理想气体的性质与热力过程讲义.ppt

1→2定容吸热 1→2’定容放热 * 对于定容过程, 如果比热容取定值，上式积分 可见，定容线在T-s图上为一指数函数曲线。 由于T与cV都不会是负值，所以定容过程在图上是一条斜率为正值的指数曲线。 其斜率为 =0 * 3) 定容过程的功量和热量 因为dv = 0，所以膨胀功为零，即 技术功 热量 焓的变化量 比热容为定值 * （2）定压过程 气体压力保持不变的过程。 例如：锅炉汽包内的饱和水吸热过程。 1) 定压过程方程式及初、终状态参数关系式 定压过程方程式： 定压过程初、终态基本状态参数间的关系: 2) 定压过程在 p-v 图和 T-s 图上的表示 定压过程在p-v图上为一条平行于v 轴的直线。 * 对于定压过程， 若比热容取为定值，将上式积分，可得 可见，定压过程线在T-s图上也是一指数函数曲线。其斜率为： 比较 (3) 定温过程 * 3) 定压过程的功量和热量 膨胀功 技术功 热量 气体温度保持不变的过程。 例如：工质在凝汽器的放热过程。 1) 定温过程方程式及初、终状态参数关系式 定温过程方程式： T = 常数 pv= 常数 根据 pv= RgT ， * 定温过程初、终态基本状态参数间的关系: 2) 定温过程在 p-v 图和 T-s 图上的表示 在 p-v 图上，pv= 常数定温过程线为一等边双曲线。 * 3) 定温过程的功量和热量 热量: 对于理想气体的定温过程， 根据热力学第一定律表达式， 热量也可以由熵的变化进行计算： 上式对实际气体或液体的定温过程同样适用。 = * 膨胀功: 技术功: 因 可知定温过程的比热容 所以不能用定温过程的比热容来计算热量!! （4）定熵过程（可逆绝热过程） * 气体与外界没有热量交换（q = 0）的过程称为绝热过程。 对于可逆绝热过程， 所以可逆绝热过程也称为定熵过程。 注：比熵的定义条件为可逆过程，可逆绝热=定熵过程； 绝热过程≠（不一定）定熵过程 * 对于理想气体， 可得 令 于是 该式称为理想气体定熵过程的过程方程式。(? 1) ，? 称为比热容比，对于理想气体，一般用?表示，通常称为绝热指数，也称为定熵指数。 1)定熵过程方程式及初、终状态参数关系式 * 2)定熵过程在 p-v 图和 T-s 图上的表示 定熵过程初、终态基本状态参数间的关系: 根据 ，上式可变为 绝热线斜率 定温线斜率 * 状态参数关系式: 定熵过程的过程曲线: 由过程方程得 可知在p-v图上是一高次双曲线 定熵曲线的斜率: 定温曲线的斜率: 大于 * 对于比热容为定值的理想气体， 上式适用于比热容为定值的理想气体的任何过程。 对于理想气体的可逆过程， 代入上式 3)定熵过程的功量和热量 膨胀功: * 技术功 上式适用于流动工质的可逆与不可逆绝热过程。 对于比热容为定值的理想气体， 对于理想气体的可逆过程， 代入上式 3*. 多变过程 * (1) 多变过程的定义及过程方程式 n称为多变指数 n = 0，p = 常数，定压过程； n = 1，pv= 常数，定温过程； n = ?，pv?? = 常数，定熵过程； ，v = 常数，定容过程。 (2) 多变过程中状态参数的变化规律 多变过程的过程方程式及初、终状态参数关系式的形式与绝热过程完全相同。 * 多变过程中的?u、?h、?s可按理想气体的有关公式进行计算。 (3) 多变过程在 p-v 图和 T-s 图上的表示 p-v 图： * T-s 图： * (4) 多变过程的功量和热量 膨胀功: 技术功: * 热量: 当n=1时，为定温过程， ?u=0,q=w 当n?1时，若取比热容为定值， 称为多变热容。 * 理想气体的性质与热力过程 * * 压气机 管式空气预热器 四冲程发动机 工作循环示意图 * 工质是能量转换的媒介，是实现能量转换的内部条件，工质的性质影响能量转换的效果。本章研究理想气体的热力性质（内部条件）及热力过程（外部条件）中的规律。 理想气体是一种经过科学抽象的假想气体，在自然界中并不存在。但是，在工程上的许多情况下，气体工质的性质接近于理想气体。因此，研究理想气体的性质具有重要的工程实用价值。 3-1 理想气体状态方程式 * 1. 理想气体与实际气体 热机的工质通常采用气态物质：气体或蒸气。 气体：远离液态，不易液化。 蒸气：离液态较近，容易液化。 * （1）理想气体分子的体积忽略不计； （2）理想气体分子之间无作用力； （3）理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。 理想气体在自然界并不存在，但常温下，压力不超过5MPa的O2、N2、H2、CO等实际气体及