辩论赛规则-当今美国人民的生活

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第一章 法定计量单位及制冷空调基本概念
1．1 法定计量单位
我国的法定计量单位包括：
1． 国际单位制的基本单位，见表1-1；
2． 国际单位制的辅助单位，见表1-2；
3． 国际单位制中具有专门名称的导出单位，见表1-3;

国际单位制的基本单位 表1-1
量的名称
长度
质量
时间
电流
单位名称
米
千克（公斤）
秒
安（培）
单位符号
m
kg
s
A
量的名称
热力学温度
物质的量
发光强度
单位名称
开（尔文）
摩（尔）
坎（德拉）
单位符号
K
mol
cd
注：[ ]内的字，是在不致混淆的情况下，可以省略的字。
[ ]内的字，是前者的同义词。

国际单位制的辅助单位 表1-2
量的名称
平面角
立体角
单位名称
弧度
球面度
单位符号
rad
sr

国际单位制中具有专门名称的导出单位 表1-3
量的名称
频率
力；重力
压力；压强；应力
能量；功；热
功率；辐射通量
电荷量
电位；电压；电动势
电容
电阻
电导
磁通量
磁通量密度；磁感应强度
电感
摄氏温度
光感量
光照度
放射性活度
吸收剂量
剂量当量

单位名称
赫[兹]
牛[顿]
帕[斯卡]
焦[耳]
瓦[特]
库[仑]
伏[特]
法[拉]
欧[姆]
西[门子]
韦[伯]
特[斯拉]
亨[利]
摄[氏度]
流[明]
勒[克斯]
贝[可勒尔]
戈[瑞]
希[沃特]
单位符号
Hz
N
Pa
J
W
C
V
F
Ω
S
Wb
T
H
℃

其它表示示例
s
-1

2
Nm
2
N.m
Js
A.s
WA
CV
VA
AV
V.s
Wbm
2
WbA


lmm
1
s
-1

Jkg
Jkg
lm
lx
Bq
Gy
Sv

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4. 国家选定的非国际单位制单位，见表.1-4;
5. 由以上单位构成的组合形式的单位；


国家选定的非国际单位制单位 表1-4
量的名称
时间
单位名称
分
[小]时
天[日]
平面角 [角]秒
[角]分
度
旋转速度
长度
速度
质量

体积
能
级差
线密度
转每分
海里
节
吨
原子质量单位
升
电子伏
分贝
特[克斯]
单位符号
min
h
d
（″）
（′ ）
（° ）
rmin
n mile
kn
t
u
L,l
eV
dB
tex
换算关系和说明
1min=60s
1h=60min=3600s
1d=24h=86400s
1″=(Л648000)rad
1′=60″=(Л10800)rad
1°=60′=(Л180)rad
1rmin=(160)s
1n mile=1852m(只用于航程)
1kn=1n mileh(只用于航行)
1t=10
3
kg
1 u=1.665655ｘ10kg
1L=1dm=10m
1Ev≈1.6021892x10J
1tex=1gkm
注：1. 角度单位度分秒的符号不处于数字后时，用括号。
2．升的符号中，小写字母l为备用符号。
3．人民生活和贸易中，质量习称为重量。
4．R为“转”的符号。
5．公里为千米的俗称，符号为km.
1．2 常用单位的换算关系 （见表1-5）
常用单位的换算关系 表1-5
类别
长度
In
Ft
Yd
Mile
lb
t
in
2

ft
2

ft
3
in
3
Ukgal
Usgal
fts
ftmin
lbin
3

lbft
3

kgfcm
2

mmH
2
O
mmHg(torr)
InH
2
O
lbfin
2

bar
atm

2

非法定单位）x(换算关系)=法定单位
0.0254
0.3048
0.9144
1609.344
0.4536
1000
6.4516x10
-4

0.0929
0.0283
1.6387x10
-5
1.6387x10
-3
3.7854x10
-3

0.3048
0.0051
27679.9
16.0185
9.8067x10
4

9.8067
133.322
249.089
6894.76
1x10
5

101325
9.8067
m
质量
面积
容积﹑体积
kg
m
2
m
3
速度
密度
压强
ms

kgm
3

Pa
动力粘度
Pa.s

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运动粘度
能﹑功﹑热
功率

2

in
2
s
ft
2
s
in
2
h
kw.h
kgf.m
Cal
nt

Cal
15


Hp.h
Btu
Kcalh
Btuh

Hp
kcal(m.h.℃)
Btu(ft.h.F)
kcal(m
2
.h.℃)
Btu(ft
2
.h.F)
kcal(kg.℃)
Btu(lb.F)
(lb.F)
kgf.m(kg.℃)

kgf
kgf.m
kgf.m
2

kgfcm
2
kgfmm
2

kgfcm
2

47.8803
6.45x10
-4

9.29x10
-2

1.79x10
-7

3.6x10
6

9.8067
4.1868
4.1855
1.3558
2.68x10
6

1055.06
1.163
0.2931
9.8067
745.7
1.163
1.7307
1.163
5.678
4186.8
4186.8
5.3803
9.8067
3516.91
9.8067
9.8067
9.8067
9.8067x10
4

9.8067x10
4

9.8067x10
4

m
2
s
J
W
导热系数
传热系数
比热容，比热焓，比熵
W(m.℃)
W(m
2
.℃)
J(kg.℃)
冷量
力
力矩
转矩
应力，强度
弹性模量，剪切模量
W
N
N,m
N.m
2

Pa
Pa
Pa
1． 3专业术语
1．3．1 热
热是能量的一种形式。它与原子有关，所有物质 都由能结合成分子的微小原子组成。所有原
子处于不停的运动状态。
当物质的温度升高，原子 运动速度加快。温度减低，原子运动速度减缓。如果从种物质中排
除所有热量（绝对零度），则该物质的 分子运动将停止。
热量的国际单位是焦尔（J），如果使物质变暖，则热被吸入；如果使之冷却，则热被排出。
物质的热等于物质的比容乘以它的温度。物质的热量可以大大影响物质的性质。增加热量引
起大多数物质 膨胀，减少热量则使其收缩。
大多数物质随着增加或减少热量而改变其物理状态。例如，冰是固体（标 准大气压下温度低
于0℃）。加热冰，它将溶化为水（液体）。继续加热，会使水变成蒸气（气体）。压 缩制冷
循环的基本运行原理就是这种原理的应用。

1．3．2 热流
热 总是从较热的物质流向较冷的物质。实质上就是运动较快的原子向运动较慢的原子释
放能量。因此，运动 快的原子减缓了速度，而运动慢的原子加快了速度。
热使得一些固体变成液体或气体，或使液体变成气 体。冷却则正好相反。这是因为构成物质
分子的原子所受温度作用的不同，当发生相变时，分子中一个或 多个原子移动位置，替代其
运动速度的加快或减慢。
1．3．3 冷
冷系指低温或 热量不足。冷是移走热量的结果。冰箱的产“冷”是通过从冰箱内部排
除热量而达到的。

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冰箱并不消灭热，而是将热从 箱体内泵送到外部。热总是从具有较高温度的物质转移到
温度较低的物质。热不能自发地从低温物体流向 高温物体。

1．3．4温度和温度的测量
温度度量物质的热强度或热程度。单一 温度不能给出物体的热量，它只显示热的程度，
或者说物质或物体是冷还是热。
热分子理论（the molecular theory of heat ）指出，温度表征分子的运动速度。不要粗
心的将“温度”和“热”混淆。
温度度量原子的运动速度。热度量原子运动速度乘以受影响的原子数目（质量）。
例如，一个几毫克的 小铜盘，加热到727℃，没有5千克的铜盘加热到140℃所含的
热量多。然而它的热程度较高，它的 热强度也较大。
中国习惯用的温度为摄氏温度，美国惯用的温度单位是华氏温度。SI制国际标准温度
单位是开尔文（K ）。温度间隔（刻度之间的分格），开氏和摄氏温度是一样的。
通常采用 封闭在玻璃管内液体均匀膨胀的温度计测量温度。玻璃管底部有一个球泡，内
装一定数量的液体（水银或 酒精）。
温度变化时，玻璃的膨胀或收缩远小于液体。管内液体随温度变化而上升或下降，玻璃
管已校准或根据所需温度范围标注度数。

有些温度计采用金属测量温度。温度升高或降低 ，金属将膨胀或收缩，致使读数指针沿
温度刻度上下移动。
还有些温度计是根据热电偶产生的 极微弱电压伏特数进行测温。这种仪表称为电位差
计。当温度高至大于棒式玻璃温度计测量范围时，这种 仪表尤其有用。
辐射计是探测物质发射红外线的温度计。这种温度计很好用，不需与被测物质接触就可
进行测量。
热敏电阻也可用以测温。
1．3．5温标，华氏和摄氏
两种最常用的温标是华氏和摄氏，摄氏温标有时又称百分制温标。
决定温度计划分刻度的两个温度是：
1． 冰的融化温度。
2． 水的沸腾温度。
（两者均为在海平面或一个大气压下的数值。）
对于华氏温度计，冰的融化温度或者水的冻结 温度为32℉。水的沸腾温度为212℉。
在冻结和沸腾温度之间划有180个分格或称为180度。
对于摄氏温度计，冰的融化温度或者水的冻结温度为0℃。水的沸腾温度为100℃。在
冻结和 沸腾温度之间划有100个分格或称为100度。
冻结点和沸点取决于标准大气压下水的冻结和沸腾温度。

1．3．6绝对温标，开氏与兰金
绝对零度是分子运动停止时的温度，这是可能存在的最低温度。此时物质没有任何热量。
有两 种绝对温标用于非常低的温度情况。譬如低温学。这两个温标是兰金温标（华氏绝
对）和开氏温标（摄氏 绝对）
兰金温标与华氏采用相同的分度。零点（0
0
R）位于0℉以下460度处。
开氏温 标的零度（0K）是0℃以下273度。图1-4是摄氏、华氏、开氏、兰金温标的对
比。

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问题：采用开氏温标，水凝固和沸腾时是多少度？
解：冻结点：水在0℃冻结，开氏零度是0℃以下273度，水的冻结
点就在0K以上273度，也就是273K。冻结点温度是273K。
解：沸点水在0℃以上 100度沸腾，开氏温标水的沸点为：100+273=373K。因此，水
的沸点为373K。
1．3．7温度换算公式
有时需要将一种温标换算为另一种温标，对于这种换算有现成的公式：
0℃=用摄氏度表示的温度
0℉=用华氏度表示的温度
K=用开氏度表示的温度
0
0
R =用兰金度表示的温度
1． 将摄氏度换算为华氏度
公式：
温度℉=（
180
100

℃）+32或（
9
5

℃）+32
例：将75℃换算为华氏度
解：℉=（
9
5

75）+32=167℉
2．将华氏度换算为摄氏度
公式：
温度℃=
100
180

（温度℉-32）或
℃=
5
9

（温度℉-32）
例：将212℉换算为℃
℃=
5
9

（212-32）=
5
9

1 80=100℃
3．将华氏度换算为绝对华氏（兰金）度
公式：
温度
F
A
（
0
R）=℉+460
例：将40℉换算为
F
A
（
0
R）
解：
F
A
（
0
R）=40+460=500度
F
A
（< br>0
R）
4．将兰金度换算为华氏度：
公式：
温度℉=
0
R—460
例：将180
0
R 换算为℉
解：℉=180—460
℉=-280℉
5．将摄氏度换算为开氏度
公式：温度K=℃+273
例：将-10℃换算为K
解：K=-10+273=263K

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6．从开氏温标转换为摄氏温标
公式：温度℃=K—273
例：将400K转换为℃
解：℃=（400-273）℃=127℃
7．兰金温度 和开氏温度相互转换时，其转换比率与华氏温度和摄氏温度相互转换时的比
率相同。
温差计算：
将华氏温差转换摄氏温差时，可按以下公式进行计算：
5
℉温差
9
9
℉温差=℃温差
5
℃温差=
例：华氏温差转换摄氏温差
当外部温度为10℉，内部温度为75℉时，其温差为65℉，问换算为℃时温差为多少？
℃（温差）=
5

65=36℃
9
摄氏温差转换为华氏温差
当外部温度为10℃，内部温度为26℃时，其温差为16℃，以华氏温度表示温差为多少？

1．3．8压力——大气压，表压和绝对压力
地球表面的空气层在单位面积上所形成的压力称 为大气压，它的单位以帕（Pa）或千帕
kPa表示。
1Pa=1Nm
2

除此以外，大气压力还有许多单位，如气象上习惯以巴（bar） 或毫巴（mbar）表示，
物理上习惯以标准大气压或物理大气压（atm）表示。
大气压不 是一个定值，它随着各个地区的海拔高度的不同而存在差异，同时还随着季节、
天气的变化而稍有高低。 例如，我国东部的上海市的海拔4.5m，夏季大气压力为1005mbar，
冬季为1025mbar ；而西部青海高原的西宁市海拔2261.2m，夏季大气压为773mbar，冬季为
775mbar ，气压就比沿海城市低得多。大气压力不同，空气的状态参数也要发生变化，因此
在设计和运行中使用一 些空气参数，如果不考虑当地的气压大小，就会造成一定的误差。
在制冷空调系统中，空气的压力是用 仪表测出的，但仪表指示的压力不是空气压力的绝
对值，而是与当地大气压力的差值，称之工作压力（也 叫表压）。它不能代表空气压力的真
正大小，只有空气的绝对压力才是空气的一个基本状态参数。工作压 力与绝对压力的关系为：
压力=当地大气压+表压
凡未指明是工作压力的，均应理解为绝对压力。
绝对压标是将不可能在降低的压力定义为0。完全真空就是在单位面积上所形成的压力
为0。
用于读取高真空度（接近于绝对真空的压力）的计量单位是乇，1乇等于1mm水银柱
（mmH g，0℃）。乇是以发明水银压力计的人命名的，乇这个单位可以用大气压的分数形式
表示。1乇=17 60大气压，1乇几乎是完全真空。

1．3．9功和能
功是力（F）与该力作用下物体位移(D)的乘积。
在SI单位制中，功的单位是焦耳（J） 。1焦耳等于1牛顿的力将其作用对象推移1米

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时所做的功。
例：船浆用200牛顿的力推动船在水中航行，如果船的位移为10 km，问船浆对船做了
多少功？
解：10km=10000m
功=F×D=200×10000=2×10
6
N.m=2MJ
在英制单位中，功的单位是英尺-磅。1英尺-磅是将重量为1lb的物体垂直提升1ft时
所 做的功。功有时也表示为英寸-磅。在这种情况下，物体在力的作用下发生的位移是以英
寸计量。
例：计量将重量为2000lb.的物体提升到10ft.时所做的功。
功=力×距离
W=F×D(F=2000lb,D=10ft)
W=2000×10=20000英尺-磅（ft-lb）
或者用英寸单位表示为
W=2000×10×12=240000英寸-磅（in-lb）
能量是做功的本领或能力。
电动机向冷冻压缩机提供能量以驱使其运动。
能量有三种形式：
1.势能。 势能是一种蓄存能量。例如：水闸后面的水，电瓶中的电能，能下降或下落的物
体。
2.动能。 动能是物体做功的能力。例如：从水闸流过的水，点亮灯泡的电瓶，以及下落的
重物。
3.热能（见1.3.1节）
功的计算式为W= F×D,或牛顿乘以米（N.M）,1J=1N×1m=1Nm
等式：
.力=1.356J=1.356Nm
1J=1N.m=

1．3．10功率
功率是单位时间内所做的功。机械功率的单位是马力。1马力（hp）等于每分钟做 33000
英尺磅的功。如果在两分中内将重量为2000lb的物体提升10ft，那么所需的功率为 ：
用磅表示的重量用英尺表示的距离
用分钟表示的时间33000

2 0001020000
马力0.3hp
23300066000
马力在SI单位制中，功率的单位是瓦特。1瓦特等于1牛顿的力在1秒钟内将物体移动1
米。
功率的常用单位是千瓦（kW）。1千瓦等于1000瓦特，功率的计算公式是力乘以距离除
以时间。 用瓦特表示。1W=1焦耳秒=1JS（见1.3.8节）。
例：将质量为100kg的物体以每秒10米的速度提升，所需功率为多少？
解：

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力距离牛顿米

时间秒
力1009.8牛顿
功率
距离10米
时间1秒1009.810
功率＝9800W9.8KW
1

等式：1hp=746W 1W=0.0013hp

1．3．11热量的单位
在SI单位制中，热量的单位是焦耳（J）。焦耳是非常小的热量单位。冷冻业通常用千
焦作单 位，将1千克水温度升高1度所需的热量等于4.187kJ。反过将质量为1千克的水温
度降低1度时 所需取走的热量也等于4.187KJ。
以千克表示的质量乘以摄氏温度差乘以4.187KJ等于需要加入或取出的热量。
例：求将一千克（大约为1升）水从4℃加热到27℃所需的热量：
kJ=4.187×质量（千克）×温度差（摄氏度）
=4.187×1×(27-4)
=91.30kJ
热量的英制单位为（Btu）。1Btu等于将1磅水温度升高1华氏度所需的总热量。
不管 物质（例如水）是被冷却还是被加热，热量的计算方式是一样，温差与水的磅数之
乘积即为所需热量的B tu数。涉及很大的热负荷时，通常为therm作为热量单位，1therm
等于100000Btu 。
例;试计算将62.4lb.（.）水从40°F加热到80°F时所需的热量：
Btu=重量（单位为磅）×温度改变量（华氏度）
=62.4lb×.(80-40)
=62.4×40
=2496Btu
反之，如果物体被冷却，则要从中取走热量。
例：将重量为50lb.水从80°F冷却到35°F时，求需要取走的热量：
Btu=重量（单位为磅）×温度改变量（华氏度）
=50lb×.(80-35)
=50×45
=2250 Btu

另一种米制单位是卡， 1卡等于将1克水温度升高1摄氏度所需的热量。但由于卡的单
位太小，现在以不再使用。在工程技术中 ，大多以千卡为单位计算，1千卡等于1000卡。
例：求将150克水从15℃加热到90℃所需的热量。

卡=质量（克）×温度变化（摄氏度）
=150克×（90-10）
=150×80=12000卡
=12千卡
等式：
1KJ=239cal=0.948Btu

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1cal=0.004KJ=0.004Btu
1Btu=1.055KJ=252cal=0.252kcal

1．3．12热力学第一定律
热力学第一定律(first law of thermodynamics)表述为“热能和机械能可以相互转换”。
热能和机械能是可以相互转 换。在1.3.1节中，在SI单位制中，热量的单位定义为焦
耳，在1.3.9节中，功的单位也定义 为焦耳，或者牛顿-米。
例：100焦耳的功等于100焦耳，或者100牛顿-米的热
同 样，在英制单位制中，热的单位定义为Btu，从1.3.9节中，功的单位定义.
由于功可以转换为热 ，所以Btu与之间存在一定的换算关系，其转换因子为：
1Btu=778ft.-lbs.
例：将10Btu换算成ft.-lbs.
10Btu=10×778=7780ft.-lbs.

1．3．13显热
引起物体温度改变的热量叫显热。
如果一个物体被加热（加入热量），并且随着热量的加入物 体温度升高，那么，称这种
加入的热量为显热。相应的，热量也可以从物体中取出（热量释放），如果随 着热量的取出，
物体温度降低，那么也称这种取出的热量为显热。

1．3．14比热容
在SI单位制中，物质的比热容等于1千克的物质温度改变1开氏度（K ）时需加入或
取出的热量。水的比热容为4.187kJkg.K,R22的比热容为1.089kJk g.K。一些常用物质的
比热容见图1-20。 1.3.11节叙述了怎样计算从水中加入或取出的热量（单位为千焦（kJ））
比热容的单位是焦耳 每千克每开氏度，表达式为JKg.k。物质吸收或释放的热量以kJ
表示时等于物质质量×比热容×温 度变化（单位为开氏度）或者说，KJ=物质质量×比热容
×温度变化（K）.
例：求15kg20%的盐水溶液从16摄氏度冷却到7摄氏度释放的热量，单位为kJ:
解：kJ=物质质量×比热容×温度变化（K）
=15×3.559×(16-7)
=15×3.559×9
=480.5.
而在英制单位中，物质的比热容(specific heat capacity)是1磅重量的物体 温度升
高或降低1华氏度时，需要向物质中加入或从物体中取出热量。
为了引起物质温度变化 而需要的显热因物质种类不同而不同。水的比热容为
1.0Btulb.°F。不同单位质量的物质，温 度发生一定的变化时所需的热量不同。一些常用
物质的比热容见图1-20。
1.3.11节叙述了怎样计算向水加入或从水中取出热量。
使物质温度安要求发生变化所必 须的热量可这样计算;热量等于物质质量乘以比热容乘
以温度变化量（假设物质不发生温度变化）。
计算从物质中加入或取出的热量，可采用下面的公式：
加入或取出的热量（Btu）=物质重 量（磅）×物质比热容×温度变化量（°F）=重量×
比热容×温差(°F)
例：试求将重量 为40lb.浓度为20%的盐水溶液，从60°F冷却到20°F时，盐水溶液释放

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的热量。
解：Btu=重量×比热容×温差°F=40lb.×0.85比热容×（60°F-20°F）
=40×0.85×40=1360

材料
Btulb.°F
木材
水
冰
铁
水银
酒精
铜
硫
玻璃
石墨
砖
甘油
R-717（液氨在40°F下）
R-744（二氧化碳在40°F下）
R-502
20%的盐水
R-12
R-22
0.327
1.0
0.504
0.129
0.0333
0.615
0.095
0.177
0.187
0.200
0.200
0.576
1.1
0.6
0.255
0.85
0.213
0.26
1.369
4.187
2.110
0.540
0.139
2.575
0.398
0.741
0.783
0.837
0.837
2.412
4.606
2.512
1.069
3.559
0.892
1.089
比热容
KJKg.k
不包括“状态变化”时可用以上数据计算。若包括状态变化，必须使用物质在每种状态下的比热
图1-20 一些物质的比热容量

比热容等式：
1calg.℃=4.187Jg.K
1Btulb.°F=4.187kJkg.K
1 kJkg.K=0.2388 Btulb.°F
1．3．15潜热
只改变物质状态而不改变其温度的热量叫潜热。
所有纯物质都能发生状态变化。固体变为液体 ，液体变为气体。对于任何给定物质来说，
其状态变化都是在一定的温度和压力下进行。当物质发生状态 变化时需要吸收或释放热量。
从图1－21可以看到，在B点和C点之间加入相当多的热量（144B tulb、335kJkg）尽
管如此，B点和C点并没有发生温度变化。此热量恰好是将冰变成水所必 需的热量。在加
热时，这种叫做“融解潜热”，在冷却时，这种热量叫做“凝固潜热”。
同样，在D点和E点之间加入的热量为970 Btulb。（2257 kJkg），物质的温度没有 改
变。改热量用来将水变为水蒸气，这种热量叫做“汽化潜热”。当将水蒸气凝结成水时，释
放 的热量叫做“凝结潜热”。
每种物质有两种形式的潜热，一种对应于固体和液体之间相互转换（融化和 凝固），另
一种对应于液体和气体之间相互转换（汽化和凝结）。
冰的凝固潜热为144 Btulb（335 kJkg）。水的汽化潜热（在212℉，100℃时）为970 Btulb

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（2257 kJkg）。

加热固体可加速分子的振动直至使它们在相变点发生分离。液态下，分子之间 的吸引力
较弱，分子可在周围自由运动。在固体转变成液体的过程中，一些分子仍紧密联接呈固态，而其他分子之间的吸引较弱呈液态。当全部固体联接都被破坏后，再加热则使液体分子运动
速度加快 。
改变冰块分子间的联接使它变成水需要的热量与将同样质量的水从32℉加热到176℉
所 需要的热量相同。在SI单位制中，将1 kg的冰变成1 kg水所需要的热量等于将1 kg水
从0℃加热到80℃所需要的热量。
压缩式冷冻循环系统的运行就是以显热和潜热这两种形式的热量为基础。
等式：
1 kJkg＝04299 Btulb
1 Btulb＝2.326 kJkg
1kJkg＝0.2388kcalkg
1 kcalkg=4.187 kJkg
1kJkg=0.2388 calg
1 calg=4.187 kJkg
潜热的应用
在冷冻业，潜热这一物理量尤其重要。应用此原理可以获得需要的冷冻量和冷冻温度。
冰在融 化过程中温度维持不变，然而，冰变成水时吸收的热量却相当多。融化1磅冰需
要的热量为144 Btu（融化1吨冰需要的热量为288000 Btu），融化1kg冰需要的热量为335kJ。
物质由液态变成气态时，吸收热量的能力很高，机械冰箱中的情况就是如此。改原理对冰箱
的工作很有用 。
物质的相变温度取决于压力，压力越高，相变温度越高。反之，压力越低，相变温度越
低。
低压下的液体在较低温度下沸腾。如果将沸腾产生的蒸气压缩后，它将在较高温度下重
新凝结为 液体。
各种物质的分子结构不同，其潜热也不同。
在现代冰箱、冷冻箱或空调中，液态制冷 剂在压力作用下进入蒸发器。在蒸发器中，压
力大大降低，制冷剂沸腾（汽化），从蒸发器吸收热量，这 样就产生低温，并且冷却蒸发器。

优质资料 欢迎下载 < br>压缩机将气态制冷剂从蒸发器抽出，压入冷凝器。在这里，从蒸发器中吸收的热量被“挤
出”释放 到周围大气层。失去汽化热以后，制冷剂重新变为液体，重复循环。
1．3．16冷吨
在旧的冷量单位中，冷冻能力通常指的是“冷吨数（tons of refrigeration）” 。1冷吨系指
1吨（2000lb.）冰在24小时那融化时所产生的冷却比率。假设开始时冰全部都是 32℉（0℃）
的固体，后来全部变成32℉（0℃）的水，冰吸收的热量等于冰的潜热乘以它的总重量 。
冷冻机或空调机额定值以Btuhr为单位。12000Btuhr的冷冻量相当于1冷吨。 冷吨与Btu之间的换算关系是1冷吨等于每24小时288000Btu。这是由冰的重量
（20 00lb.）乘冰的融化潜热144Btu lb。算出的。
1冷吨＝2000 lb.24小时×144
＝288000 Btu小时
冷冻机或空调机的吸热能力通常以每 24小时的冷吨标定，其值等于吸热能力（HA）的
Btu数除以288000。
T＝冷吨数
HA＝吸热能力
T＝
HA
＝冷吨数
288000
1440000
＝5冷吨
288000
1728000
＝6冷吨
288000
1
×288000＝144000 Btu天，或6000 Btu小时
2
例：某冷冻设备的吸热能力为每24小时144000 Btu，其冷吨数为多少？
解：T＝
例：吸热能力为每24小时1728000 Btu的冷冻机，其“冷吨”数为多少？
解：T＝
例：12冷吨的冷吨系统其吸热能力为多少Btu？
解：
大多数房间空调器以每小时吸热能力Btu值标定。一台1吨的机器标定为
288000
＝12000 Btuh
24
在SI单位制中，没有可与“冷吨”相比拟的单位。
1吨＝约907kg
潜热＝335kJkg
吸收的热量＝潜热×重量
＝335 kJkg×907 kg
＝303845 kJ
一天融化1吨冰时，其冷却或冷冻能力为303845 kJ
转换为千瓦：
1kW＝1 kJsec
1冷吨 ＝303845÷(24×3600 sec)
＝303845÷86400 sec
＝3.52 kJsec
＝3.52 kW
与此种融冰具有相同制冷量的冰箱，被标定为1冷吨机组。
等式：

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1kW＝3415Btuhr 1Btuhr＝0.3W

1．3．17环境温度
环境温度是指电动机、控制机或 其他装置周围的空气温度。例如，对电动机而言，如
果它的温度与环境温度之差不超过72°F（40° C），它可以保证发出全部功率。这就意味：
为了确保电动机的工作效率，其温度与周围空气温度之差不 应超过72°F（40°C）。
例：若环境温度为72°F（40°C），电动机升温为72°F（4 0°C），那么电动机温度不能超
过144°F（72+72）或62°（22+40）。
环 境温度通常不能恒定，而是天天变化时时变化，这取决于空间使用情况、日照和其他
诸多因素。

1．3．18能量单位
冷冻业必须考虑三种常用的且相互关联的能量：机械能、电 能和热能。冷冻研究工作主
要涉及热能，但热能通常由电能和机械能共同产生。
压缩式冷冻机 组，电能输入给电动机，电能转化为机械能。利用机械化能带动压缩机，
将蒸气压缩成高温高压状态，机 械能转化成热能。
可以用不同单位计量机械能、热能和电能。能量单位的转换如下：
机械能转换成热能，1 hp=2546英制热量单位（Btu）hr
778 ft.1b=1 Btu
机械能转换成电能，1 hp=746瓦特（W）
电能转换成热能，1瓦特（焦耳秒）=3.412 Btuhr
1千瓦(kw)=3412 Btuhr
热能转换为机械能，1 Btuhr=0.000393 hp
热能转换为电能，1 Btuhr=0.293瓦特
这些单位换算以计算负荷和确定某冷冻系统所需设备容量。
在SI单位制中，计量上述三种型 式能量所用的单位是焦耳。在计量电能时，应用最广
泛的是千瓦小时。
等式： 1J = 0.7376 ft.1b.
1 ft.1b.=1.3558 J
1 W= 0.7376 ft.1b.s
1 ft.-1b..s = 1.3558 W
1 kW= 3412 Btuh
1 hp=0.746 Kw
1．3．19制冷剂
在冷冻系统中，从箱体内吸收热量并将其释放到箱外的流体称为制冷剂。
这些液态流体，在蒸 发器中降压吸热变成蒸气。蒸气状态的流体进入压缩机，压力和
温度升高。这样，流体在蒸发器中吸收的 热量得以在冷凝器中散发，制冷剂重新变为液态，
再进行循环。
将铁块的一端置于火中，热量 很快地从一端传至另一端。这就是通过导体进行传递热量
的示例。热量以金属为导热介质传遍整个铁块。
各种物质的导热能力不同。一般说来，良好的导电体也是良好的导热体（威德曼·弗朗
兹Wie dmamm-Frank定律）。
导热能力差的物质称为绝缘体。这些物质用于冰箱、房屋保温以及各 种需要与周围环境
保持一定温差的结构。

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1．3．20临界温度
临界温度是指在不考虑压力影响的情况下，物质可液化时的最高温度。
制冷剂的凝结温度必须 低于临界温度，否则冰箱将无法运行。二氧化碳（R-744）临界
温度为87.8°F（31°C）， 这种制冷剂不能用于空冷压缩系统，因为空冷时，凝结温度通常
高于其临界温度。

1．3．21临界压力
临界压力是在临界温度下，使气体液化所需的最小压力。如果压力低于 临界压力，则
汽化无法进行。
1．3．22 焓
焓（enthalpy）是物质 所含能量的一种量度。焓的数量既取决于物质的温度，又取决于
物质的压力。焓是以公认的参考温度32 °F为基准，1磅物质所具有的总热量。此参考温度
可用来计算水和水蒸气的焓。计算制冷剂焓值时，公 认的参考温度为-- 40°F。见图1-21，
A。
例：1 Ib. 212°F水的焓为多少？设32°F时水的焓为0。
解： 32°F时焓=0
水的比热Cp=1 Btu Ib. °F
将1 WW 32°F加热到212°F所需要的热量为：
212-32=180°F
H（焓） = m（水的质量）× Cp（水的比热容）× 180
=1×1×180 = 180Btu
在SI单位制中、水、制冷剂和空气的零焓也是以一些惯用温度参考温度或Tr）和压力
为基础算出。如 下所示：
1．水，0°C和100kPa下的焓为0。
2．制冷剂，-40°C和100kPa下的焓为0。
3．空气，25°C和100kPa下的焓为0。
焓是以焦耳（J）或千焦（kJ）计量。
例：5千克水，在温度为80°C时，其总焓为多少？
解： 5千克水80°C 的水其总焓（H）可用下式计算：
H=质量（M）×比热容（Cp）×温差（T－Tr）
H=M×Cp×（T－Tr）
M=水的质量=5kg
Cp=水的比热容=4.19Kjkg·K（见1-31节）
T=水的温度80°C
Tr=水参考温度0°C
H=5×4.19×80=1676 KJ
图1-21，B给出焓和温度之间的关系。
1．3．23比焓
比焓（specific enthalpy）是单位质量的焓。它以Btu每磅（BtuIb）计量。物
质的焓表和压力 - 焓 曲线中的焓是比焓。如图1-21。
例：如果将质量为100 Ib.的物质从比焓为0 Btu Ib.的参考状态加热，加热过程中物质吸收
的热量为2000 Btu，问物质的比焓为多少？
解：比焓=吸收的焓除以质量：
h=H M=2000 Btu 100 Ibs.=20 Btu Ib

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1．3．24饱和蒸气
“饱和蒸气”指封入一定量已汽化的流体所处的一种平衡状态。这种平 衡是这样一种情
况，就是说即使将温度微降低一点或者将压力微微升高一点，都会有一些气体凝结（变成 液
体）。
当蒸气处于饱和时，通常还有一些液态物质存在。在饱和状态下，所有可以在现有温 度
和压力条件下，汽体的物质都已汽化完毕。
1．3．25湿度——相对湿度
湿度 ，当它与冷冻、空调以及气候资料联系在一起时，是指空气中的水蒸气和水分。
空气吸收的水分。 湿度的数值取决于空气的温度和压力。空气温度越高，它能吸收的水分越多。空气压力
越大，吸收的 水分越小。
相对湿度是指空气试样的水分含量与此压力和温度条件下空气所能吸收的总水分量这
比。相对湿度在第三章中论及。
相对湿度为百分之五十，表明空气中水分含量为当压力和温度条件下 ，空气所能吸收总
水分量的百分之五十。