－7,10－14,11－2,11－5,11－12,11－14,11－28,12－3,12－5,12－6,12－10,12－12,12－2,12－6,12－10,12－11,12－14,12、畫出下列每個標注字符的物體（不包含銷釘與支座）的受力圖與系統(tǒng)整體受力圖。題圖中未畫重力的各物體自重不計，所有接觸處均為光滑接觸。,G,,,,J,O,,,,,,21、物體重P20KN，用繩子掛在支架的滑輪B上，繩子的另一端接在鉸車D上，如圖所示。轉(zhuǎn)動鉸車，物體便能升起。設(shè)滑輪的大小、AB與CB桿自重及磨擦略去不計，A、B、C三處均為鉸鏈連接。當物體處于平衡狀態(tài)時，試求拉桿AB和支桿CB處受的力。,解,1、取滑輪B為研究對象,2、畫出受力圖,3、選投影軸，列平衡方程,4、求解得,26、圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重略去不計。在構(gòu)件BC上作用一力偶矩為M的力偶，求支座A和C的約束力。,,,,,213、圖示結(jié)構(gòu)中，各構(gòu)件的自重略去不計。在構(gòu)件AB上作用一力偶矩為M的力偶，求支座A和C的約束力。,解,1、取研究對象,,取整體為研究對象,2、畫出受力圖,3、列平衡方程,,4、求解得,,215、直角彎桿ABCD與直桿DE及EC鉸接如圖，作用在桿DE上力偶的力偶矩M40KNM，不計各桿自重，不考慮摩擦，尺寸如圖，求支座A，B處的約束力及桿EC的受力。,解,一、取整體為研究對象,受力圖如圖所示,根據(jù)平衡方程,解得,二、取DE為研究對象,受力圖如圖所示,根據(jù)平衡方程,解得,解（1）力系向O點簡化的結(jié)果為,,（2）力系的合力的大小、方向及合力作用線方程。,力系的合力的大小和方向為,由,得合力作用線方程Y－6MM,214、無重水平梁的支承和載荷如圖A、B所示。已知力F、力偶矩為M的力偶和強度為Q的均布載荷。求支座A和B處的約束力。,A,解,1、取梁為研究對象,2、畫受力圖,3、選投影軸,列平衡方程,4、求解得,B,解,1、取梁為研究對象,2、畫受力圖,3、選投影軸,列平衡方程,4、求解得,218、圖示水平梁AB由鉸鏈A和桿BC所支持。在梁上D處用銷子安裝半徑為R01M的滑輪。有一跨過滑輪的繩子，其一端水平地系于端上，另一端懸掛有重P1800N的重物，如AD02M,BD04M,J450，且不計梁、桿、滑輪和繩的重量。求鉸鏈A和桿BC對梁的約束力。,解,1、取梁與滑輪組成的系統(tǒng)為研究對象,2、畫受力圖,3、選矩心及投影軸，列平衡方程,,,,4、求解得,2－19、如圖所示，組合梁由AC和DC兩段鉸接構(gòu)成，起重機放在梁上。已知起重機重P150KN，重心在鉛垂線上EC，起重載荷P210KN。如不計梁重，求支座A，B和D三處的約束力。,解,取起重機為研究對象,由平衡方程,解得,研究CD桿,由平衡方程,解得,研究整體,由平衡方程,解得,2－20、圖示A，B兩連續(xù)梁中，已知Q，M，A及Q，不計梁重，求各連續(xù)梁在A，B和C三處的約束力。,A,解,研究BC,由平衡方程,得,研究AB,由平衡方程,得,B,解,研究BC,由平衡方程,得,研究BC,由平衡方程,得,221、由AC和CD構(gòu)成的組合梁通過鉸鏈C連接。它的支承和受力如圖所示。已知均布載荷強度Q10KN/M，力偶矩M40KNM，不計梁重。求支座A，B，D的約束力和鉸鏈C處所受的力。,解,研究CD,由平衡方程,得,研究ABC,由平衡方程,得,232、圖示構(gòu)架中，物體重1200N，由細繩跨過滑輪E而水平系于墻上，尺寸如圖，不計桿和滑輪的重量。求支承A和B處的約束力，以及桿BC的內(nèi)力FBC。,解,研究整體,由平衡方程,得,研究AB,由平衡方程,得,2－37、圖示結(jié)構(gòu)由直角彎桿DAB與直桿BC及CD鉸接而成，并在A處與B處用固定絞支座和可動絞支座固定。桿DC受均布載荷Q的作用，桿BC受矩為MQA2的力偶作用。不計各桿自重。求鉸鏈D所受的力。,解,研究BC,由平衡方程,得,研究DC,由平衡方程,得,2－42、構(gòu)架尺寸如圖所示（尺寸單位為M），不計各桿自重，載荷F60KN。求A,E鉸鏈的約束力及桿BD，BC的內(nèi)力。,,解,研究整體,由平衡方程,得,研究EC,由平衡方程,得,2－57、桁架受力如圖所示，已知F110KN，F(xiàn)2F320KN。試求桁架4，5，7，10各桿的內(nèi)力。,解,研究整體,由平衡方程,得,C,D,應用截面法將桿4、5、6截斷，取左半部分研究,由平衡方程,C,得,研究節(jié)點D,由平衡方程,得,311、水平圓盤的半徑為R,外緣C處作用有已知力F。力F位于鉛垂平面內(nèi)，且與C處圓盤切線夾角為600，其他尺寸如圖所示。求力F對X,Y,Z軸之矩。,解,力F的矢量表達式為,,坐標原點O至F力作用線上任一點C的位置矢量為,,力F對O點之矩為,,力F對坐標軸之矩為,,317、使水渦輪轉(zhuǎn)動的力偶矩為MZ1200NM。在錐齒輪B處受到的力分解為三個分力切向力FT，軸向力FA和徑向力FR。這些力的比例為FTFAFR1032017。已知水渦輪連同軸和錐齒輪的總重為P12KN，其作用線沿軸CZ，錐齒輪的平均半徑OB06M，其余尺寸如圖所示。求止推軸承C和軸承A的約束力。,解,受力如圖所示,根據(jù),得,再由平衡方程,得,319、圖示六桿支撐一水平板，在板角處受鉛直力F作用，設(shè)板和桿自重不計，求各桿的內(nèi)力。,解,受力如圖所示,A,B,C,D,E,G,H,325、工字鋼截面尺寸如圖所示，求此截面的幾何中心。,解,因圖形有對稱軸，其幾何中心必在對稱軸上，故YC0。,由形心公式，可求得,415、尖劈頂重裝置如圖所示。在塊B上受力P的作用。A與B塊間的摩擦因數(shù)為FS（其他有滾珠處表示光滑）。如不計A和B塊的重量，求使系統(tǒng)保持平衡的力F的值。,解,研究整體,,,根據(jù),得,研究A塊,當F較小時，物快可能向右移動，設(shè)FF1，受力圖如圖所示。,由力的三角形得,當F較大時，物快可能向左移動，設(shè)FF2，受力圖如圖所示。,由力的三角形得,所以欲使系統(tǒng)保持平衡，水平力F應滿足,57、圖示搖桿滑道機構(gòu)中的滑塊M同時在固定的圓弧槽BC和搖桿OA的滑道中滑動。如弧BC的半徑為R，搖桿OA的軸O在弧BC的圓周上，搖桿繞O軸以等角速度Ω轉(zhuǎn)動，當運動開始時，搖桿在水平位置，分別用直角坐標法和自然法給出點M的運動方程，并求其速度和加速度。,解法一直角坐標法,解,建立如所示坐標系,由圖示幾何關(guān)系可知,故點M的運動方程為,速度為,,,,加速度為,,解法二點M的運動方程為,點M的速度為,點M的加速度為,63、已知攪拌機的主動齒輪O1以N950R/MIN的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。攪拌ABC用銷釘A、B與齒輪O2，O3相連，如圖所示。且ABO2O3，O3AO2B025M，各齒輪齒數(shù)為Z120，Z250，Z350。求攪桿端點C的速度和軌跡。,解設(shè)O2和O3的轉(zhuǎn)速分別為N2和N3，則有,可判斷攪桿ABC做平動，點C的速度為,,,解,,,因此搖桿OA的轉(zhuǎn)動方程是,由圖示幾何關(guān)系有,,D,76、圖示車床主軸的轉(zhuǎn)速N30R/MIN，工件的直徑D40MM。如車刀橫向走刀速度為V10MM/S，求車刀對工件的相對速度。,解,動點,車刀,工件,動系,方向如圖所示,方向如圖所示,,作速度平行四邊形,,,,,解得,77、在圖A和B所示的兩種機構(gòu)中，已知O1O2A200MM,W13RAD/S。求圖示位置時桿O2A的角速度。,A,A解,動點－滑套A，動系－固連于桿O2A。,相對速度沿O2A，大小未知,牽連速度垂直O(jiān)2A，大小未知,,作速度平行四邊形,,,B,A解,動點－滑套A，動系－固連于桿O1A。,絕對速度垂直O(jiān)2A，大小未知,,相對速度沿O1A，大小未知,,,作速度平行四邊形,710、圖示平底頂桿凸輪機構(gòu)，頂桿AB可沿導槽上下移動，偏心圓盤繞軸O轉(zhuǎn)動，軸O位于頂桿軸線上，工作時頂桿的平底始終接觸凸輪表面，該凸輪半徑為R，偏心距OCE，凸輪繞軸O轉(zhuǎn)動的角速度為W，OC與水平線成夾角J。求當J0o時，頂桿的速度。,解,動點－輪上C點，動系－固連于頂桿AB。,相對速度沿水平方向，大小未知,牽連速度沿垂直方向，大小未知,,作速度平行四邊形,,,,717、圖示鉸接四邊形機構(gòu)中，O1AO2B100MM，又O102AB，桿O1A以等角速度Ω2RAD/S繞軸O1轉(zhuǎn)動，桿AB上有一套筒C，此套筒與CD相鉸接。機構(gòu)的各部件都在同一鉛直面內(nèi)，求當J＝60o時，桿CD的速度和加速度。,解,動點－滑套C動系－固連于桿AB，AB作平動,絕對速度沿CD方向，大小未知,相對速度沿AB方向，大小未知,作速度平行四邊形,,,,求加速度,,絕對加速度沿CD方向，大小未知,相對加速度沿AB方向，大小未知,作加速度平行四邊形,,,,719、如圖所示，曲柄OA長04M，以等角速度Ω05RAD/S繞O軸逆時針轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動。由于曲柄的A端推動水平板B，而使滑桿C沿鉛直方向上升。求當曲柄與水平線間的夾角Q30O時，滑桿C的速度和加速度。,解,動點－OA桿上A點，動系－固連于桿BC，BC作平動,相對速度沿水平方向，大小未知,牽連速度沿垂直方向，大小未知,作速度平行四邊形,,,,,求加速度,相對加速度沿水平方向，大小未知,牽連加速度沿垂直方向，大小未知,,,,,作加速度平行四邊形,720、圖示偏心輪搖桿機構(gòu)中，搖桿O1A借助彈簧壓在半徑為R的偏心輪C上。偏心輪C繞軸O往復擺動，從而帶動搖桿繞軸O1擺動。設(shè)OC⊥OO1時，輪C的角速度為W，角加速度為零，Q＝60o。求此搖桿O1A的角速度W1和角加速度A1。,解,動點－輪心C點，動系－固連于桿O1A,相對速度平行于O1A，大小未知,牽連速度垂直于O1C，大小未知,作速度平行四邊形,,,,,,當Θ600時，由幾何關(guān)系可看出,,求加速度,,,,牽連切向加速度垂直于O1C，大小未知,相對加速度平行于O1A，大小未知,將,向X軸投影得到,726、圖示直角曲桿OBC繞O軸轉(zhuǎn)動，使套在其上的小環(huán)M沿固定直桿OA滑動，已知OB01M,OB與BC垂直，曲桿的角速度Ω05RAD/S,角加速度為零，求當J60o時，小環(huán)M的速度和加速度。,解,動點－小環(huán)M，動系－固連于折桿OBC,絕對速度沿OA，大小未知,相對速度沿BC，大小未知,作速度平行四邊形,,,,求加速度,絕對加速度沿OA，大小未知,相對加速度沿BC，大小未知,將,向X軸投影得到,81、圖示橢圓規(guī)尺AB由曲柄OC帶動，曲柄以角速度WO繞O軸勻速轉(zhuǎn)動。如OCBCACR，并取C為基點，求橢圓規(guī)尺AB的平面運動方程。,基點為C，△OBC為等腰三角形。,解,85、如圖所示，在篩動機構(gòu)中，篩子的擺動是由曲柄連桿機構(gòu)所帶動，已知曲柄OA的轉(zhuǎn)速NOA40R/MIN,OA03M,當篩子BC運動到與點O在同一水平線上時，∠BAO90O。求此瞬時篩子BC的速度。,解,OA定軸轉(zhuǎn)動，AB平面運動，BC平動,,由速度投影定理得到,此題也可采用基點法和瞬心法,解,O1A、O2B定軸轉(zhuǎn)動，ABD平面運動,作速度平行四邊形,,,,,解,OA和CDE定軸轉(zhuǎn)動，AB、BC與EF平面運動，B、F平動,（1）研究AB,由點A與點B的速度方向可知AB作瞬時平動,（2）研究BC,D點為BC的速度瞬心,（3）研究CDE,（4）研究EF，由E、F兩點速度方位可確定其瞬心P,,,OA定軸轉(zhuǎn)動，AB、BC平面運動。,首先求速度,解,（1）研究AB,,,,AB的速度瞬心為P1,（2）研究BC,BC的速度瞬心為P2,,（1）研究AB,,作加速度矢量分析圖,,將,向AB軸上投影，得到,解得,（1）研究BC,作加速度矢量分析圖,,,,將,向BC軸上投影，得到,822、圖示直角剛性桿，ACCB05M。設(shè)在圖示瞬間，兩端滑塊沿水平與鉛垂軸的加速度如圖，大小分別為AA1M/S2,AB3M/S2,求這時直角桿的角速度和角加速度。,取B點為基點,解,作加速度矢量分析圖,,,,向AB及其垂直方向投影，得到,解得,822、曲柄OA以加速度W2RAD/S繞O軸轉(zhuǎn)動，并帶動等邊三角板ABC作平面運動。板上點B與桿O1B鉸接，點C與套管鉸接，而套管可在繞軸O2轉(zhuǎn)動的桿O2D上滑動，如圖所示，已知OAABO2C1M,當OA水平、AB與O2D鉛直、O1B與BC在同一直線上時求桿O2D的角速度。,,,解,1、研究ABC,速度瞬心為P,2、以C點為動點，動系固結(jié)在O2D上,,,,,825、平面機構(gòu)的曲柄OA長為2L，以勻角速度WO繞O軸轉(zhuǎn)動。在圖示位置時，ABBO，并且∠OAD90o。求此時套筒D相對于桿BC的速度和加速度。,解,一、求速度,OA定軸轉(zhuǎn)動，AD平面運動，BC平動。,1、研究AD,,,速度瞬心為P,2、研究OA與滑塊B,取動點為滑塊B，動系固連于OA,作速度平行四邊形,,,,3、研究BC與滑塊D,取動點為滑塊D，動系固連于BC,作速度矢量分析圖,二、求加速度,1、研究AD,作加速度矢量分析圖,,,將,向AD軸上投影，得到,解得,2、研究OA與滑塊B,作加速度矢量分析圖,,將,向AC方向投影，得,BC桿加速度為,3、研究BC與滑塊D,取動點為滑塊D，動系固連于BC,作加速度矢量分析圖,94、在圖示離心澆注裝置中，電動機帶動支承輪A，B作同向轉(zhuǎn)動，管模放在兩輪上靠摩擦傳動而旋轉(zhuǎn)。使鐵水澆入后均勻地緊貼管模的內(nèi)壁而自動成型，從而得到質(zhì)量密實的管形鑄件。如已知管模內(nèi)徑D400MM，試求管模的最低轉(zhuǎn)速N。,,解,取一滴鐵水研究，如圖所示。,根據(jù)牛頓第二定律，有,鐵水不脫離管壁的條件為,FN≥0,對于任意角度均應成立，則有,1012、物體由高度H處以速度V0水平拋出，如圖所示，空氣阻力可視為速度的一次方成正比，即F－KMV，其中M為物體的質(zhì)量，V為物體的速度，K為常系數(shù)。求物體的運動方程和軌跡。,解,將物體視為質(zhì)點，受力如圖所示。,根據(jù)牛頓第二定律，有,即,解得運動方程為,消去時間參數(shù)T后，得物體的軌跡方程為,114、圖示水平面上放一均質(zhì)三棱柱A，在其斜面上又放一塊均質(zhì)三棱柱B。兩三棱柱的橫截面均為直角三角形。三棱柱A的質(zhì)量MA為三棱柱B質(zhì)量MB的三倍，其尺寸如圖所示。設(shè)各處磨擦不計，初始時系統(tǒng)靜止。求當三棱柱B沿三棱柱A滑下接觸到水平面時，三棱柱A移動的距離。,解,選兩物體組成的系統(tǒng)為研究對象。,水平方向動量守恒,運動分析,設(shè)大三角塊速度為V,小三角塊相對大三角塊速度為，,則小三角塊的速度為,由水平方向動量守恒及初始靜止；得,解法二,外力沿水平方向的分力為零，則質(zhì)心沿水平方向守恒，且初始時系統(tǒng)靜止，所以系統(tǒng)質(zhì)心的位置坐標XC保持不變。,117、圖示橢圓規(guī)尺AB的質(zhì)量為2M1,曲柄OC的質(zhì)量為M1，而滑塊A和B的質(zhì)量均為M2。已知OCACCBL；曲柄和尺的質(zhì)心分別在其中點上；曲柄繞O軸轉(zhuǎn)動的角速度W為常量。當開始時，曲柄水平向右，求此時質(zhì)點系的動量。,解,AB作平面運動,方法2,速度瞬心為P,,,,開始時,OC水平時,方法2,AB桿的速度瞬心為P,1111、圖示曲柄滑桿機構(gòu)中，曲柄以等角速度W繞O軸轉(zhuǎn)動。開始時，曲柄OA水平向右。已知曲柄的質(zhì)量為M1，滑塊A的質(zhì)量為M2，滑桿的質(zhì)量為M3，曲柄的質(zhì)心在OA的中點，OAL；滑桿的質(zhì)心在點C。求（1）機構(gòu)質(zhì)量中心的運動方程；（2）作用在軸O的最大水平約束力。,選系統(tǒng)為研究對象,解,曲柄OA的質(zhì)心坐標為,,滑塊A的質(zhì)心坐標為,,滑桿CD的質(zhì)心坐標為,,,,,機構(gòu)質(zhì)心的運動方程為,,,,,進行受力分析,根據(jù)題意，可不畫出垂直方向的力,在水平方向應用質(zhì)心運動定理,解得,,1113、水流以速度V02M/S流入固定水道，速度方向與水平面成90o角，如圖所示。水流進口截面積為002M2,出口速度V14M/S，它與水平面成30o角。求水作用在水道壁上的水平和鉛直的附加壓力。,附加動約束力為,解,附加動反力與附加動約束力大小相等，方向相反。,A,112、無重桿OA以角速度WO繞軸O轉(zhuǎn)動，質(zhì)量M25KG、半徑R200MM的均質(zhì)圓盤以三種方式安裝于桿OA的點A。在圖A中圓盤與桿OA焊接在一起；在圖B中，圓盤與桿OA在點A鉸接，且相對桿OA以角速度WR逆時針方向轉(zhuǎn)動；在圖C中，圓盤相對桿OA以角速度WR順時針方向轉(zhuǎn)動。已知WOWR4RAD/S，計算在此三種情況下，圓盤對軸O的動量矩。,解,輪A定軸轉(zhuǎn)動,B,輪A平面運動。,C,輪A平面運動。,124、一半徑為R、質(zhì)量為M1的均質(zhì)圓盤，可繞通過其中心O的鉛直軸無摩擦地旋轉(zhuǎn)，如圖所示，一質(zhì)量為M2的人在盤上由點B按規(guī)律S1/2AT2沿半徑為R的圓周行走。開始時，圓盤和人靜止。求圓盤的角速度和角加速度。,解,人和盤組成的系統(tǒng)所受外力均垂直方向，對過O點的鉛垂軸的矩為零。,設(shè)圓盤角速度為W，人的絕對速度為VA,由動量矩定理,115、如圖所示兩輪的半徑各為R1和R2,其質(zhì)量各為M1和M2，兩輪以膠帶相連接，各繞兩平行的固定軸轉(zhuǎn)動。如在第一個帶輪上作用矩為M的主動力偶，在第二個帶輪上作用矩為M′的阻力偶。帶輪可視為均質(zhì)圓盤，膠帶與輪間無滑動，膠帶質(zhì)量略去不計。求第一個帶輪的角加速度。,解,受力分析和運動分析如圖所示,輪1由動量矩定理,輪2由動量矩定理,聯(lián)立解得,1112、重物A質(zhì)量為M1，系在繩子上，繩子跨過不計質(zhì)量的固定滑輪D，并繞在鼓輪B上，如圖所示。由于重物下降，帶動了輪C，使它沿水平軌道只滾不滑。設(shè)鼓輪半徑為R，輪C的半徑為R，兩者固連在一起，總質(zhì)量為M2，對于其水平軸O的回轉(zhuǎn)半徑為R。求重物A的加速度。,解,受力及運動分析如圖所示。,（1）研究重物A,（2）研究鼓輪,因鼓輪作純滾動,聯(lián)合求解得,1114、均質(zhì)圓柱體A的質(zhì)量為M，在外圓上繞以細繩，繩的一端B固定不動，如圖所示。當BC鉛垂時圓柱下降，其初速度為零。求當圓柱體的軸心降落了高度H時軸心的速度和繩子的張力。,解,研究圓柱體A,受力分析并建立坐標系,根據(jù)剛體平面運動微分方程，有,解得,1128、均質(zhì)圓柱體A和B的質(zhì)量均為M，半徑為R，一繩纏在繞固定軸O轉(zhuǎn)動的圓柱A上，繩的另一端繞在圓柱B上，直線繩段鉛垂，如圖所示。摩擦不計。求（1）圓柱體B下落時質(zhì)心的加速度；（2）若在圓柱體A上作用一逆時針轉(zhuǎn)向，矩為M的力偶，試問在什么條件下圓柱體B的質(zhì)心加速度將向上。,解,A、B兩圓柱體分別做定軸轉(zhuǎn)動和平面運動,分別對兩輪進行分析,對圓柱體A，有,對圓柱體B，有,根據(jù)加速度合成定理，有,解得,對圓柱體A，有,對圓柱體B，有,由以上方程得,欲使A0，必須滿足,123、如圖所示，用跨過滑輪的繩子牽引質(zhì)量為2KG的滑塊A沿傾角為30O的光滑斜槽運動。設(shè)繩子拉力F20N。計算滑塊由位置A到位置B時，重力與拉力F所作的總功。,解,重力作功,拉力作功,總功為,125、自動彈射器如題135圖放置，彈簧在未受力時的長度為200MM，恰好等于筒長。欲使彈簧改變10MM，需力2N。如彈簧被壓縮到100MM，然后讓質(zhì)量為30G的小球自彈射器中射出。求小球離開彈射器筒口時的速度。,解,彈簧的剛度系數(shù)為,發(fā)射期間，彈簧力與重力分別作功,小球在發(fā)射前后的動能分別為,由動能定理,解得,126、平面機構(gòu)由兩勻質(zhì)桿AB，BO組成，兩桿的質(zhì)量均為M，長度均為L，在鉛垂平面內(nèi)運動，在桿AB上作用一不變的力偶矩M，從題圖示位置由靜止開始運動，不計摩擦。求當桿端A即將碰到鉸支座O時桿端A的速度。,,,解,AB作平面運動,速度瞬心為P,在此過程中，力偶與重力作功為,動能分別為,當AB桿位于鉛直位置時，,由動能定理,得到,1210、均質(zhì)連桿AB質(zhì)量為4KG，長L600MM。均質(zhì)圓盤質(zhì)量為6KG，半徑R100MM。彈簧剛度為K2N/MM，不計套筒A及彈簧的質(zhì)量。如連桿在圖示位置被無初速釋放后，A端沿光滑桿滑下，圓盤作純滾動。求（1）當AB達到水平位置而接觸彈簧時，圓盤與連桿的角速度；（2）彈簧的最大壓縮量D。,解,（1）以系統(tǒng)為研究對象,AB達到水平位置時，B為速度瞬心,應用動能定理，有,解得,（2）設(shè)最大壓縮量為D,此時系統(tǒng)再次靜止,應用動能定理，有,解得,1312、如圖示帶式運輸機的輪B受恒力偶M的作用，使膠帶運輸機由靜止開始運動。若被提升物體A的質(zhì)量為M1,輪B和輪C的半徑均為R,質(zhì)量均為M2，并視為均質(zhì)圓柱。運輸機膠帶與水平線成角Θ，它的質(zhì)量忽略不計，膠帶與輪之間沒有相對滑動。求物體A移動距離S時的速度和加速度。,解,在此過程中，力偶與重力作功,在此過程前后，動能分別為,由動能定理,得到,對式⑴求導得到,1214、如圖所示水平均質(zhì)細桿質(zhì)量為M，長為L，C為桿的質(zhì)心。桿A處為光滑鉸支座，B端為一掛鉤，如圖所示，如B端突然脫落，桿轉(zhuǎn)到沿垂位置時，問B值多大能使桿有最大角速度,解,取系統(tǒng)為研究對象,,勢能改變?yōu)镸GB,由機械能守恒定律，得,,,,解得,令,,,得,,132、如圖所示汽車總質(zhì)量為M，以加速度A作水平直線運動，汽車質(zhì)心G離地面的高度為H，汽車的前后軸到通過質(zhì)心垂線的距離分別等于C和B。求其前后輪的正壓力；又，汽車應如何行駛能使前后輪的壓力相等,解,虛加慣性力，作受力圖,A,B,列力矩方程,解得,當FN1FN2時GBAHGCAH,136、圖示長方形均質(zhì)平板，質(zhì)量為27KG，由兩個銷A和B懸掛。如果突然撤去銷B，求在撤去銷B瞬時平板的角加速度和銷A的約束力。,解,虛加慣性力，作受力圖,列平衡方程,解得,1310、如圖所示，輪軸質(zhì)心位于O處，對軸O的轉(zhuǎn)動慣重為JO。在輪軸上系有兩個質(zhì)量各為M1和M2的物體，若此輪軸以順時針轉(zhuǎn)向轉(zhuǎn)動，求輪軸的角加速度A和軸承O的動約束力。,解,虛加慣性力，作受力圖,解得,列平衡方程,附加動約束力為,1311、如圖所示，質(zhì)量為M1的物體A下落時，帶動質(zhì)量為M2的均質(zhì)圓盤B轉(zhuǎn)動，不計支架和繩子的重量及軸上的摩察，BCA，盤B的半徑為R。求固定端C的約束力。,解,虛加慣性力，作受力圖,（1）研究圓盤和重物,解得,（2）研究整體,虛加慣性力，作受力圖,解得,

簡介：§10動量方程和動量矩方程及其應用,一動量方程,由質(zhì)點系的動量定律,有,或,,,瞬態(tài)力,穩(wěn)態(tài)力,包括壓力、重力等，為控制體上的合力,,簡化取管內(nèi)流體為控制體,1定常流，控制體內(nèi)動量沒有變化，只有從控制面上流入、流出的動量,2一元管流,不計質(zhì)量力,3流體不可壓，并用斷面平均速度代入,,密度在各斷面上均布，積分上式,Β動量修正系數(shù),不可壓且取,簡化速度符號,在定常流動中，單位時間內(nèi)，從控制面流出、流入的動量差，等于作用在控制體上的和外力。,有,應用時，采用分量形式,方程的物理意義,2在計算過程中所涉及的壓力項要用相對壓力。,應用動量方程時要注意,1為和外力，在計算時要分別寫出各項力。,二動量矩方程,可采用推導動量方程的方法導出動量矩方程。,,進行化簡，得到適用式子。也可利用動量方程，直接導出結(jié)果。,標量形式,,V1,,,,,,,,,,,,,V2,R1,R2,分別與R2、R1垂直。,,,V2U,V1U,例1水流對彎管的作用力,密度為Ρ的不可壓流體定常地在圖示水平安裝的收縮彎管中流動，流體出口速度方向與進口速度方向夾角為Α。,已知進口物理量為,出口物理量為,求流體對彎管在水平面內(nèi)的作用力。,,解首先取控制體蘭色虛線所示，求出控制體上受到管壁的作用力，管壁受力與此大小相等，方向相反。,1,1,2,2,P1,P2,R,RX,RY,,控制體,例2水流對于噴嘴的作用力,,如圖，消防管路直徑D200MM，末端噴嘴的出口直徑D50MM，噴嘴和管路用法蘭盤連接，其上裝有四個螺栓，求當流量時，螺栓上所受到的拉力。,,,,,,,,,P1,R,RY,RX,,取噴嘴內(nèi)流體為控制體,例3射流對平板和葉片的作用力,QΑA，垂直與紙面方向厚度取1求1）分流量Q1和Q22射流對平板的沖擊力。,不可壓理想平面射流沖擊固定擋板，如圖示。假定流動定常，重力和損失不計，已知總流量,,,Y,X,,,,,,RX,V1,V2,取射流為控制體,,X,例使帶有傾斜光滑平板的小車逆著射流的方向以速度U移動，若射流噴嘴固定不動，射流斷面為A，流速為V,不計小車,與地面的摩擦力，求推動小車所需的功率。,,例如圖，用板蓋住直徑125MM的孔，若要保證水不泄漏，H需要多大,V3,例旋轉(zhuǎn)噴水裝置兩臂不等，L11M，L2＝15M，若噴口直徑D＝25MM，每個噴口流量Q＝3L/S，不計摩擦力矩，求轉(zhuǎn)速N＝,例如圖為水平Y(jié)形管，主管直徑為180MM，支管直徑分別為120MM和60MM，角度分別為45°、60°。若已知主管流量為,V3,支管流量分別為,的讀數(shù)為試計算要保持Y形管不動，在X、Y方向需加多大的力,和,壓力表,本章小結(jié),質(zhì)量守恒，牛頓第二定律，能量守恒原理是物質(zhì)運動的普遍原理。上述基本原理的原始形式都是對確定的物質(zhì)而言的，在流體力學中，就是對確定的一團流體而言的。但由于流體運動的特殊性，往往將這些原理直接應用于一個確定的空間。也就是把確定的空間體積作為研究對象。這種研究方法通常稱為歐拉法,控制體的表面是控制面，通常控制面選取應包括所研究的邊界面；全部或部分物理量已知的面；流面。,,歐拉法的關(guān)鍵是選擇好控制體，控制體的選擇原則上是任意的，但實際解題中若控制體選擇恰當，則解題方便。,許多流體動力學問題需要求流體和固體的相互作用力，這就要用動量定理，其解題步驟可概括如下選擇控制體；建立坐標系；分別寫出沿某個坐標方向的動量方程；求解。在求解時往往還要用到連續(xù)方程及伯努利方程。,

簡介：【奧鵬】大連理工大學大工19秋工程力學（一）在線作業(yè)1試卷總分100得分100第1題極限應力與安全系數(shù)的比值稱為（）。A、許用應力B、最大應力C、強度D、剛度正確答案A第2題下列哪個現(xiàn)象不是低碳鋼材料拉伸試驗出現(xiàn)的現(xiàn)象（）。A、屈服B、強化C、頸縮D、斜截面拉斷正確答案D第3題作用在桿件上的外力，如果其作用線與桿的軸線重合，則稱為（）。A、彎矩荷載B、剪力C、軸向荷載D、均布荷載正確答案C第4題剛體在兩個外力作用下平衡的（）條件為此二力等值、反向、共線。A、充要B、充分C、必要D、以上均不對正確答案A第5題剛體上共面且不平行的三個力若平衡，則此三力的作用線必（）。A、匯交于一點B、平行C、垂直D、以上都不對正確答案A第6題下列關(guān)于力偶性質(zhì)的說法中，表述不正確的是（）。A、力偶無合力第12題桿件在外力作用下的基本變形形式有（）。A、軸向拉伸或壓縮B、剪切C、扭轉(zhuǎn)D、彎曲正確答案ABCD第13題通常，扭矩正負號的判斷使用的方法為左手螺旋法則。A、錯誤B、正確正確答案A第14題構(gòu)件的許用應力等于極限應力除以安全因數(shù)。A、錯誤B、正確正確答案B第15題作用在剛體上的力沿其作用線移動到剛體內(nèi)任一點，力對剛體的作用效應不會改變。A、錯誤B、正確正確答案B第16題切應力互等定理只適用于純剪切應力狀態(tài)。A、錯誤B、正確正確答案A第17題在作用于剛體上的任一力系中加上或減去任意平衡力系，都不改變原來力系對剛體的作用效應。A、錯誤B、正確正確答案B第18題合力在某軸上的投影等于力系中各分力在同一軸上投影的矢量和。A、錯誤B、正確

簡介：1,無機及分析化學第5章化學熱力學基礎(chǔ),?B可為整數(shù)，也可為分數(shù)。,51基本概念,511化學計量數(shù)和化學反應進度,對任一反應AA＋BBDD＋EE,,,1化學計量數(shù),D?DNB/?B或DNB?BD?,2反應進度?單位MOL,511化學計量數(shù)和化學反應進度,或???NB/?B或?NB?B??,當??1MOL時，?NB?B。,例如3H2GN2G2NH3G??1MOL?NH23MOL，?NN21MOL，?NNH32MOL。即當3MOLH2與1MOLN2完全反應，生成2MOLNH3時，??1MOL,,?當??1MOL時，可以理解為反應按照所給定的反應式的計量系數(shù)進行了1MOL反應。,511化學計量數(shù)和化學反應進度,2熱力學概念中的每摩爾反應是指按反應方程式??1MOL的反應；其對應的熱、功、熱力學能等，單位為JMOL1或KJMOL1，并在熱力學能等符號的右下角標注“M”。,注意1使用反應進度?與選取組分無關(guān)，但與方程式的寫法有關(guān)。,3用單位時間內(nèi)的反應進度表達反應速率時，參與反應各物質(zhì)的反應速率均相等。,,熱力學定量的研究能量相互轉(zhuǎn)化過程中所遵循規(guī)律的學科?；瘜W熱力學應用熱力學基本原理研究化學現(xiàn)象以及與化學有關(guān)的物理現(xiàn)象、研究化學反應的方向及限度的學科。,,51基本概念,系統(tǒng)作為研究對象的那部分物資或空間。環(huán)境系統(tǒng)以外與系統(tǒng)相關(guān)的其它物資或空間。,512系統(tǒng)和環(huán)境,敞開系統(tǒng)系統(tǒng)和環(huán)境間既有能量傳遞，又有物質(zhì)傳遞。封閉系統(tǒng)系統(tǒng)和環(huán)境間有能量傳遞，但無物質(zhì)傳遞。隔離孤立系統(tǒng)系統(tǒng)和環(huán)境間既無能量傳遞，又無物質(zhì)傳遞。,,系統(tǒng)環(huán)境,,,,,,MATTERH2O,HEATFLOW,系統(tǒng)和環(huán)境,HEATFLOW,敞開系統(tǒng),封閉系統(tǒng),孤立系統(tǒng),熱力學中，我們主要研究封閉系統(tǒng)。,513狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù),氣體的狀態(tài)可由溫度T、壓力P、體積V及各組分的物質(zhì)的量N等宏觀性質(zhì)確定,1、狀態(tài)系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學性質(zhì)的總和,2、狀態(tài)函數(shù)熱力學中用以說明系統(tǒng)狀態(tài)的宏觀物理量，稱為狀態(tài)函數(shù)。,,狀態(tài)函數(shù)特點,狀態(tài)函數(shù)只要有一個變化，系統(tǒng)的狀態(tài)也發(fā)生變化,概括為異途同歸，值變相等，周而復始，數(shù)值還原。,其大小只取決于狀態(tài)本身。狀態(tài)一定,狀態(tài)函數(shù)確定。,狀態(tài)函數(shù)變量只與系統(tǒng)的始態(tài)和終態(tài)有關(guān),與變化的途徑無關(guān)。即。,,513狀態(tài)和狀態(tài)函數(shù),1、過程系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化的經(jīng)過稱為過程。過程分類1定溫過程T1T2T環(huán)或?T02定壓過程P1P2P環(huán)或?P03定容過程V1V2或?V04絕熱過程Q0，系統(tǒng)與環(huán)境之間沒有熱交換5循環(huán)過程。特點一切狀函的改變值均為零,514過程和途徑,,,2、途徑完成某過程的具體路線和方式，稱為途徑。常用?表示途徑，由始態(tài)指向終態(tài)。如T20?C_等壓，升溫T30?C可說，系統(tǒng)由T20?C的始態(tài)變化到T30?C終態(tài)的“過程”，是由等壓、升溫“途徑”完成的。,,513過程和途徑,結(jié)論只要系統(tǒng)的始終態(tài)一定，無論系統(tǒng)變化的途徑如何，其狀態(tài)函數(shù)的變化值是相同的。,,,2、功W除熱以外的其他的能量傳遞形式稱為功。單位J。熱力學規(guī)定系統(tǒng)從環(huán)境得功為正W?0、對環(huán)境作功為負W?0。體積功是系統(tǒng)體積變化所對外作的功。W體P外??V非體積功W非電功、機械功、表面功等。,,1、熱Q是系統(tǒng)與環(huán)境間存在溫度差而引起的能量傳遞。單位J。熱力學規(guī)定系統(tǒng)從環(huán)境吸熱為正Q?0、向環(huán)境放熱為負Q?0。,521熱和功,52熱力學第一定律,不能說系統(tǒng)含有多少熱和功，只能說系統(tǒng)在變化過程中作了功或吸收了熱。溫度高的物體可說具有較高能量，但不能說系統(tǒng)具有較高熱量。熱和功都不是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)，所以，若途經(jīng)不同，即使始、終態(tài)相同，熱和功的值也不會相同與狀函的區(qū)別；故不能設(shè)計途經(jīng)計算熱和功。,注意,521熱和功,3、熱和功都不是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)途徑函數(shù),1熱力學能U內(nèi)能系統(tǒng)內(nèi)部一切能量的總和。包括分子平動能、轉(zhuǎn)動能、振動能、位能、核能、鍵能等。單位J或KJ。2特點熱力學能U內(nèi)能是系統(tǒng)的狀態(tài)函數(shù)。狀態(tài)一定時，熱力學能U有確定值U不能測；熱力學能的改變值?U只與始、終態(tài)有關(guān)?U可計算。,52熱力學第一定律,522熱力學能U內(nèi)能,,,,,熱力學第一定律即能量守恒與轉(zhuǎn)化定律。數(shù)學表達式?UQW對封閉系統(tǒng)，若U1吸熱Q、從環(huán)境得功WU2則U2U1QW即?UU2U1QW,,注因?UQW，故熱和功的總和與途經(jīng)無關(guān)。對敞開系統(tǒng)，上式不成立；對孤立系統(tǒng)，?U0,523熱力學第一定律,1定容熱QV封閉系統(tǒng)、W非0、定容W體0由?UQW有?UQV,53熱化學,531反應熱和反應焓變,化學反應熱效應指系統(tǒng)在不做非體積功的定溫（始態(tài)與終態(tài)反應溫度相同）反應過程中所放出或吸收的熱量。,物理意義恒容反應熱等于化學反應的熱力學能變。,此條件下，定容熱QV與?U數(shù)值相當，但性質(zhì)不同,?UQWQPP?VQP?UP?VU2U1P2V2P1V1QPUPV2UPV1即QP?UPV定義HUPVH叫做系統(tǒng)的焓則?HQP此條件下，定壓熱QP與?H數(shù)值相當，但性質(zhì)不同,2定壓熱QP封閉系統(tǒng)、W非0、定壓P1P2P外,531反應熱和反應焓變,3焓H焓定義為HUPV，是狀態(tài)函數(shù)的組合，故焓H是狀態(tài)函數(shù)。單位J或KJ,2雖然?HQP是在封閉系統(tǒng)、W非0、定壓過程得出的，但焓是狀態(tài)函數(shù)，在任何過程中都可能有焓的變化，只是?H?QP，需另行計算,注意1焓定義為HUPV，不能從?HQP理解為“焓是系統(tǒng)的熱量”、也不能理解為“QP是狀態(tài)函數(shù)”此條件下，QP與?H數(shù)值相當，但性質(zhì)不同。,焓的物理意義在此條件下，系統(tǒng)吸收的熱量完全用于增加系統(tǒng)的焓。,531反應熱和反應焓變,,4摩爾反應焓變?RHM?RH/??單位JMOL1或KJMOL1注意反應的摩爾焓變?RHM也與反應式書寫有關(guān)。,5摩爾反應熱力學能變?RUM?RU/??,6?RHM和?RUM關(guān)系,531反應熱和反應焓變,P85【例51】2MOL氫氣和1MOL氧氣在373K和100KPA下反應生成水蒸氣，放出4836KJ的熱量。求生成1MOL水蒸氣時的ΔRHM和ΔRUM。,,,,解①2H2GO2G2H2OGQ14836KJMOL1②H2G1/2O2GH2OGQ22418KJMOL1,,書寫熱化學方程式應注意的問題P86,532熱化學方程式,注明物質(zhì)的物態(tài)G、L、S或濃度，如果固態(tài)物質(zhì)有幾種晶型，應注明晶型P有白磷、紅磷，C有金剛石、石墨等,反應熱的數(shù)值與反應方程式的寫法有關(guān)。,熱力學的標準狀態(tài)溫度T及標準壓力100KPA下的狀態(tài)。,533反應焓的計算,注意標準態(tài)只規(guī)定了壓力P?，而沒有指定溫度IUPAC推薦選擇29815K作為參考溫度。29815K，可略寫；其它溫度，應注明。,氣體溫度T、標準壓力P?P?100KPA下的純氣體。混合氣體該氣體的分壓為P?的狀態(tài)。純液體和純固體溫度T、標準壓力P?的純物質(zhì)。溶液中溶質(zhì)溫度T、標準壓力P?下，BB?B?1MOLKG1，稀的水溶液可為C?1MOLL1的溶液。,熱力學第一定律定壓時，?HQP；定容時，?UQV；而H、U都是狀態(tài)函數(shù)，故QP和QV只與反應的始、終態(tài)有關(guān)，而與途徑無關(guān)。,,“定壓或定容條件下的任意化學反應，在不做其它功時，不論是一步完成的還是幾步完成的，其反應熱的總值相等。”是俄國化學家蓋斯經(jīng)大量實驗總結(jié)出的規(guī)律。,2蓋斯定律,533反應焓的計算,,,注意條件定壓或定容、W非0、設(shè)計途徑的始、終態(tài)與原反應相同。相同聚集態(tài)、相同晶型、相同條件的反應式才能相加減?？稍诜磻絻蓚?cè)同乘除某數(shù)，但?RHM?也應同乘除某數(shù)。,意義對于難以測定的反應的熱效應，可設(shè)計始、終態(tài)相同的其它可測、可查的途徑代替計算。,2蓋斯定律,3標準摩爾生成焓在溫度T通常為298K、標準態(tài)下，由元素指定的參考單質(zhì)生成1MOL化合物或其它形式單質(zhì)的反應熱。單位KJMOL1,533反應焓的計算,,C石墨O2GCO2G?RHM??FHM?CO2，G）,元素指定的參考單質(zhì)通常為常溫常壓下最穩(wěn)定單質(zhì)如H2G,O2G,BR2L,NAS,C石墨例外P白。元素指定的參考單質(zhì)的?FHM?0。1MOL該物質(zhì)化學計量數(shù)為1。水合離子的?FHM?，?FHM?H，AQ0。,4標準摩爾燃燒焓?CHM?在溫度T通常為298K、標準態(tài)下，1MOL物質(zhì)完全燃燒生成相同溫度下指定產(chǎn)物的反應熱。單位KJMOL1,533反應焓的計算,完全燃燒的指定產(chǎn)物元素CHSNX指定產(chǎn)物CO2GH2OLSO2GN2GHXAQ指定的燃燒產(chǎn)物的?CHM?0。1MOL物質(zhì)燃燒物的系數(shù)應為1，例如,?FHM?有正、負，計算時注意。溫度對H有影響，但對?RHM?影響可忽略。,【例52】寫出下列反應的熱化學方程式生成反應的燃燒反應的生成反應,533反應焓的計算,,,2由?CHM?計算?RHM?,3由蓋斯定律計算?RHM?,533反應焓的計算,5標準摩爾焓變的計算1由?FHM?計算?RHM?AABBDDEE,533反應焓的計算,【例53】實驗測得B4CS的燃燒熱,利用已知化合物的標準摩爾生成焓，計算。,,解燃燒反應01272839351,533反應焓的計算,【例54】已知①②計算,,,,,,,解先寫出CUO的生成反應③,1/2①②③故,,自發(fā)過程在一定條件下，無需外界作功就能自動進行的過程。,自發(fā)過程的特點自發(fā)過程不需要環(huán)境對系統(tǒng)做功就能自動進行，并可以用來對環(huán)境做有用功。自發(fā)過程的逆過程是非自發(fā)的。具有限度達平衡狀態(tài)與條件有關(guān)條件改變或外界做功，自發(fā)過程的方向可能改變。能自發(fā)進行的反應，其反應速率并不一定很大。,54化學反應的方向,541化學反應的自發(fā)性,熵S是系統(tǒng)混亂度的量度。系統(tǒng)的混亂度越大，熵值也就越大。熵是狀態(tài)函數(shù)。熱力學規(guī)定（任何純凈的完美晶體物質(zhì)在0K時的熵值等于0）規(guī)定熵（絕對熵）某物質(zhì)純晶體從0K升高T時的熵變。標準摩爾（規(guī)定）熵1摩爾純物質(zhì)在標準狀態(tài)下的規(guī)定熵。單位標準摩爾反應熵變計算,542化學反應的熵變簡介,,,,,注意1熵是體系的狀態(tài)函數(shù)。,2熵與溫度成正比，氣體的熵與壓力成反比。,3同一物質(zhì)，SG＞SL＞SS。,4同類型物質(zhì)，分子結(jié)構(gòu)越復雜熵值越大。如SC3H8SC2H6SCH4,5化學反應，若反應后氣體分子數(shù)增加了，則該反應是熵增加的反應，反之則反。,542化學反應的熵變,542化學反應的熵變,【例55】定性判斷下列反應的熵變的符號（1）（2）（3）食鹽溶于水（4）活性炭吸附CO（G）,如前所述，研究自發(fā)過程，有如下規(guī)律系統(tǒng)自發(fā)趨向于取得最低能量狀態(tài)?H?0，焓減自發(fā)過程趨向于取得最大混亂度?S?0，熵增10?C水結(jié)冰是自發(fā)過程，是焓減熵減例外；KNO3自動溶于水，是焓增熵增例外；另外，CACO3常溫、常壓不能分解，但高溫能分解，說明溫度對自發(fā)過程的方向也有影響；,在等溫過程中?G?HT?S吉布斯赫姆霍茲方程?RGM?RHM?T?RSM?RGM??RHM??T?RSM?,GHTS,所以，H、S、T都是與自發(fā)過程的方向有關(guān)的因素，但都不能單獨作為自發(fā)過程方向的判據(jù)，只有將焓減、熵增及溫度綜合考慮，才能得出正確結(jié)論。因此，吉布斯美引入新的狀態(tài)函數(shù)吉布斯函數(shù)吉布斯自由能G。,543化學反應方向的判斷,1吉布斯函數(shù)G,2吉布斯公式,3吉布斯自由能判據(jù)等溫、定壓、只作體積功W非0的封閉體系?G?0，過程自發(fā)進行；?G0，系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)；?G?0，過程不能自發(fā)進行。,543化學反應方向的判斷,,,,即等溫、定壓、只作體積功條件下的自發(fā)過程，總是向系統(tǒng)自由能減小的方向進行或凡是自發(fā)過程，其系統(tǒng)的自由能都是減小的,最小自由能原理,3吉布斯自由能判據(jù),543化學反應方向的判斷,隨溫度變化較小；隨溫度變化較??；隨溫度變化大。,,,,等溫等壓下反應自發(fā)性判斷,1標準狀態(tài)下的反應方向的判斷由反應在標準狀態(tài)下吉布斯函數(shù)變（）判斷。,,（1）25℃時可由計算。,在一定溫度及標準狀態(tài)下，由元素指定的參考單質(zhì)生成1MOL某物質(zhì)時的吉布斯函數(shù),,（2）任意溫度時可由吉布斯公式計算。,,（3）由蓋斯定律計算。,543化學反應方向的判斷,P92【例54】查表計算下列反應的ΔRGΘM,并判斷反應的自發(fā)性。,ΔFGΘM/KJMOL14651597860,,在29815K及標準態(tài)下反應正向自發(fā),P93【例55】已知C2H5OHL＝C2H5OHG，查表計算1在298K和標準態(tài)下，C2H5OHL能否自發(fā)地變成C2H5OHG2在373K和標準態(tài)下，C2H5OHL能否自發(fā)地變成C2H5OHG3估算乙醇的沸點,解查表得C2H5OHL＝C2H5OHG29815K/KJMOL1－27769－2351029815K/JK1MOL1160728270,,,29815K＝–1–27769＋–23510＝4259KJMOL1,,29815K＝–11607＋28270＝122JMOL1K1,1＝4259–298122103＝623KJMOL1,續(xù)【例55】,,,,1298K0，反應在標準態(tài)及298K時不能自發(fā)進行。,2373K＝4259–373122103＝–292KJMOL1,373K0，反應自發(fā)向左進行,P95【例57】1000K，CS2H2GCH4G,現(xiàn)有與C混合的混合氣體,其組成為（1）1000K，100KPA時反應的，CH4能否合成（2）1000K下，壓力需增加至多少時，CH4才能合成,解（1）,,,,故此條件下反應不能正向進行，即CH4不能合成。,,,續(xù)【例57】,（2）設(shè)總壓力需增大至P。,,,,即在1000K下，總壓力增至1611KPA以上，CH4不才能合成。,,反應要正向進行，需，則,解得,1可逆反應在一定條件下，既可向正反應方向進行，又可向逆反應方向進行的反應。EGCOGH2OGH2GCO2G不可逆反應絕大多數(shù)反應都可逆，極少數(shù)反應在已知條件下的逆反應進行的速率極其微小，以至于可忽略，稱為不可逆反應。EG2KCLO32KCL3O2↑加熱，MNO2催化,,55化學反應的限度化學平衡,551可逆反應和化學平衡,,2化學平衡及特征化學平衡狀態(tài)在一定條件下，可逆反應的正、逆反應速率相等的狀態(tài)?；瘜W平衡特征A、動態(tài)平衡反應還在進行，只是正、逆反應速率相等、濃度不在變化，稱為平衡濃度；B、有條件的平衡C、T、P有確定值，只要有一個被破壞，舊平衡就會打破，產(chǎn)生新平衡，稱為化學平衡移動；C、化學平衡是可逆反應的最終狀態(tài)，是反應進行的最大限度。,552平衡常數(shù)及相關(guān)計算,1標準平衡常數(shù)K?在一定溫度下，任何可逆反應達平衡時各生成物相對濃度相對分壓以其計量系數(shù)為指數(shù)的乘積與各反應物相對濃度相對分壓以其計量系數(shù)為指數(shù)的乘積的比值為一常數(shù)，稱標準平衡常數(shù)K?。,標準平衡常數(shù)K?的表達式與J相同，不同之處在于式中各組分的濃度或分壓均為平衡時的濃度或分壓。,1標準平衡常數(shù)K?,ΔRGMΔRG?MRTLNJ,化學反應等溫方程式,ΔRGM＝0，則JK?,體系處于平衡狀態(tài)，,注意,單位為,,K?平衡常數(shù)的意義,（1）K?是化學反應的一個特征常數(shù)，標志反應進行程度或趨勢，K?越大，反應進行的程度越大，但不能說明反應速率大。K?1，不管從正反應還是從逆反應開始，都不能進行到底。,（2）K?表達式中各物質(zhì)的濃度是達到平衡時濃度，而不是起始濃度。,（3）K?與反應的本性有關(guān)，與濃度無關(guān)。,（4）K?與溫度有關(guān)，T一定，是個定值，T升高，K?發(fā)生變化。,（5）活化能不影響K?值，K?不受催化劑的影響。,,,P97【例58】已知反應COG＋H2OGCO2G＋H2G，在1123K時，為10，現(xiàn)將20MOLCO和30MOLH2O混合，并在該溫度下達平衡，試計算CO的轉(zhuǎn)化率。,平衡轉(zhuǎn)化率（又稱理論轉(zhuǎn)化率或最高轉(zhuǎn)化率）,,解設(shè)平衡時系統(tǒng)內(nèi)CO2物質(zhì)的量為X，則,CO2G＋H2GCOG＋H2OG起始Ｎ/MOL203000平衡Ｎ/MOL20－X30－XXX利用公式，將平衡分壓代入,,,解方程X002,CO的轉(zhuǎn)化率,,553多重平衡規(guī)則如果某反應可以由幾個反應相加或相減得到，則該反應的平衡常數(shù)等于幾個反應平衡常數(shù)之積或商。方程式運算平衡常數(shù)運算－÷AA根據(jù)多重平衡規(guī)則，人們可用若干個已知反應的平衡常數(shù)，按上述規(guī)則求得某些其他反應的平衡常數(shù)，而無須一一通過實驗求得。,,【例57】1已知，求①②③2已知，求。①②③②2－①得③，故,,,,【例59】已知下列反應在1123K時的標準平衡常數(shù)1C石墨CO2G2COG1310142COGCL2GCOCL2G60103計算反應3C石墨CO2G2CL2G2COCL2G在1123K時的。,,,,,解反應式3反應式12反應式213101460103247109,,554影響化學平衡的因素因條件改變從舊的平衡狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)樾碌钠胶鉅顟B(tài)的過程稱為化學平衡的移動。平衡移動的總規(guī)律1887法呂查德里假如改變平衡體系的條件之一C、P、T，平衡就向減弱這種改變的方向移動定性本節(jié)講化學平衡移動的方向定量計算方法（）。,,,用判斷反應方向（或平衡移動方向）。的正負號決定于J和的相對大小。對等溫等壓下的化學反應正向移動；，平衡狀態(tài)；正向非自發(fā)，逆向自發(fā)。,,554影響化學平衡的因素,,1濃度對化學平衡的影響K?不變，J改變增加反應物濃度（或氣體分壓）或減少生成物濃度（或氣體分壓），使JKΘ，平衡將向逆反應方向移動。,,554影響化學平衡的因素,【例】利用熱力學數(shù)據(jù)計算下述反應C石墨CO2G2COG1在標準態(tài)及溫度分別為298K和1000K時的標準平衡常數(shù)和反應方向；21000K時,當PCO200KPA,PCO2800KPA時,該反應方向。解1,,,,,,在標準態(tài)及298K下，反應逆向進行。,,,,,,在標準態(tài)及1000K下，反應能正向進行。,2,該狀態(tài)下，反應正向進行。,或解,例59反應FE2AQAGAQFE3AQAGS開始前濃度是0100100010MOLL1。已知K?29815K298，求（1）反應開始后向何方進行（2）平衡時AG、FE2、FE3的濃度各為多少（3）如果保持平衡時的AG、FE3的濃度不變，而加入FE2使其濃度變?yōu)镃FE2030MOLL1，此時反應會不會移動向何方移動,解1開始時,J＜K?，反應向正方向進行。,（2）FE2AQAGAQFE3AQAGS,濃度變化–X–XXMOLL1,平衡濃度010–X010–X001XMOLL1,開始時0100100010MOLL1,CFE3001000130023MOLL1，CFE2CAG010–00130087MOLL1,X0013MOLL1,（3）濃度對平衡移動的影響,JK?，反應正向移動。,CFE2030MOLL1,反應物濃度增加↑,,2壓力對化學平衡的影響K?不變，J改變本質(zhì)同濃度，不同在于改變系統(tǒng)總壓時，所有氣體組分的濃度或分壓同時改變且變化倍數(shù)相同。氣相反應AAGBBGDDGEEG反應前后氣體分子數(shù)的變化為，反應前后氣體分子數(shù)增加；，反應前后氣體分子數(shù)減少；，反應前后氣體分子數(shù)不變。,,,,2壓力對化學平衡的影響K?不變，J改變等溫下增加壓力使系統(tǒng)總體積減小，平衡向氣體分子總數(shù)減小的方向移動；減小壓力使系統(tǒng)總體積增大，平衡向氣體分子總數(shù)增加的方向移動；若反應前后氣體分子總數(shù)不變，則改變壓力平衡不發(fā)生移動。,,,,若引入“惰性”氣體不參與反應的氣體等溫等容下，對平衡無影響；等溫等壓下，“惰性”氣體的引入使系統(tǒng)體積增大，平衡向氣體分子總數(shù)增加的方向移動。因壓力對固體和液體狀態(tài)的影響很小，因此在研究多相反應的化學平衡系統(tǒng)時，只須考慮氣態(tài)物質(zhì)反應前后分子數(shù)的變化即可。,,3溫度對化學平衡的影響K?改變，J改變1范特霍夫公式,,,,,2溫度對化學平衡的影響由此公式可得升高溫度，吸熱反應方向的K?增大，化學平衡向吸熱反應方向移動；降低溫度，放熱反應方向的K?增大，化學平衡向放熱反應方向移動。,,例511高壓鍋水沸騰時蒸氣壓為150KPA，已知,求水在沸騰時的溫度,解水在標態(tài)下，沸騰溫度100℃，T1373K，此時,解得T2384K,,設(shè)水在高壓鍋內(nèi)沸騰溫度為T2,56化學反應速率,THEEND,THANKSFORYOURATTENTION,

簡介：流體力學,哈爾濱工業(yè)大學－精品課程－流體力學,,流體力學”的配套教材，內(nèi)容包括流體力學的研究任務(wù)、方法及流體的主要力學性質(zhì)；流體靜力學；流體動力學基礎(chǔ)；明渠流；堰流與閘孔出流；滲流；氣體動力學基礎(chǔ)；湍流射流。本書符合人才培養(yǎng)目標及課程的基本要求，深度適宜，科學理論與概念闡述準確，注重理論聯(lián)系實際。與本書配套的有教學軟件和試題庫，可供讀者使用。,流體力學,流體力學,,,,第一章緒論,第二章流體靜力學,第三章流體動力學,第四章相似和量綱分析,第五章管中流動,第六章孔口和縫隙流動,第七章氣體的一元流動,,第一章緒論,,,§11流體力學研究的內(nèi)容和方法,§12流體的概念及其模型化,§13流體的主要物理性質(zhì),,,第二章流體靜力學,,,,§21平衡流體上的作用力,§22流體的平衡微分方程,§23重力場中的平衡流體,§24靜壓強的計算,§25平衡流體對壁面的作用力,,,§26液體的相對平衡,第三章流體動力學,,,,§31描述流體運動的兩種方法,§32流體運動中的一些基本概念,§33連續(xù)方程式,§34理想流體的運動微分方程,§35伯努利方程及其應用,§36動量方程及其應用,,,第四章相似和量綱分析,,§42?定理和量綱分析的應用,,,§4–1相似原理,第五章管中流動,,§51雷諾實驗,,§52圓管中的層流,,§53圓管中的湍流,§54管道中的局部阻力,,,第六章孔口和縫隙流動,,,,,,第七章氣體的一元流動,§8?1聲速和馬赫數(shù),§8–2一元氣流的基本方程和流動特性,§8–3理想氣體一元等熵流動的特征,§8–4收縮噴管與拉伐爾噴管的計算,,,第一章緒論,流體力學研究的主要內(nèi)容1、建立描述流體平衡和運動規(guī)律的基本方程；2、確定流體流經(jīng)各種通道時速度、壓強的分布規(guī)律；3、探求流體運動中的能量轉(zhuǎn)換及各種能量損失的計算方法；4、解決流體與限制其流動的固體壁面間的相互作用力。,,,§11流體力學研究的內(nèi)容和方法,流體力學的研究方法1、較嚴密的數(shù)學推理；2、實驗研究；3、數(shù)值計算。,,,§12流體的概念及其模型化一、流體的物質(zhì)屬性1、流體與固體,流體可承受壓力，幾乎不可承受拉力，承受剪切力的能力極弱。易流性在極小剪切力的作用下，流體就將產(chǎn)生無休止的（連續(xù)的）剪切變形（流動），直到剪切力消失為止。流體沒有一定的形狀。固體具有一定的形狀。,固體既可承受壓力，又可承受拉力和剪切力，在一定范圍內(nèi)變形將隨外力的消失而消失。,,,2、液體和氣體氣體遠比液體具有更大的流動性。氣體在外力作用下表現(xiàn)出很大的可壓縮性。,二、流體質(zhì)點的概念及連續(xù)介質(zhì)模型流體質(zhì)點流體中由大量流體分子組成的，宏觀尺度非常小，而微觀尺度又足夠大的物理實體。（具有宏觀物理量?、T、P、V等）,連續(xù)介質(zhì)模型流體是由無窮多個，無窮小的，彼此緊密毗鄰、連續(xù)不斷的流體質(zhì)點所組成的一種絕無間隙的連續(xù)介質(zhì)。,,,§13流體的主要物理性質(zhì),一、密度LIM?MKG/M3?V?0?V流體密度是空間位置和時間的函數(shù)。,,,,,?V?M?PX,Y,Z,Z,X,Y,,,,?P,KG/M3,對于均質(zhì)流體,二、壓縮性可壓縮性流體隨其所受壓強的變化而發(fā)生體積（密度）變化的性質(zhì)。,,,,M2/N,式中DV流體體積相對于V的增量；V壓強變化前為P時的流體體積；DP壓強相對于P的增量。,體積壓縮率（體積壓縮系數(shù)）,K?不易壓縮。一般認為液體是不可壓縮的（在P、T、V變化不大的“靜態(tài)”情況下）。則?常數(shù),,,體積（彈性）模量,或,N/M2,三、液體的粘性1、粘性的概念及牛頓內(nèi)摩擦定律,流體分子間的內(nèi)聚力流體分子與固體壁面間的附著力。內(nèi)摩擦力相鄰流層間，平行于流層表面的相互作用力。,,,,,,,,,,,,,,,定義流體在運動時，其內(nèi)部相鄰流層間要產(chǎn)生抵抗相對滑動（抵抗變形）的內(nèi)摩擦力的性質(zhì)稱為流體的粘性。,Y,X,?,V。,VDVV,,,,,Y,DY,,,,,,?,?,,,,,,,,,,,,,,,,,V0,F,內(nèi)摩擦力以切應力表示式中Μ與流體的種類及其溫度有關(guān)的比例常數(shù)；速度梯度（流體流速在其法線方向上的變化率）。,,,,牛頓內(nèi)摩擦定律,2、粘度及其表示方法粘度代表了粘性的大小Μ的物理意義產(chǎn)生單位速度梯度，相鄰流層在單位面積上所作用的內(nèi)摩擦力（切應力）的大小。,,,常用粘度表示方法有三種動力粘度Μ單位PA?S（帕秒）1PA?S1N/M2?S,相對粘度其它流體相對于水的粘度恩氏粘度oE中、俄、德使用賽氏粘度SSU美國使用雷氏粘度R英國使用巴氏粘度oB法國使用用不同的粘度計測定,,,運動粘度單位M2/S工程上常用10–6M2/S厘斯MM2/S,油液的牌號攝氏40oC時油液運動粘度的平均厘斯MM2/S值。,3、粘壓關(guān)系和粘溫關(guān)系〈1〉粘壓關(guān)系壓強??其分子間距離?（被壓縮）?內(nèi)聚力??粘度?一般不考慮壓強變化對粘度的影響?！?〉粘溫關(guān)系（對于液體）溫度??內(nèi)聚力??粘度???溫度變化時對流體粘度的影響必須給于重視。,,,,,4、理想流體的概念理想流體假想的沒有粘性的流體。Μ0?0實際流體事實上具有粘性的流體。,,,小結(jié),1、流體力學的任務(wù)是研究流體的平衡與宏觀機械運動規(guī)律。,2、引入流體質(zhì)點和流體的連續(xù)介質(zhì)模型假設(shè)，把流體看成沒有間隙的連續(xù)介質(zhì)，則流體的一切物理量都可看作時空的連續(xù)函數(shù)，可采用連續(xù)函數(shù)理論作為分析工具。,3、流體的壓縮性，一般可用體積壓縮系數(shù)K和體積模量K來描述。在壓強變化不大時，液體可視為不可壓縮流體。,4、粘性是流體最重要的物理性質(zhì)。它是流體運動時產(chǎn)生內(nèi)摩擦力，抵抗剪切變形的一種性質(zhì)。不同流體粘性的大小用動力粘度?或運動粘度?來反映。溫度是影響粘度的主要因素，隨著溫度升高，液體的粘度下降。理想流體是忽略粘性的假想流體。,應重點理解和掌握的主要概念有流體質(zhì)點、流體的連續(xù)介質(zhì)模型、粘性、粘度、粘溫關(guān)系、理想流體。流體區(qū)別于固體的特性。還應熟練掌握牛頓內(nèi)摩擦定律及其應用。,,,第二章流體靜力學,平衡（靜止）,,絕對平衡流體整體對于地球無相對運動。相對平衡流體整體對于地球有相對運動，但流體質(zhì)點間無相對運動。,平衡流體內(nèi)不顯示粘性，所以不存在切應力?。,,,§21平衡流體上的作用力一、質(zhì)量力質(zhì)量力與流體的質(zhì)量有關(guān)，作用在某一體積流體的所有質(zhì)點上的力。（如重力、慣性力）,,,FX、FY、FZ單位質(zhì)量力在直角坐標系中X、Y、Z軸上的投影。,單位質(zhì)量力單位質(zhì)量流體所受到的質(zhì)量力。,單位質(zhì)量力（數(shù)值等于流體加速度）。,二、表面力表面力由于?V流體與四周包圍它的物體相接觸而產(chǎn)生，分布作用在該體積流體的表面。單位面積上的表面力（應力）法向分量LIM?FN?A?0?A壓強KPA，MPA,,,PP,,,歸納兩點1、平衡流體內(nèi)不存在切向應力，表面力即為法向應力（即靜壓強）；2、絕對平衡流體所受質(zhì)量力只有重力，相對平衡流體可能受各種質(zhì)量力的作用。,,,三、流體靜壓強的兩個重要特性。1、流體靜壓強的方向總是沿著作用面的內(nèi)法線方向。2、平衡流體內(nèi)任一點處的靜壓強的數(shù)值與其作用面的方向無關(guān)，它只是該點空間坐標的函數(shù)。證明在平衡流體中取出一微小四面體ABOC，考察其在外力作用下的平衡條件。,,,,表面力,各個面上的靜壓力,?ABC斜面面積,,,,質(zhì)量力若,則,,質(zhì)量力在三個坐標方向上的投影,,,X方向上的力平衡方程式（?FX0）PX1/2DYDZ?PN?ABCCOSN,X?1/6DXDYDZFX0因?ABCCOSN,X1/2DYDZ?ABC在YOZ平面上的投影則1/2DYDZPX–PN?/6DXDYDZFX0略去三階微量DXDYDZ可得PXPN,,,同理在Y方向上有PYPN在Z方向上有PZPN則有PXPYPZPN即平衡流體中某點處所受的靜壓強是各向同性的。靜壓強是一個標量。其大小由該點所處的空間位置決定。PPX、Y、Z,,,§22流體的平衡微分方程（歐拉平衡微分方程）平衡規(guī)律在靜止條件下，流體受到的靜壓力與質(zhì)量力相平衡。,平衡微分方程的推導從平衡流體中取出一微小正平行六面體微團。,,,體積,分析微小正平行六面體微團受力,一、質(zhì)量力DFMX?DXDYDZFXDFMY?DXDYDZFYDFMZ?DXDYDZFZ,,,二、表面力先討論沿X軸方向的表面力。形心AX、Y、Z處的靜壓強為PAX、Y、Z距A點X軸方向上?1/2DX處的前、后兩個面上的表面力分別為,,,三、平衡微分方程沿X軸方向有?FX0即化簡整理后，將方程兩邊同除以微小六面體的質(zhì)量?DXDYDZ,,,得,,靜止流體的平衡微分方程歐拉平衡微分方程）,方程的物理意義在靜止流體中，作用在單位質(zhì)量流體上的質(zhì)量力與作用在該流體表面上的壓力相平衡。,同理,,,四、綜合表達式將平衡微分方程的三個表達式分別乘以DX、DY、DZ然后相加得,靜壓強的全微分,此式便于積分。對于各種不同質(zhì)量力作用下流體內(nèi)的壓強分布規(guī)律，均可由它積分得到。,,,則,歐拉平衡微分方程的綜合表達式,五、質(zhì)量力的勢函數(shù),對于不可壓縮流體，?常數(shù)。令P/?W，因PPX,Y,Z，則WWX,Y,Z由綜合式有DP/?FXDXFYDYFZDZDW?W/?XDX?W/?YDY?W/?ZDZ,則有FX?W/?X，F(xiàn)Y?W/?Y,FZ?W/?Z,由于坐標函數(shù)WX,Y,Z與質(zhì)量力之間存在著上述關(guān)系，則稱函數(shù)W為質(zhì)量力的勢函數(shù)，這樣的質(zhì)量力稱為有勢質(zhì)量力。,§23重力場中的平衡流體討論重力作用下，不可壓縮平衡流體的壓強分布規(guī)律。一、靜壓強基本公式（方程）對于如圖所示容器中的流體，單位質(zhì)量流體所受質(zhì)量力在各坐標方向上的分量為,,將上述結(jié)果代入歐拉平衡微分方程的綜合表達式得移項后得,,,對于均質(zhì)的不可壓縮流體，?常數(shù)積分上式，則式中C為積分常數(shù),重力作用下、連續(xù)、均質(zhì)、不可壓縮流體的靜壓強基本公式（靜力學基本方程）。,,,如圖若1、2兩點是流體中的任意兩點，則上式可寫成,或,,,二、靜壓強分布規(guī)律取流體中任意一點A，考察該點處靜壓強。對A點和液面上的一點C列寫出靜壓強基本公式或?GZP?GZ0P0整理得PP0?GZ0?ZP0?GH式中HA點處的液深。上式表示了不可壓縮均質(zhì)流體在重力作用下的壓強分布規(guī)律，是流體靜力學中最常用的公式。,,靜壓強分布規(guī)律,,,,對公式的幾點說明1、任意一點的靜壓強由兩部分組成液面壓強P0和液重產(chǎn)生的壓強?GH；2、任意點處的壓強都包含了液面壓強（帕斯卡原理）；3、H??P?,呈直線規(guī)律分布；4、距液面深度相同各點處的壓強均相等。等壓面為一簇水平面。,,,,,三、靜壓強基本公式的物理意義MGZ位置勢能Z單位重力流體對某一基準面的位置勢能位置水頭。,所以,物理意義重力作用下，靜止流體中任意點處單位重力流體的位置勢能與壓強勢能之和（總勢能）為一常數(shù)。,對靜止流體中的A、B兩點列靜壓強基本公式可得,單位重力流體的壓強勢能（壓強水頭）,,,§2?4靜壓強的計算一、靜壓強的計算標準（表示方法）絕對壓強以絕對零值（絕對真空）為計算標準，所表示的壓強。計示壓強（相對壓強、表壓強）以當?shù)卮髿鈮簽橛嬎銟藴剩硎镜膲簭?。真空度以當?shù)卮髿鈮簽橛嬎慊鶞?，小于大氣壓的部分?,,三者之間的關(guān)系如圖或歸納如下絕對壓強大氣壓強計示壓強計示壓強絕對壓強?大氣壓強真空度大氣壓強?絕對壓強,,,二、靜壓強的計量單位1、應力單位PAN/M2,KPA,MPA（法定計量單位）,2、液柱高單位,國外BAR巴1BAR105PAPSI巴斯1PSI689KPA,MH2O,MMHG等,用不同介質(zhì)的液柱高表示壓強時的換算關(guān)系,,,三、壓強的測量,金屬式壓力表機械式,壓力傳感器電測法,液柱式測壓計基于以靜壓強基本公式,,,,§25平衡流體對固體壁面的作用力討論質(zhì)量力僅為重力時平衡流體對壁面的作用力。一、固體平面壁上的作用力（大小、方向、作用點）考察平面壁AB上的作用力。建立坐標LOM如圖。,,,1、平板上的作用力（大小）微元面積DA上的壓強PP0?GH微元面積DA上的微小作用力為DFDFP0?GHDAP0?GLSIN?DA,整個平板AB上的作用力F應為F?ADF?AP0DA?A?GLSIN?DAP0A?GSIN??ALDA式中?ALDALCA面積矩定理式中LC平面A形心C點的L軸坐標。,,,則FP0A?GSIN?LCAP0?GHCAPCA式中HC平面A形心C處的液深；PCC點處的壓強。,上式表明重力作用下，靜止液體對平面壁的作用力等于平面形心處的靜壓強與平面面積的乘積。,,,2、壓力中心（壓力作用點）因FLD?ALDF式中LD平面A壓力中心D點的L軸坐標。將F和DF的表達式代入上式得P0?GHCALD?AP0?GLSIN?LDA,,,IM平面A對M軸的慣性矩；ICM平面A對通過其形心C并與M軸平行的C?C軸的慣性矩典型平面的ICM值可查表獲得。,,,,若P00（液面為大氣壓）,則可得到很簡單的形式可見總有LDLC，二者之間的距離為,壓力中心D作用點液深,,,,,,,若平面A關(guān)于L軸不是對稱的,尚需求出點D的M軸坐標,才能確定壓力中心D的位置則DMD,LD式中IML平面A對M軸和L軸的慣性積。,,,,二、曲面壁上的作用力討論如圖所示的二維曲面（柱面）上的靜止液體的作用力F。設(shè)有一個承受液體壓力的二維曲面AB，其面積為A，曲面在XOZ坐標平面上的投影為曲線AB。液深為H處的微小曲面積DA上的液體微小作用力為DF。DFP0?GHDA,,,1、作用力的水平分力為FX微小水平分力為DFXDFCOS?P0?GHDACOS?P0?GHDAX式中DAX微小曲面積DA在X軸方向或YOZ坐標平面上的投影面積。,,,,,,,,,則FX?AXDFX?AXP0?GHDAXP0AX?G?AXHDAX式中?AXHDAXHCAX曲面A在YOZ平面上的投影面積AX對Y軸的面積矩。HC投影面積AX形心處C的液深。,所以FXP0AX?GHCAXP0?GHCAX作用力的水平分力,2、作用力的垂直分力FZ微小垂直分力為DFZDFSIN?P0?GHDASIN?P0?GHDAZ式中DAZ微小曲面積DA在Z方向上的投影面積。,則FZ?AZDFZ?AZP0?GHDAZP0AZ?G?AZHDAZ顯然，式中?AZHDAZVF曲面AB上方的液體體積，稱為壓力體。,,,,液體對曲面的作用力,,,所以FZP0AZ?GVF作用力的垂直分力,?F的方向與垂直方向的夾角。,F的作用方向,三、壓力體的概念積分式?AZHDAZ純幾何體積。定義由所研究的曲面A，通過曲面A的周界（外緣）所作的垂直柱面，以及對曲面A有作用的液體自由液面（或其延伸面）所圍成的封閉體積，用VF表示，稱為壓力體。,壓力體液重?GVF,,,實壓力體壓力體與受壓面同側(cè)。虛壓力體壓力體與受壓面異側(cè)。,,,例題某水壩用一長方形閘門封住放水口。閘門高L3M，寬B4M，閘門兩邊水位分別為H15M，H22M，閘門垂直放置，試確定1、開啟閘門時繩索的拉力（繩索與水平面的夾角為60?）；2、關(guān)閉閘門時A點處的支承力。,解1、作用在閘門右側(cè)的總壓力為,,,,,總壓力F1的作用點,作用在閘門左側(cè)的總壓力為,總壓力F2的作用點,,將閘門兩側(cè)的水壓力及繩索拉力對轉(zhuǎn)軸O點取矩，應有,即,求得繩索的拉力T3489KN,2、,即,解得FA1744KN,,例題習題232求封閉液體關(guān)閉閘門所需的力F。,解設(shè)液體對弧形閘門（以R為半徑的四分之一圓柱面）的總壓力為P。其垂直指向圓柱面，且作用線通過圓柱曲面的曲率中心。則應有FRPL上式中LRSIN?P對鉸點O的力臂?P的作用線與垂直方向的夾角,需求出,,,,,1、首先求出容器液面壓強P0由U形管差壓計知,2、由PXPCAX,得,,,3、,4、,5、,6、,7、,,,例題一圓柱形壓力水罐（壓力容器）。半徑R05M，長L2M，壓力表讀數(shù)PM2372KPA。試求1、兩端部平面蓋板所受的水壓力；2、上、下半圓筒所受的水壓力。,解1、端蓋板所受的水壓力,,,2、上、下半圓筒所受的水壓力,,,或壓力表用測壓管代替時,相對平衡流體所受的質(zhì)量力重力慣性力,§26液體的相對平衡,除了重力場中的流體平衡問題以外，還有一種在工程上常見的所謂液體相對平衡問題液體質(zhì)點彼此之間固然沒有相對運動，但盛裝液體的容器或機件卻對地面上的固定坐標系有相對運動。如果我們把運動坐標取在容器或機件上，則對于這種所謂的非慣性坐標系來說，液體就成為相對平衡了。,,,工程上常見的流體的相對平衡有兩種1、作勻加速直線運動容器中的液體；2、作等角速旋轉(zhuǎn)運動容器中的液體。,討論作等角速旋轉(zhuǎn)運動容器內(nèi)液體的相對平衡。,如圖，盛有液體的圓柱形容器繞鉛垂軸Z以角速度Ω作旋轉(zhuǎn)運動，液體被甩向外周。當旋轉(zhuǎn)角速度Ω穩(wěn)定不變時，液體形成如圖所示的自由表面，液體質(zhì)點之間不再有相對運動,液體連同容器作整體回轉(zhuǎn)。如果將運動坐標系固結(jié)在回轉(zhuǎn)容器上,且坐標原點取在自由液面的最低點，則液體對運動坐標系形成相對平衡。,,容器作等角速回轉(zhuǎn)運動,,,下面討論其靜壓強分布規(guī)律和等壓面方程。單位質(zhì)量力單位質(zhì)量液體所受質(zhì)量力的各分量為FXΩ2RCOSΘΩ2XFYΩ2RSINΘΩ2YFZ?G式中R流體質(zhì)點到旋轉(zhuǎn)軸的距離；X、YR在兩水平坐標軸上的投影。,此時作用在液體上的質(zhì)量力有兩種重力△W△MG虛構(gòu)的離心慣性力△F△MΩ2R（方向與向心加速度的方向相反）,,,,,將各單位質(zhì)量力的分量代入等壓面微分方程式，可得Ω2XDXΩ2YDY?GDZ0,作不定積分得,一、等壓面方程在等壓面上PC則DP0由平衡微分方程式的綜合表達式可得等壓面微分方程式FXDXFYDYFZDZ0,,,或,自由表面方程在自由表面上，當R0時，Z0，可得積分常數(shù)C0，故自由表面方程為,,,,或,等角速旋轉(zhuǎn)容器中液體的等壓面方程,可見等壓面是一簇繞Z軸的旋轉(zhuǎn)拋物面。,,,,,則,在OXY坐標平面以上的旋轉(zhuǎn)拋物體內(nèi)的液體體積為,,,上式說明,圓柱形容器中的旋轉(zhuǎn)拋物體的體積,恰好是高度為最大超高的圓柱形體積之半。,,,,二、靜壓強分布規(guī)律將前述單位質(zhì)量力的各坐標分量代入平衡微分方程式的綜合表達式中，得DPΡΩ2XDXΩ2YDY–GDZ,,,,,作不定積分，則,由邊界條件當R0時，Z0；PP0,,,,可見等角速旋轉(zhuǎn)容器中液體的靜壓強分布規(guī)律與重力作用下靜止液體中的靜壓強分布規(guī)律形式完全相同。,,,小結(jié),流體靜力學主要研究流體在靜止狀態(tài)下的力學規(guī)律。靜止流體中粘性不起作用，表面力只有壓應力。所以流體靜力學的核心問題是以壓強為中心，主要闡述流體靜壓強的特性、歐拉平衡微分方程、靜壓強的分布規(guī)律、作用在平面壁或曲面壁上的靜壓力的計算方法等。,掌握以下基本概念絕對壓強、相對壓強、真空度、測壓管水頭、壓力體、壓力中心。,掌握靜壓強的兩個重要特性,掌握并熟練運用靜力學基本方程、靜壓強分布規(guī)律（重力作用下），理解其物理意義，,掌握并能運用歐拉平衡微分方程及其綜合表達式，理解其物理意義，,掌握作用在平面壁和曲面壁上的靜壓力的計算方法。,第三章流體動力學動力學比靜力學多了兩個參數(shù)粘度和速度,§31描述流體運動的兩種方法流體運動實際上就是大量流體質(zhì)點運動的總和。描述流體的運動參數(shù)在流場中各個不同空間位置上隨時間連續(xù)變化的規(guī)律。,,,一、拉格朗日法（隨體法）著眼于流場中具體流體質(zhì)點的運動。即跟蹤每一個流體質(zhì)點，分析其運動參數(shù)隨時間的變化規(guī)律。,二、歐拉法（局部法、當?shù)胤ǎ┲塾谀乘矔r流場內(nèi)處于不同空間位置上的流體質(zhì)點的運動規(guī)律。廣泛采用。N流體的運動參數(shù)。NNX,Y,Z,TNXT,YT,ZT,TX,Y,Z,T歐拉變數(shù),用初始時刻T0某流體質(zhì)點具有的空間坐標A,B,C來標識不同的流體質(zhì)點，用流體質(zhì)點的初始坐標A,B,C和時間變量T共同表達流體質(zhì)點的運動規(guī)律XXA,B,C,T、YYA,B,C,T、ZZA,B,C,T。,,,§32流體運動中的一些基本概念一、定常（恒定）流動流體的運動參數(shù)（物理量）N僅僅是空間坐標的函數(shù)，而與時間無關(guān)的流動。即NNX,Y,Z或,二、控制體流場中人為選定的，相對于坐標系有固定位置，有任意確定形狀的空間區(qū)域。,,,三、物理量運動參數(shù)的質(zhì)點導數(shù)隨體導數(shù)物理量的質(zhì)點導數(shù)（全導數(shù)）,,N是時間T的復合函數(shù)，由多元復合函數(shù)求導法則可得,時變導數(shù)當?shù)貙?shù),,,在某一固定空間點上物理量N對時間T的變化率。,,流體質(zhì)點所在空間位置變化，所引起的物理量N對時間T的變化率。,位變導數(shù)遷移導數(shù),,,,對于定常流動（時變導數(shù)為零）對于均勻流動（位變導數(shù)為零）對于不可壓縮流體全導數(shù)為零）,,,,四、一元（維）流動運動參數(shù)僅沿著流動方向變化的流動。,,,五、流線在某一瞬時，液流中的一條條光滑曲線。在該瞬時，位于流線上各點處流體質(zhì)點的速度方向與流線相切。,流線的性質(zhì)流線是一個瞬時概念。定常流動下，流線形狀不隨時間變化。流線不能相交，也不能突然轉(zhuǎn)折。,,,,六、流束過液流中由封閉曲線L圍成的面積A上的每一點作流線，所作流線的集合稱為流束。微小流束當面積A無限縮小趨于零時的流束。,七、過流斷面流束中與所有流線相垂直的截面。,,,,緩變流動流線間基本平行的流動。緩變流動下的過流斷面可近似為一平面。,八、流量單位時間內(nèi)流過某一過流斷面的流體體積。QM3/SL/MIN,DQVDA微小流束過流斷面的流量。Q?AVDA流束過流斷面的流量。,,,九、斷面平均流速假想的過流斷面上各點處都相等的流速。,§33連續(xù)方程式（一元流動）物理本質(zhì)控制體中流體質(zhì)量的增量，必然等于同一時間內(nèi)流入與流出控制體的流體質(zhì)量之差。,沿如圖所示的流束表面及兩個過流斷面A1、A2取出控制體。,,,單位時間內(nèi)流入、流出控制體的流體質(zhì)量之差等于該控制體內(nèi)流體質(zhì)量（密度）的變化率。,,,一、定常流動,二、對于不可壓縮流體流動?CONST則即流過流束各斷面的流量都相等，但流速與過流斷面積成反比。,則,直角坐標系下微分形式的連續(xù)性方程,1、連續(xù)性微分方程的一般形式,在流場中取一微元平行六面體作為控制體邊長分別為DX、DY、DZ。,中心點AX,Y,Z流速為VX、VY、VZ，密度為ΡX,Y,Z,T考察在DT時間內(nèi)流入、流出控制體的流體質(zhì)量與控制體內(nèi)流體質(zhì)量變化的關(guān)系。,首先考察沿Y方向流入、流出控制體的流體質(zhì)量。,,,流入質(zhì)量,流出質(zhì)量,在DT時間內(nèi)自垂直于Y軸的兩個面流出、流入的流體質(zhì)量之差為,,,DT時間內(nèi)經(jīng)控制體凈流出的流體質(zhì)量應等于該時間控制體內(nèi)流體質(zhì)量的減少（由質(zhì)量守恒定律）。,即,同理可得自垂直于X、Z軸的平面流出、流入的流體質(zhì)量之差分別為,,,不可壓縮流體的連續(xù)性微分方程,,?CONST,2、不同適用范圍的使用形式,定常流動的連續(xù)性微分方程,,,于是可得流體連續(xù)性微分方程的一般形式為,物理意義不可壓縮流體在單位時間內(nèi)，流出、流入單位空間的流體體積之差等于零。,適用范圍理想、實際，定常流或非定常流的不可壓縮流體。,,,§34流體微團的運動分析,一、流體微團運動的組成,,,亥姆霍茲速度分解定理任一流體微團的運動可以分解為三個運動1、隨同任一基點的平移；2、繞通過這個基點的瞬時軸的旋轉(zhuǎn)運動；3、變形運動（包括角變形和線變形）。,按二維情況,平動,平移線變形,平移角變形,平移旋轉(zhuǎn)運動,實際的流體運動多為平動、轉(zhuǎn)動和變形三種基本運動形式或兩種基本運動形式的組合。,二、流體微團的旋轉(zhuǎn)運動,流體微團的旋轉(zhuǎn)運動對流動分析有很重要的意義。,1、旋轉(zhuǎn)角速度的定義原相互垂直的兩鄰邊的旋轉(zhuǎn)角速度的平均值為流體微團繞某轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角速度ΩIIX,Y,Z。,2、旋轉(zhuǎn)角速度的數(shù)學表達式,A點速度VX、VY,與A點相鄰的D點速度,,,AD邊的旋轉(zhuǎn)角,同理AB邊的旋轉(zhuǎn)角,AD邊與AB邊的旋轉(zhuǎn)角速度分別為,,,（順時針為負）,（逆時針為正）,由旋轉(zhuǎn)角速度的定義，可得流體質(zhì)點繞Z軸的旋轉(zhuǎn)角速度ΩZ,同理,,,三、有旋流和無旋流,,,按流體質(zhì)點是否繞自身軸旋轉(zhuǎn)，流動分為有旋流動和無旋流動。,有旋流動（亦稱渦流），ΩX、ΩY、ΩZ中至少有一個不為零。,無旋流動（亦稱有勢流動），,ΩXΩYΩZ0,，,，,或,有無旋僅取決于每個流體微團本身是否旋轉(zhuǎn)，而與流體微團的運動軌跡無關(guān)。,,,,,,,§35理想流體的運動微分方程歐拉運動微分方程仍采用微元體積法在流場中取出一個正平行六面體流體微團。DVDXDYDZ在某瞬時T形心AX,Y,Z處的壓強為PAX,Y,Z,T，形心AX,Y,Z處的速度為VX,VY,VZ，作用在微元平行六面體上的力有質(zhì)量力和

簡介：濕空氣,71濕空氣,1干空氣不含水蒸氣的空氣稱為干空氣。2濕空氣含水蒸氣的空氣稱為濕空氣。,濕空氣干空氣＋水蒸氣,1濕空氣,,2飽和濕空氣與未飽和濕空氣,1未飽和濕空氣是由干空氣與過熱蒸汽組成的混合物。,2飽和濕空氣是由干空氣與飽和組成的混合物。,未飽和濕空氣干空氣＋過熱蒸汽,飽和濕空氣干空氣飽和蒸汽,根據(jù)濕空氣中水蒸氣的蒸汽狀態(tài)不同可以分為,第7章濕空氣,第7章濕空氣,72濕空氣的參數(shù),對于干空氣有,對于水蒸氣有,,濕空氣的壓力,721濕空氣的壓力,濕空氣總壓力干空氣的分壓力水蒸氣的分壓力,,,,,,,,,P,V,T,PV,S,,2,,T,3,1,,,,,,,PV,3,1,,,,,,2,,狀態(tài)1為未飽和濕空氣狀態(tài)2、3為飽和濕空氣,露點,,絕熱飽和過程濕球溫度,,,,,,,,,,,,,,干球溫度計,濕球溫度計,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,大氣,,,,,,,,干濕球溫度計工作過程圖圖,干濕球溫度計示意圖,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,40353025201510505℃,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,,,,,,,,,,,5℃,0℃,5℃,10℃,15℃,20℃,25℃,30℃,35℃,40℃,干球溫度T,濕球溫度TW,相對濕度,干球溫度濕球溫度與相對濕度關(guān)系曲線圖,723濕空氣的濕度,,3含濕量（比濕度）,,724濕空氣的焓、熵、比體積,73濕空氣的焓濕圖,,第7章濕空氣731焓濕圖的結(jié)構(gòu),,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,TS,T1,T2,T3,T4,0,,,,,,,0Ω1Ω2Ω3Ω4Ω5,,T5,T,,,,,,,,,,,,0005101520253035404550556065,水蒸氣的分壓力PV102PA,Φ＝100,?常數(shù),?I,H常數(shù),溫度T℃,,,,含濕量ΩG/KG干空氣）,,,濕空氣的焓濕圖生成圖,第7章濕空氣732焓濕圖,干球溫度T、濕球溫度TW、露點溫度TD之間的關(guān)系,未飽和濕空氣,飽和濕空氣,,,,,,,,T,H,TW,TD,,,,,,,干球溫度T、濕球溫度TW、露點溫度TD之間的關(guān)系,第7章濕空氣732焓濕圖,74濕空氣過程,741濕空氣的加熱過程或冷卻過程,濕空氣的加熱與冷卻過程示意圖,第7章濕空氣,,濕空氣的加熱和冷卻過程在焓濕圖上的表示,,,濕空氣的加熱及冷卻過程在焓濕圖上的表示,第7章濕空氣741濕空氣的加熱過程或冷卻過程,,,,,,1,2,?１,?２,?100,H0,H2,0,,,,H1,,,,T1,T2,T0,?0,,,,,,,,圖中01為加熱過程,02為冷卻過程。,742濕空氣的絕熱加濕過程,濕空氣的絕熱加濕過程示意圖,第7章濕空氣,濕空氣的絕熱加濕過程在焓濕圖上的表示,濕空氣的絕熱加濕過程在焓濕圖上的表示,第7章濕空氣742濕空氣的絕熱加濕過程,743濕空氣的加熱、加濕過程,濕空氣的加熱加濕過程的示意圖,第7章濕空氣,濕空氣的加熱加濕過程在焓濕圖上的表示,,濕空氣加熱加濕過程在焓熵圖上的表示,第7章濕空氣743濕空氣的加熱加濕過程,第7章濕空氣,濕空氣的冷卻去濕過程在焓濕圖上的表示,,,濕空氣的冷卻去濕過程在焓熵圖上的表示,第7章濕空氣744濕空氣的冷卻去濕過程,若在冷卻去濕裝置出口添加一加熱器就構(gòu)成了空氣調(diào)節(jié)設(shè)備。將該空調(diào)過程在焓濕圖上表示如下,,,,,,,,,,,,,,,,,?100,1,２,3,H2,T2,T1,?1,?3,H1,T3,,H3,,第7章濕空氣744濕空氣的冷卻去濕過程,745濕空氣的絕熱混合過程,,濕空氣的絕熱混合過程過程,第7章濕空氣,,濕空氣的絕熱混合過程在焓濕圖上的表示,,,濕空氣的絕熱混合過程在焓熵圖上的表示,第7章濕空氣745濕空氣的絕熱混合過程,中央空調(diào)冷卻塔,746濕空氣的蒸發(fā)冷卻過程,中央空調(diào)冷卻塔,冷凍機組的冷卻水系統(tǒng),第7章濕空氣746濕空氣的蒸發(fā)冷卻過程,電廠冷卻塔,,水泵,,電廠冷卻塔工作過程圖,冷卻水出口,電廠冷卻水系統(tǒng),,,第7章濕空氣746濕空氣的蒸發(fā)冷卻過程,

簡介：,第3章平面任意力系,?作業(yè),31,32,33,34,35,36,重力壩受力情況如圖所示。設(shè)G1450KN，G2200KN，F(xiàn)1300KN，F(xiàn)270KN。求力系的合力FR的大小和方向余弦,合力與基線OA的交點到O點的距離X，以及合力作用線方程。,,,,9M,,,,,,,,,,,,,,,,,3M,15M,39M,57M,,3M,X,Y,A,B,C,O,,,,F2,,如圖所示為一懸臂梁，A為固定端，設(shè)梁上受強度為Q的均布載荷作用，在自由端B受一集中力F和一力偶M作用，梁的跨度為L，求固定端的約束力。,如圖所示組合梁由AC和CD在C處鉸接而成。梁的A端插入墻內(nèi)，B處鉸接一二力桿。已知F20KN，均布載荷Q10KN/M，M20KNM，L1M。試求插入端A及B處的約束力。,,,如圖所示為曲軸沖床簡圖，由輪I，連桿AB和沖頭B組成。A，B兩處為鉸鏈連接。OAR，ABL。如忽略摩擦和物體的自重，當OA在水平位置，沖壓力為F時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。求（1）作用在輪I上的力偶之矩M的大小；（2）軸承O處的約束反力；（3）連桿AB受的力；（4）沖頭給導軌的側(cè)壓力。,,作業(yè)34,?平面任意力系,,,組合梁AC和CE用鉸鏈C相連，A端為固定端，E端為活動鉸鏈支座。受力如圖所示。已知L8M，F(xiàn)5KN，均布載荷集度Q25KN/M，力偶矩的大小M5KNM，試求固端A，鉸鏈C和支座E的約束力。,,,自重為G100KN的T字形剛架ABD，置于鉛垂面內(nèi)，載荷如圖所示，其中M20KNM，F(xiàn)400KN，Q20KN/M，L1M。試求固定端A的約束力。,,,,第3章平面任意力系,?參考解答,31,32,33,34,35,36,重力壩受力情況如圖所示。設(shè)G1450KN，G2200KN，F(xiàn)1300KN，F(xiàn)270KN。求力系的合力FR的大小和方向余弦,合力與基線OA的交點到O點的距離X，以及合力作用線方程。,,作業(yè)31,?平面任意力系,,,,9M,,,,,,,,,,,,,,,,,3M,15M,39M,57M,,3M,X,Y,A,B,C,O,,,,F2,,1求力系的合力FR的大小和方向余弦。,將力系向O點簡化，得主矢和主矩，如右圖所示。,主矢的投影,,,解,,3M,Y,,9M,,,,,,,,,,,,,,,,15M,39M,57M,,3M,X,A,B,C,O,,,,F2,,,作業(yè)31,?平面任意力系,所以力系合力FR的大小,方向余弦,則有,,,,,作業(yè)31,?平面任意力系,2求合力與基線OA的交點到O點的距離X。,,,,,A,O,C,,,,,,FR,,,,,,,,FRY,FRX,,,X,,所以由合力矩定理得,其中,故,解得,因為力系對O點的主矩為,,,,,作業(yè)31,?平面任意力系,設(shè)合力作用線上任一點的坐標為（X，Y，將合力作用于此點，則,3求合力作用線方程。,,,,,A,O,C,,,,,FR,FRY,FRX,,,X,,,X,Y,可得合力作用線方程,即,,,,,,作業(yè)31,?平面任意力系,如圖所示為一懸臂梁，A為固定端，設(shè)梁上受強度為Q的均布載荷作用，在自由端B受一集中力F和一力偶M作用，梁的跨度為L，求固定端的約束力。,2列平衡方程,3解方程,,1取梁為研究對象，受力分析如圖,解,,,如圖所示組合梁由AC和CD在C處鉸接而成。梁的A端插入墻內(nèi)，B處鉸接一二力桿。已知F20KN，均布載荷Q10KN/M，M20KNM，L1M。試求插入端A及B處的約束力。,,,1以整體為研究對象，受力分析如圖所示。,列平衡方程,解,,,2再以梁CD為研究對象，受力分析如圖所示,列平衡方程,聯(lián)立求解方程可得,,,如圖所示為曲軸沖床簡圖，由輪I，連桿AB和沖頭B組成。A，B兩處為鉸鏈連接。OAR，ABL。如忽略摩擦和物體的自重，當OA在水平位置，沖壓力為F時系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)。求（1）作用在輪I上的力偶之矩M的大小；（2）軸承O處的約束反力；（3）連桿AB受的力；（4）沖頭給導軌的側(cè)壓力。,,,1取沖頭為研究對象，受力分析如圖所示。,列平衡方程,解方程得,解,,,2取輪I為研究對象，受力分析如圖所示。,列平衡方程,解方程得,,,組合梁AC和CE用鉸鏈C相連，A端為固定端，E端為活動鉸鏈支座。受力如圖所示。已知L8M，F(xiàn)5KN，均布載荷集度Q25KN/M，力偶矩的大小M5KNM，試求固端A，鉸鏈C和支座E的約束力。,,,,1取CE段為研究對象。,解,2受力分析如圖。,4聯(lián)立求解。FE25KN，F(xiàn)C25KN,3列平衡方程。,,,6列平衡方程。,7聯(lián)立求解。FA15KN，MA－25KN,,,5取AC段為研究對象，受力分析如圖。,,,自重為G100KN的T字形剛架ABD，置于鉛垂面內(nèi)，載荷如圖所示，其中M20KNM，F(xiàn)400KN，Q20KN/M，L1M。試求固定端A的約束力。,,,1取T字形剛架為研究對象，受力分析如圖。,解,,,2按圖示坐標，列寫平衡方程。,3聯(lián)立求解。,,,

簡介：疾病狀態(tài)下的臨床藥物代謝動力學,,為什么學習生理、病理狀態(tài)下藥動學,,制定合理的給藥方案,,,,,教學要求及目標,,臨床常見的肝病,第一節(jié)肝臟功能異常時的臨床藥動學,肝硬化,脂肪肝,酒精性肝炎,肝癌,,哪些因素會引起藥物代謝動力學的改變,肝清除率是單位時間內(nèi)肝臟清除藥物的總量與當時血藥濃度的比值,一、肝清除率下降,肝消除量LHQHCAQHCV,肝消除比,藥物在肝中的代謝是多種酶介導的藥物代謝,一、肝清除率下降,肝內(nèi)在清除率消除速率與酶部位游離濃度之比,一、肝清除率下降,肝血流限速藥物（FLOWLIMITEDDRUG）,1肝清除率CLH與QH、FUB、CLINT，H有關(guān),肝代謝活性限速藥物（CAPACITYLIMITEDDRUG）,特別提示對于肝代謝活性限速藥物，當藥物與蛋白結(jié)合率〉90，蛋白結(jié)合的變化對藥物的清除率影響很大，此藥物稱為蛋白結(jié)合敏感型藥物（PROTEINBINDINGSENTIVEDRUG）,第一節(jié)肝臟功能異常時的臨床藥物代謝動力學,2肝臟攝取藥物的百分比為EH，則從肝臟排除的藥物為1EH，如果藥物僅從肝清除，則生物利用度F1EH,EH＜03為低抽取比藥物肝臟代謝這類藥物的能力低，受QH影響小，口服后首關(guān)效應不明顯，生物利用度高。如卡馬西平、對乙酰氨基酚、華法林、苯妥英鈉、潑尼松龍等EH＞05為高抽提取藥物肝臟代謝這類藥物的能力較強，受QH量影響較大，口服后首關(guān)效應明顯，生物利用度低。如拉貝洛爾、利多卡因、嗎啡、普萘洛爾、氫化可的松、美托洛爾等。,第一節(jié)肝臟功能異常時的臨床藥物代謝動力學,藥物的肝清除率主要取決于肝血流量和肝藥酶活性。肝病狀態(tài)時，肝血流量↓、肝藥酶活性↓→藥物肝清除率↓→藥物易蓄積中毒。,臨床應用肝硬化病人肝硬化時，肝細胞破壞→CYP的含量和活性↓→CLINTH肝硬化→QH↓,,CLH↓→C↑,二、CYP酶含量和活性下降,,,,1,,2,急性肝病時，酶活性幾乎不發(fā)生變化，而慢性肝病時CYP酶的活性則明顯降低，從而導致藥物肝清除率下降。下降降程度以肝臟病變嚴重的肝硬化為甚,肝硬化時，肝硬化時除酶的含量明顯降低，同時其活性也有明顯的下降。據(jù)報道肝硬化時CYP酶的總量及CYP2D6、CYP2E1、CYP3A4的活性均明顯下降,第一節(jié)肝臟功能異常時的臨床藥物代謝動力學,【案例分析1】,第一節(jié)肝臟功能異常時的臨床藥物代謝動力學,【案例分析2】羅哌卡因是一種新型、長效的局麻藥，臨床常用于硬膜外麻醉。該藥主要經(jīng)肝代謝，其代謝產(chǎn)物經(jīng)腎排泄，故人體肝功能狀況直接影響其代謝過程。尤其該藥在體內(nèi)代謝符合二室模型。肝功能正常和異常時，藥代動力學參數(shù)如下。,1不同肝病狀態(tài)下，藥動力學參數(shù)有何不同2如何根據(jù)藥動力學參數(shù)的變化調(diào)整給藥方案,血漿蛋白結(jié)合率降低的原因蛋白合成功能↓→血漿蛋白結(jié)合率↓→游離藥物濃度↑肝功能異?！舅?、膽紅素及尿素等內(nèi)源性物↑→藥物競爭血漿蛋白結(jié)合部位→血漿蛋白結(jié)合率↓→游離藥物濃度↑,三、藥物與血漿蛋白結(jié)合率降低,上述原因?qū)е滤幬镅獫{蛋白結(jié)合率下降，血漿中游離型藥物增多，表觀分布容積增大，藥物消除減慢，容易在體內(nèi)蓄積中毒。,第一節(jié)肝臟功能異常時的臨床藥物代謝動力學,【案例分析】利多卡因在體內(nèi)主要與Α1酸性糖蛋白結(jié)合，下列不同組肝硬化患者研究中，Α1酸性糖蛋白的含量與利多卡因游離濃度呈負相關(guān)，解釋其原因。,,正常肝臟血流量15L/MIN,,肝臟血流速度的減少對于游離型肝血流限速藥物和肝代謝限速藥物濃度的影響是不同的,肝硬化時肝外側(cè)支循環(huán)形成，門靜脈血流的5075不經(jīng)肝臟進入體循環(huán)，導致肝血流速度明顯降低,四、肝血流速度降低,【案例分析】肝硬化患者血流速度降低，利多卡因清除率明顯降低，而華法林的肝清除率下降則不明顯，試解釋其原因。,四、肝血流速度降低,,門靜脈回流受阻，血流量↓,CLINT↓→EH↓,肝側(cè)支循環(huán)建立，血液被分流,首關(guān)效應↓生物利用度↑,五、首關(guān)效應降低和生物利用度增加,高提取比藥物如利多卡因、普萘洛爾、噴他佐辛等首關(guān)效應非常明顯，AUC和生物利用度增加顯著。甲苯磺丁脲和茶堿幾乎無首關(guān)效應，其AUC和生物利用度變化不明顯。,【臨床案例】Α、Β受體阻斷藥拉貝洛爾易從肝臟清除，慢性肝疾病患者靜脈注射后藥物代謝動力學參數(shù)無明顯變化，但口服后給藥后，拉貝洛爾的CMAX和AUC分別增加4倍和29倍，生物利用度也增加3363。,五、首關(guān)效應降低和生物利用度增加,肝疾病時，需要考慮的因素肝病的種類、肝病的嚴重程度生理、病理因素并存等聯(lián)合用藥如酶誘導抑制藥、肝損害的藥方案調(diào)整依靠經(jīng)驗治療指數(shù)低的藥物；肝硬化患者，從小劑量開始，調(diào)整劑量或間隔，必要時治療藥物監(jiān)測臨床檢驗值提示肝酶活性降低，血清白蛋白低于30G/L；凝血酶原時間低于正常值的80文獻參考值肝硬化患者,六、肝疾患用藥時的注意事項,腎功能異常,腎血流量,腎濾過率,腎小管分泌,腎重吸收,第二節(jié)腎臟功能異常時的臨床藥物代謝動力學,（1）藥物的吸收減少以及生物利用度改變尿毒癥→胃炎→使消化道管壁水腫→吸收↓腎排泄功能↓→血氨和胃內(nèi)氨濃度↑→胃內(nèi)PH↑→弱酸性藥物的解離度↑→生物利用度↓腎衰竭→消化道吸收障礙→首關(guān)效應↓→生物利用度↑如Β受體阻斷藥（普奈洛爾）、雙氫可待因及右丙氧芬，慢性腎衰竭患者單次口服后AUC和CMAX明顯高于健康受試者,一、腎臟功能異常時臨床藥物代謝動力學的變化,（2）藥物血漿蛋白結(jié)合率以及分布容積的改變腎功能障礙時，藥物蛋白結(jié)合率視藥物性質(zhì)而定。弱酸性藥物與血漿白蛋白結(jié)合率↓，而弱堿性藥物與血漿Α1酸性糖蛋白結(jié)合率可能不變（如普萘洛爾），也可能降低（如地西泮、嗎啡等）。降低的原因①合成減少；②內(nèi)源性物質(zhì)或代謝產(chǎn)物蓄積競爭；③結(jié)合部位發(fā)生結(jié)構(gòu)或構(gòu)型改變，親和力降低注意腎移植和排斥反應的影響腎功能不全，低蛋白血癥，蛋白結(jié)合率低，游離藥物濃度升高，表觀分布容積增大，如苯妥英鈉、頭孢菌素類等。但是很多藥物的表觀分布容積無明顯變化，如地高辛不僅不增高反而降低。,一、腎臟功能異常時臨床藥物代謝動力學的變化,一、腎臟功能異常時臨床藥物代謝動力學的變化,（3）藥物的代謝的改變主要經(jīng)肝臟代謝消除的藥物，腎功能不全時其消除速度發(fā)生變化。藥物經(jīng)第Ⅰ相氧化反應如苯妥英鈉、氨基比林。代償性的肝代謝亢進所致；藥物經(jīng)第Ⅱ相反應如葡萄糖醛酸或硫酸結(jié)合反應后，其消除幾乎不受腎功能不全的影響，但在乙酰化代謝后，其消除速度減慢腎功能不全時，腎臟代謝能力也會降低，如亞胺培南，其在腎臟可被脫氫肽酶水解，當腎功能不全時，酶活性也降低。對于肝功能正常的腎臟疾病患者，當代謝是藥物主要消除途徑時，可出現(xiàn)多種情況，較難預測。不同藥物的代謝速度有不同影響。,一、腎臟功能異常時臨床藥物代謝動力學的變化,（4）藥物的排泄的改變藥物從腎臟排泄或以原型藥物排泄；或經(jīng)過代謝后變成極性高、水溶性強的代謝產(chǎn)物后經(jīng)腎臟排泄。主要經(jīng)腎排泄的藥物，在腎功能不全時原型藥物或其活性代謝產(chǎn)物在體內(nèi)蓄積，消除變慢，藥理作用增強，甚至產(chǎn)生毒性反應一般來說，經(jīng)腎臟排泄比例高的藥物，腎功不全排泄影響大。如替莫普利和依那普利泄，腎功不全時，血濃度升高顯著不同,【案例分析】不同程度腎功能障礙時，抗高血壓藥物替莫普利和依那普利的血藥濃度變化趨勢明顯不同。替莫普利變化不明顯，而依那普利的血藥濃度隨著腎功能障礙程度的加劇明顯升高。試解釋原因。,一、腎臟功能異常時臨床藥物代謝動力學的變化,一、腎臟功能異常時臨床藥物代謝動力學的變化,（4）藥物的排泄的改變藥腎功不全時，消除半衰期延長的原因①腎小球濾過減少40，如地高辛；②腎小管分泌減少存在競爭，如青霉素類；③腎小管重吸收增加如PH降低酸性藥物吸收增加；④腎血流量減少影響腎小球濾過和腎小管分泌功能,1）血肌酐清除率（CREATININECLEARANCE，CLCR）男性參考85125ML/MIN女性參考75115ML/MINA僅根據(jù)血清肌酐值計算B）根據(jù)尿肌酐、尿量和血清肌酐值,YYEAR；TKG；SCRMG/DL,UCR尿肌酐濃度；VU尿量SCR血肌酐濃度；T集尿時間,二、功能不全時給藥方案的調(diào)整,二、功能不全時給藥方案的調(diào)整,2）腎功不全時調(diào)整方案A經(jīng)驗考慮多種因素（程度、排泄比及治療指數(shù)）藥物從腎排泄比低于25，且代謝是滅活反應，或者腎功能為正常人的70，也不必調(diào)整劑量根據(jù)腎功損害程度酌情減少劑量輕度劑量1/2～2/3或時間15～2倍；中度劑量1/5～1/2或時間2～5倍；重度劑量1/10～1/5或時間5～10倍,二、功能不全時給藥方案的調(diào)整,2）腎功不全時調(diào)整方案B劑量調(diào)整系數(shù)的計算或查表,如某患者血肌酐清除率降為30ML/MIN，某藥F09求F109（130/100）037，給藥劑量即為正常劑量的41,【臨床案例】腎功不全患者服用主要經(jīng)腎臟排泄的藥物，已知該藥對腎臟有損害，如何設(shè)計給藥方案如果CLCR降低為2674ML/MIN，又該如何調(diào)整方案【案例分析】腎排泄藥物幾乎以100以原型藥從腎臟排泄，調(diào)整方案有1）劑量不變，延長給藥間隔2給藥間隔不變，減少劑量,二、功能不全時給藥方案的調(diào)整,第三節(jié)充血性心力衰竭和心肌梗死的臨床藥物代謝動力學,（一）藥物吸收減少腸粘膜水腫、淤血→胃排空速度↓、蠕動↓，胃液分泌↓→口服藥物在胃腸道吸收↓→生物利用度↓，如普魯卡因胺50，速度↓循環(huán)血量↓→肌肉組織血流灌注↓→肌內(nèi)注射時藥物吸收可能↓，如地高辛、地西泮等因此，心力衰竭時，應該盡量避免口服或肌內(nèi)注射給藥,一、充血性心力衰竭時藥動學改變,一、充血性心力衰竭時藥動學改變,（二）表觀分布容積變化理論上，心衰引起的水腫導致血管外組織液增加＋心衰引起肝臟淤血導致肝合成白蛋白減少，游離藥物濃度增加→表觀分布容積增大心衰時，有效循環(huán)血量的明顯減少而使藥物的表觀分布容積減少比較常見，這樣給藥劑量不變時，初始濃度明顯增加而導致中毒心衰時，常見藥物分布容積變化氨基比林20↑，利多卡因42↓，普魯卡因胺25↓，茶堿,（三）藥物代謝能力下降心衰時肝臟淤血、低氧血癥及營養(yǎng)不良→CYP酶活性下降→肝清除率下降→藥物在體內(nèi)蓄積中毒，如安替比林為肝代謝活性限速藥物，代謝能力下降，導致清除率下降19，半衰期延長40，AUC增加32心衰時，心排血量下降→肝血流量下降→肝血流限速藥物在肝臟的代謝受到限制，如利多卡因，正常人半衰期為12H，嚴重心衰時，延長為10H,一、充血性心力衰竭時藥動學改變,一、充血性心力衰竭時藥動學改變,（四）臟器血流減少，藥物消除變慢心衰時，心排血量下降＋代償性交感神經(jīng)亢進＋靜脈系統(tǒng)的淤血→臟器血流量↓肝血流量下降→高抽取比藥物的消除↓；靜脈壓升高，肝細胞萎縮、水腫→肝內(nèi)清除率↓→低抽取比藥物消除↓心衰時，腎血流量減少，腎小球率過濾下降，腎清除率↓→主要經(jīng)腎排泄藥物，影響較大，如氨基糖苷類藥物、頭孢菌素類。,心衰時，器官血流量減少，肝酶活性降低，體內(nèi)藥物清除率下降，總體清除率減少，血藥濃度升高，半衰期延長，容易導致藥物在體內(nèi)中毒,（五）首關(guān)效應減少，生物利用度增加心衰時，肝CYP酶活性降低，肝內(nèi)在清除率下降而導致肝臟的首關(guān)效應↓，生物利用度↑，半衰期↑，AUC↑（六）藥物的排泄減少心衰初期，由于代償未被破壞，心排血量的減少和腎血流量的減少對腎小球的率過濾影響不大；隨著病情加劇，由于腎局部腎素、血管緊張素被激活，腎小球高壓→導致藥物排泄降低,一、充血性心力衰竭時藥動學改變,心梗急性期，胃內(nèi)容物排空速度↓→使藥物吸收↓；合并心衰時，導致肝血流量明顯↓，使高抽提比藥物的消除↓心梗時，血漿時Α1酸性糖蛋白含量的變化也會影響某些藥物的體內(nèi)過程。正常人Α1酸性糖蛋白為83MG/100ML，心梗時為153MG/100ML?！九R床案例】心梗時，丙吡胺的血漿游離型藥物減少，結(jié)合型藥物增多，而美西律則無此現(xiàn)象，試解釋原因,二、心肌梗死時臨床藥物代謝動力學的改變,第四節(jié)內(nèi)分泌疾病的臨床藥物代謝動力學,一、甲狀腺疾病的臨床藥物代謝動力學,（一）甲狀腺功能亢進和減退時藥動學的改變1吸收①甲亢時，胃排空速度↑→普萘洛爾、對乙酰氨基酚、奧沙西泮小腸吸收↑；②甲亢時，腸蠕動↑→藥物吸收速度可能↑，也可能↓，如維生素B2和地高辛↓；③甲減時，胃腸道運動減弱，上述情況相反2分布①甲亢時,由于血漿白蛋白和酸性糖蛋白水平↓，蛋白結(jié)合率↓，游離藥物濃度↑，表觀分布容積↑，如普萘洛爾；或者分布容積不變，如茶堿、苯妥英鈉及丙硫氧嘧啶等；②甲低時，分布容積可減少，血藥濃度增加,一、甲狀腺疾病的臨床藥物代謝動力學,（一）甲狀腺功能亢進和減退時藥動學的改變3代謝①甲亢時，甲狀腺素誘導CYP→CYP活性及葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶↑→藥物代謝↑，清除率↑→血藥濃度↓，半衰期↓如對乙酰氨基酚和安替比林；②甲亢時，肝腎血流量↑→肝血流依賴性藥物清除率↑；③甲減時，酶活性↓和肝腎血流量↓→代謝減慢、清除率低、半衰期延長4排泄①甲亢時,地高辛尿排泄率↑血藥濃度↓，原因可能是分泌增加，也可能是腎小球率過濾增加和血流量增大所致；②甲低時，某些藥物的清除率降低，如地高辛、普萘洛爾,一、甲狀腺疾病的臨床藥物代謝動力學,（二）甲亢和甲低時臨床藥物代謝動力學的臨床意義甲亢時，由于某些藥物的表觀分布容積加大，代謝亢進、尿排泄增加等原因，可能導致藥物清除率加大、半衰期縮短而達不到預期的治療效果；甲減時則因為與甲亢相反的原因而導致體內(nèi)藥物蓄積二導致不良反應甚至藥物中毒臨床上甲亢或甲減患者用藥時，一定要掌握各種藥物的藥物代謝動力學特征，密切觀察患者用藥后的反應，及時調(diào)整給藥劑量。,二、糖尿病的臨床藥物代謝動力學,（一）血漿蛋白結(jié)合減少糖尿病時，血漿蛋白含量↓、游離脂肪酸↑→內(nèi)源性結(jié)合抑制物↑血漿蛋白的糖基化→某些藥物與血漿蛋白結(jié)合↓,如地西泮、利多卡因、華法林等。活性炭吸附脂肪酸緩解，糖基化比例與游離藥物濃度成正比（二）代謝酶活性下降葡萄糖醛酸轉(zhuǎn)移酶活性↓→對乙酰氨基酚半衰期延長尿苷二磷酸脫氫酶活性↓→對乙酰氨基酚半衰期延長,二、糖尿病的臨床藥物代謝動力學,（三）腎清除率增加糖尿病時，蛋白結(jié)合率↓→游離型↑→蛋白結(jié)合率高的藥物腎清除率↑患者尿流量↑→尿趨向于酸性→堿性藥物尿排泄增加，弱酸性藥物的尿排泄減少，如青霉素和阿米卡星腎清除率增加與腎小球率過濾增加有關(guān)三、糖尿病患者用藥時注意事項血漿蛋白結(jié)合率降低、代謝酶活性下降，導致一些藥物蓄積中毒腎清除率↑，尿量↑→有些藥物的有效血藥濃度↓糖尿病患者藥動學改變比較復雜，視情況調(diào)整給藥劑量和給藥間隔,

簡介：1第十章紊流第十章紊流3時均周期T比脈動周期大得多，以便包含大量漲落；比宏觀流動特征時間小得多，以便充分描述時均值隨T的變化。221TTTTFFFFFDTΤ′∫FUUUPPP′′時間平均法時間平均法2TT2TTFTFF′TF1012紊流的統(tǒng)計平均紊流的統(tǒng)計平均在空間任一點紊流的壓強和速度都隨時間不斷地無規(guī)則地變化著，紊流量的統(tǒng)計平均卻有確定性的規(guī)律可循，平均值在各次試驗中可重復實現(xiàn)。

簡介：FOLIE1空氣動力學基礎(chǔ)第零章緒論FOLIE320102010年版本年版本北京航空航天大學北京航空航天大學空氣動力學空氣動力學北京市精品課北京市精品課基本要求基本要求1、必須按時聽課，上課認真聽講、必須按時聽課，上課認真聽講2、堅持考勤制度，有事必須請假、堅持考勤制度，有事必須請假3、對缺課、對缺課1313的同學不得參加考試的同學不得參加考試4、按時獨立完成作業(yè)、按時獨立完成作業(yè)5、平時成績（作業(yè)和出勤）占、平時成績（作業(yè)和出勤）占1010156、必須按時參加實驗課、完成實驗報告、必須按時參加實驗課、完成實驗報告

簡介：MACHINERYMACHINERYVIBRATIONVIBRATIONROTDYNAMICSROTDYNAMICSMACHINERYVIBRATIONMACHINERYVIBRATIONROTDYNAMICSROTDYNAMICSJOHNVANCEFOUADZEIDANBRIANMURPHYVANCEZEIDANMURPHYTECHNOLOGYMACHINERYANINDEPTHANALYSISOFMACHINEVIBRATIONINROTATINGMACHINERYWHETHERIT’SACOMPRESSONANOFFSHEPLATFMATURBOGERINATRUCKAUTOMOBILEATURBINEINAJETAIRPLANEROTATINGMACHINERYISTHEDRIVINGFCEBEHINDALMOSTANYTHINGTHATPRODUCESUSESENERGYCOUNTEDONDAILYTOPERFMANYNUMBEROFVITALSOCIETALTASKSTURBOMACHINERYUSESHIGHROTATIONALSPEEDSTOPRODUCEAMAZINGAMOUNTSOFPOWEREFFICIENTLYTHEKEYTOINCREASINGITSLONGEVITYEFFICIENCYRELIABILITYLIESINTHEEXAMINATIONOFROTVIBRATIONBEARINGDYNAMICSAFIELDCALLEDROTDYNAMICSAVALUABLETEXTBOOKFBEGINNERSASWELLASAHYREFERENCEFEXPERTSMACHINERYVIBRATIONROTDYNAMICSISTEEMINGWITHRICHTECHNICALDETAILREALWLDEXAMPLESGEAREDTOWARDTHESTUDYOFMACHINEVIBRATIONALOGICALPROGRESSIONOFINFMATIONCOVERSESSENTIALFUNDAMENTALSINDEPTHCASESTUDIESTHELATESTANALYTICALTOOLSUSEDFPREDICTINGPREVENTINGDAMAGEINROTATINGMACHINERYMACHINERYVIBRATIONROTDYNAMICSCOMBINESROTDYNAMICSWITHTHEAPPLICATIONSOFMACHINERYVIBRATIONINASINGLEVOLUMEINCLUDESCASESTUDIESOFVIBRATIONPROBLEMSINSEVERALDIFFERENTTYPESOFMACHINESASWELLASCOMPUTERSIMULATIONMODELSUSEDININDUSTRYCONTAINSFUNDAMENTALPHYSICALPHENOMENAMATHEMATICALCOMPUTATIONALASPECTSPRACTICALHARDWARECONSIDERATIONSTROUBLESHOOTINGINSTRUMENTATIONMEASUREMENTTECHNIQUESFSTUDENTSINTERESTEDINENTERINGTHISHIGHLYSPECIALIZEDFIELDOFSTUDYASWELLASPROFESSIONALSSEEKINGTOEXPTHEIRKNOWLEDGEBASEMACHINERYVIBRATIONROTDYNAMICSWILLSERVEASTHEONEBOOKTHEYWILLCOMETORELYUPONCONSISTENTLYDRJOHNMVANCEWASPROFESSOFMECHANICALENGINEERINGATTEXASAMUNIVERSITYRETIRINGIN2007HERECEIVEDHISPHD1967DEGREEFROMTHEUNIVERSITYOFTEXASATAUSTINHISBOOKROTDYNAMICSOFTURBOMACHINERYWILEYHASSOLDMETHAN3000COPIESISUSEDBYTURBOMACHINERYENGINEERSAROUNDTHEWLDHEISANINVENTONSEVERALPATENTSRELATINGTOROTATINGMACHINERYVIBRATIONREDUCTIONHISPATENTEDTAMSEALHASBEENRETROFITTEDTOSOLVEVIBRATIONPROBLEMSINANUMBEROFHIGHPRESSUREINDUSTRIALCOMPRESSSHEISANASMEFELLOWAREGISTEREDPROFESSIONALENGINEERINTHESTATEOFTEXASDRFOUADYZEIDANISTHEPRESIDENTOFKMCINCBEARINGSPLUSINCTWOCOMPANIESSPECIALIZINGINTHESUPPLYOFHIGHPERFMANCEBEARINGSFLEXIBLECOUPLINGSSEALSDRZEIDANHOLDSNINEUSPATENTSFINTEGRALSQUEEZEFILMDAMPERSHIGHPERFMANCEJOURNALTHRUSTBEARINGSHEHASPUBLISHEDMETHANTHIRTYTECHNICALPAPERSARTICLESONVARIOUSTURBOMACHINERYTOPICSHASBEENLECTURINGATTHEANNUALMACHINERYVIBRATIONSROTDYNAMICSSHTCOURSESINCE1991DRZEIDANHOLDSABSMSPHDDEGREESINMECHANICALENGINEERINGFROMTEXASAMUNIVERSITYBRIANTMURPHYPHDPEISASENIRESEARCHSCIENTISTWITHTHECENTERFELECTROMECHANICSATTHEUNIVERSITYOFTEXASATAUSTINHEISALSOPRESIDENTOFRMAINCWHICHDEVELOPSMARKETSTHEXLROTSUITEOFROTDYNAMICANALYSISSOFTWAREUSEDWLDWIDEBYINDUSTRYACADEMIADRMURPHYISTHECREATOFTHEPOLYNOMIALTRANSFERMATRIXMETHODWHICHISTHEFASTESTKNOWNMETHODOFPERFMINGROTDYNAMICCALCULATIONSHEHASAUTHEDNUMEROUSTECHNICALPAPERSONROTDYNAMICSMACHINERYVIBRATIONISALSOCARETAKEROFTHEWEBSITEWWWROTDYNAMICSG9780471462132COVERPHOTOCOURTESYOFSULZERTURBOSERVICESSHOWINGTECHNICIANSWKINGONACOMPRESSROTMACHINERYVIBRATIONROTDYNAMICS

簡介：點擊查看更多有限元法在巖石力學中的應用--[法]j.fine精彩內(nèi)容。

簡介：沖刺串講（一）重點、難點掌握一、緒論１了解光的波粒二象性的主要實驗事實；２掌握德布羅意關(guān)于微觀粒子的波粒二象性的假設(shè)。二、波函數(shù)和薛定諤方程（１）理解量子力學與經(jīng)典力學在關(guān)于描寫微觀粒子運動狀態(tài)及其運動規(guī)律時的不同觀念。（２）掌握波函數(shù)的標準化條件有限性、連續(xù)性、單值性（３）理解態(tài)疊加原理以及任何波函數(shù)Ψ（Ｘ，Ｔ）按不同動量的平面波展開的方法及其物理意義（４）了解薛定諤方程的建立過程以及它在量子力學中的地位；薛定諤方程和定態(tài)薛定諤方程的關(guān)系；波函數(shù)和定態(tài)波函數(shù)的關(guān)系。（５）對于求解一維薛定諤方程，應掌握邊界條件的確定和處理方法（６）關(guān)于一維定態(tài)問題要求如下Ａ掌握一維無限深勢阱的求解方法及其物理討論；Ｂ掌握一維諧振子的能譜及其定態(tài)波函數(shù)的一般特點Ｃ了解勢壘貫穿的討論方法及其對隧道效應的解釋三、力學量用算符表達（１）掌握算符的本征值和本征方程的基本概念；厄米算符的本征值必為實數(shù)；坐標算符和動量算符以及量子力學中一切可觀察的力學量所對應的算符均為厄米算符（２）掌握有關(guān)動量算符和角動量算符的本征值和本征函數(shù)，它們的歸一性和正交性的表達形式，以及與這些算符有關(guān)的算符運算的對易關(guān)系式（３）電子在正點電荷庫侖場中的運動提供了三維中心力場下薛定諤方程求解的范例，應由此了解一般三維中心力場下求解薛定諤方程的基本步驟和方法，特別是分離變量法（４）掌握力學量平均值的計算方法將體系的狀態(tài)波函數(shù)Ψ（Ｘ）按算符Ｆ＾的本征函數(shù)展開是這些方法中常用的方法之一，應掌握這一方法計算力學量的可能值、概率和平均值理解在什么狀態(tài)下力學量具有確定值以及在什么條件下，兩個力學量同時具有確定值（５）掌握不確定關(guān)系并應用這一關(guān)系來估算一些體系的基態(tài)能量（６）掌握如何根據(jù)體系的哈密頓算符來判斷該體系中可能存在的守恒量如能量、動量、角動量、宇稱等四、態(tài)和力學量的表象（１）理解力學量所對應的算符在具體的表象下可以用矩陣來表示；厄米算符與厄米矩陣相對應；力學量算符在自身表象下為一對角矩陣；１沖刺串講（二）重要內(nèi)容回顧一、概述量子力學的誕生１兩個理論相對論與量子論是２０世紀的兩個最重大的科學發(fā)現(xiàn)。光速Ｃ和普朗克（ＰＬＡＮＣＫ）常數(shù)Ｈ分別是其標志性常數(shù)。當ΥＣ時，相對論退化為牛頓（ＮＥＷＴＯＮ）力學。當ＬＰＨ時，量子論退化為牛頓（ＮＥＷＴＯＮ）力學。式中，Υ為粒子的運動速率，Ｌ與Ｐ分別為粒子運動的范圍與動量。２三個實驗（１）黑體輻射維恩（ＷＩＥＮ）公式ΡΝＤΝ＝Ｃ１ＥＸＰ（－Ｃ２ΝＴ）Ν３ＤΝ瑞利（ＲＡＹＬＥＩＧＨ）－金斯（ＪＥＡＮＳ）公式ΡΝＤΝ＝８ΠＫＴＣ３Ν２ＤΝ普朗克公式ΡΝＤΝ＝８ΠＨＣ３Ν３ＥＸＰ（ＨΝＫＴ）－１ＤΝ普朗克的能量子假說Ε＝ＨΝ式中，Ν為振子頻率，ΡΝ為能量密度，Ｋ為玻爾次曼（ＢＯＬＴＺＭＡＮＮ）常數(shù)，Ｔ為溫度，Ε為振子能量，Ｃ１與Ｃ２為常數(shù)。（２）光電效應愛因斯坦（ＥＩＮＳＴＥＩＮ）的光量子假說Ε＝ＨΝ由１２ＭΥ２＝ＨΝ－Ｗ０可知，只有當光子的頻率Ν不小于閾值Ν０＝Ｗ０Ｈ時，才有光電子的發(fā)射。式中，Ｍ與Υ分別為電子的質(zhì)量和運動速率，Ｗ０為脫出功，Ε為光子能量。（３）原子光譜玻爾（ＢＯＨＲ）的舊量子論原子在能量分別為ＥＮ和ＥＭ（ＥＮ＞ＥＭ）的兩個定態(tài)之間躍遷時，發(fā)射或吸收的電磁輻射的頻率Ν滿足如下關(guān)系式ＨΝ＝ＥＮ－ＥＭ光譜項為Ｔ（Ｎ）＝－ＥＮＨ３

簡介：考研自測題精美匯總量子力學自測題（１）量子力學自測題（１）一、簡答與證明（共25分）1、什么是德布羅意波并寫出德布羅意波的表達式。（4分）2、什么樣的狀態(tài)是定態(tài)，其性質(zhì)是什么（6分）3、全同費米子的波函數(shù)有什么特點并寫出兩個費米子組成的全同粒子體系的波函數(shù)。（4分）4、證明22XXPXXPI是厄密算符（5分）5、簡述測不準關(guān)系的主要內(nèi)容，并寫出坐標X和動量XP之間的測不準關(guān)系。（6分）二、（15分）已知厄密算符BA，滿足122BA，且0ABBA，求1、在A表象中算符A、B的矩陣表示；2、在B表象中算符A的本征值和本征函數(shù)；3、從A表象到B表象的幺正變換矩陣S。三、（15分）設(shè)氫原子在0T時處于狀態(tài)2121210112110311021ΘΘΘΨYRRYRRYRRR，求1、0T時氫原子的E、2L和ZL的取值幾率和平均值；2、0T時體系的波函數(shù)，并給出此時體系的E、2L和ZL的取值幾率和平均值。四、（15分）考慮一個三維狀態(tài)空間的問題，在取定的一組正交基下哈密頓算符由下面的矩陣給出CCCH000000200030001這里，HHH′0，C是一個常數(shù)，10開始受微擾KTEXH22′的作用。求經(jīng)充分長時時∞→T以后體系躍遷到2態(tài)的幾率。HY制作HY制作HY制作QQ704999167QQ704999167QQ704999167