04理想气体的热力过程课案.ppt

第四章 理想气体的热力过程 第四章 理想气体的热力过程 * 第四章 理想气体的热力过程 * 第四章 理想气体的热力过程 4-1 热力过程分析概述 4-2 定容过程 4-3 定压过程 4-4 定温过程 4-5 绝热过程(定熵过程) 4-6 多变过程 * 第四章 理想气体的热力过程 * 假设条件：①理想气体；②可逆过程 分析热力过程的目的：①确定过程中能量转换关系(功量、热量、热力学能变化及焓变)；②确定过程中系统状态参数(T、p、v、s)的变化规律。 过程的一般方法和步骤为： ①根据热力过程的特征确定过程方程式。 ②在状态参数坐标图(p-v和T-s图)上绘出过程曲线。 ③确定过程中基本状态参数p、v、T的关系式及Δu、Δh 和Δs (Δu、Δh 和Δs 按前述方法计算)。 ④计算过程功量和热量。可采用不同的方法来求得(能量方程、状态参数变化关系、比热容等)。 4-1 热力过程分析概述 * 第四章 理想气体的热力过程 * 4-2 定容过程 比体积保持不变时系统状态发生变化所经历的过程。 ①过程方程式 v=常量 ②过程在状态参数坐标图上的表示 p-v图上—垂直线；T-s图上—指数曲线，由其熵变式： 可知，其斜率为 * 第四章 理想气体的热力过程 * ③状态参数关系式 由 pv=RgT和v1=v2，可得 ④过程功量和热量 即系统接受的热量全部用于增加系统的热力学能。当比热容为定值时： 轴功： * 第四章 理想气体的热力过程 * 4-3 定压过程 压力保持不变时系统状态发生变化所经历的过程 ①过程方程式 p=常量 ②过程在状态参数坐标图上的表示 p-v图上—水平线；T-s图上—指数曲线，由其熵变式： 可知，其斜率为 定压线较定容线平坦 。 * 第四章 理想气体的热力过程 * ③状态参数关系式 由 pv=RgT和p1=p2，可得 ④过程功量和热量 轴功： 当比热容为定值时： * 第四章 理想气体的热力过程 * 4-4 定温过程 温度保持不变时系统状态发生变化所经历的过程 ①过程方程式 T=常量 ②过程在状态参数坐标图上的表示 p-v图上—等边双曲线；T-s图上—水平线。 ③状态参数关系式 由气体状态方程式和过程方程式，可知定温过程中系统的压力和比体积成反比，即 或 p1v1=p2v2 * 第四章 理想气体的热力过程 * ④过程功量和热量 定温过程系统所作的容积变化功为 热量：定温过程中系统的热力学能及焓均不变化，因而有 即定温过程中系统吸收的热量等于系统所作的功 。 稳定流动的开口系统，忽略工质的流动动能和重力位能的变化，则按定温过程方程式，定温过程中系统所作的轴功为 即定温过程中系统轴功等于容积变化功。 * 第四章 理想气体的热力过程 * 4-5 绝热过程(定熵过程) 系统与外界不发生热量交换时所经历的过程。 无功耗散的准静态绝热过程即为定熵过程，因此有 一、定值比热容情况下绝热（定熵）过程的分析 ①过程方程式 由熵变关系式 ，有 整理可得 即 因此有 对于理想气体 过程方程 * 第四章 理想气体的热力过程 * 由 有 可得 又由 得到 p-v图上—指数曲线(比定温线陡)；T-s图上—垂直线。 ③状态参数关系式 ②过程在状态参数坐标图上的表示 由 * 第四章 理想气体的热力过程 * ④过程功量和热量 当比热容为定值时 开口系统，若忽略动能及重力位能的变化，轴功可表示为 由 ，可得 因此有 热量： 膨胀功： * 第四章 理想气体的热力过程 * （1）采用平均绝热指数的方法 过程方程表示为 ＝常量 而 这种方法存在的问题：①依然是一种近似计算。②当终态温度不知道时，需要试算。方法：先假定T2，计算出κm，按过程方程式计算得出T2，修正T2重复上述计算，直至假定温度值与计算温度值相同（接近）时，所得的κm即为所求。 二、变比热容情况下绝热（定熵）过程的分析 当温度变化幅度较大时，按定值比热容方法计算所得结果误差较大，因而需采用变比热容进行计算 * 第四章 理想气体的热力过程 * （2）利用热力性质表进行计算 由 ，对可逆绝热过程可得 上式可