工程熱力學(xué)第3章第2部分

理想氣體的焓理想氣體實(shí)際氣體理想氣體h只與T有關(guān)理想氣體，任何過程熵的定義:

可逆過程

理想氣體理想氣體的熵pv=RT僅可逆適用？T1p1v1s1T2p2v2s212理想氣體，任何過程一般工質(zhì):

理想氣體：邁耶公式理想氣體的熱容令比熱比1、按定比熱

2、按真實(shí)比熱計(jì)算§3-4理想氣體熱容、u、h和s的計(jì)算3、按平均比熱法計(jì)算理想氣體熱容的計(jì)算方法：h、u

、s的計(jì)算要用cv和cp分子運(yùn)動(dòng)論1、按定比熱計(jì)算理想氣體熱容運(yùn)動(dòng)自由度單原子雙原子多原子Cv,m[kJ/kmol.K]Cp,m

[kJ/kmol.K]k1.671.41.292、按真實(shí)比熱計(jì)算理想氣體的熱容根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理理想氣體3、按平均比熱計(jì)算理想氣體的熱容t

t2

t1

c(cp,cv)

附表3，4，5，6

c=f(t)

攝氏℃求O2在100-500℃平均定壓熱容1.

2.

cv為真實(shí)比熱3.

cv為平均比熱理想氣體

u的計(jì)算4.

若為空氣，直接查附表2理想氣體，任何過程T1u1T2u2121.

2.

cp為真實(shí)比熱3.

cp為平均比熱理想氣體

h的計(jì)算4.

若為空氣，直接查附表2理想氣體，任何過程1、若定比熱理想氣體s的計(jì)算理想氣體，任何過程理想氣體

s的計(jì)算2、真實(shí)比熱取基準(zhǔn)溫度T0若為空氣，查附表2得§3-5

研究熱力學(xué)過程的目的與方法目的提高熱力學(xué)過程的熱功轉(zhuǎn)換效率熱力學(xué)過程受外部條件影響

主要研究外部條件對(duì)熱功轉(zhuǎn)換的影響利用外部條件,合理安排過程，形成最佳循環(huán)對(duì)已確定的過程，進(jìn)行熱力計(jì)算研究熱力學(xué)過程的對(duì)象與方法對(duì)象1)參數(shù)(p,T,v,u,h,s

)變化2)能量轉(zhuǎn)換關(guān)系,

q

,w,wt方法抽象分類2)可逆過程(不可逆再修正)基本過程研究熱力學(xué)過程的依據(jù)2)理想氣體3)可逆過程

1)熱一律穩(wěn)流研究熱力學(xué)過程的步驟1)確定過程方程------該過程中參數(shù)變化關(guān)系5)計(jì)算w

,

wt,

q4)求3)用T-s與p-v

圖表示2)根據(jù)以知參數(shù)及過程方程求未知參數(shù)§3-6理想氣體的等熵過程(2)不僅,s處處相等

絕熱可逆s說明:(1)不能說絕熱過程就是等熵過程,必須是可逆絕熱過程才是等熵過程。adiabaticisentropicReversibleadiabatic三個(gè)條件:

(1)理想氣體(2)可逆過程(3)

k為常數(shù)理想氣體s的過程方程當(dāng)理想氣體理想氣體s的過程方程若已知p1,T1,T2,求p2理想氣體變比熱s過程理想氣體變比熱s過程已知p1,T1,T2,求p2若是空氣，查附表2理想氣體變比熱s過程定義vr用得較少，自學(xué)相對(duì)壓力已知p1,T1,T2,查附表2，得pr(T1)和pr(T2)，求p2

內(nèi)能變化焓變化熵變化

理想氣體s

u,

h,

s,的計(jì)算狀態(tài)參數(shù)的變化與過程無關(guān)

膨脹功w理想氣體s

w,wt,q的計(jì)算技術(shù)功

wt熱量

q§3-7理想氣體熱力過程的綜合分析理想氣體的多變過程(Polytropicprocess)過程方程n是常量，每一過程有一n值nn=ks理想氣體n

w,wt,q的計(jì)算多變過程比熱容(1)當(dāng)n=0

(2)當(dāng)n=1多變過程與基本過程的關(guān)系(3)當(dāng)n=k

(4)當(dāng)n=

pTsvnpTsv基本過程是多變過程的特例isothermalisentropicisobaricisochoric

基本過程的計(jì)算是我們的基礎(chǔ)，要非常清楚，非常熟悉。基本要求：拿來就會(huì)算參見書上表3－4公式匯總理想氣體基本過程的計(jì)算斜率理想氣體過程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppp斜率理想氣體過程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppvvv斜率理想氣體過程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppTvvTT理想氣體過程的p-v,T-s圖sTvpppsvvTTss理想氣體基本過程的p-v,T-s圖sTvpppvvTTssu在p-v,T-s圖上的變化趨勢(shì)sTvpuT=u>0u>0h在p-v,T-s圖上的變化趨勢(shì)sTvphT=u>0u>0h>0h>0w在p-v,T-s圖上的變化趨勢(shì)sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt在p-v,T-s圖上的變化趨勢(shì)sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q在p-v,T-s圖上的變化趨勢(shì)sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0Tq>0u,h,w,wt,q在p-v,T-s圖上的變化趨勢(shì)sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0u,h↑(T↑)w↑(v↑)wt↑(p↓)q↑(s↑)q>0p-v,T-s圖練習(xí)（1）sTvp壓縮、升溫、放熱的過程，終態(tài)在哪個(gè)區(qū)域？p-v,T-s圖練習(xí)（2）sTvp膨脹、降溫、放熱的過程，終態(tài)在哪個(gè)區(qū)域？p-v,T-s圖練習(xí)（3）sTvp膨脹、升溫、吸熱的過程，終態(tài)在哪個(gè)區(qū)域？作圖練習(xí)題（1）s比較：vp作圖練習(xí)題（2）比較：作圖練習(xí)題（3）比較：3-5理想氣體混合物工質(zhì)一般是由幾種氣體組成的混合物，混合氣體的性質(zhì)取決于混合氣體中各組成氣體之間的成份及其熱力性質(zhì)3-5-1混合氣體的成份表示法混合氣體的成份是指各組成的含量占總量的百分?jǐn)?shù)。常用的表示法有三：質(zhì)量分?jǐn)?shù)；摩爾分?jǐn)?shù)；體積分?jǐn)?shù)(a)質(zhì)量分?jǐn)?shù).(3-29)顯然，有(3-29-a)(b)摩爾分?jǐn)?shù)。同樣的，有(3-30)(3-30-a)(c)體積分?jǐn)?shù)(3-31)以i表示混合氣體的成份被較普遍采用。注意，這里所指的體積一般是折合到標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的容積。根據(jù)阿弗伽德羅定律，顯然有(3-32)另外，由（3-29）得(3-33)上式中，M為混合氣體分子量，Mi為某組成氣體的摩爾質(zhì)量（即分子量）由于于是，混合氣體的折合氣體常數(shù)Rg可表示為(3-33-a)可得(3-34)另外，由理想氣體狀態(tài)方程，有同溫同壓下，有于是，得(3-33-b)3-5-2混合氣體的分壓力和道爾頓分壓定律道爾頓分壓定律其中，pi為各組成氣體分壓力，p為氣體總壓。3-5-3混合氣體的分體積定律其中，Vi為各組成氣體分容積，V為氣體總?cè)莘e。顯然，有3-5-4混合氣體的折合分子量與氣體常數(shù)若用M表示折合分子量，則計(jì)算混合氣體的折合分子量可按以下兩種情況處理(a)已知?dú)怏w組成及i（或xi），則(b)已知?dú)怏w組成及wi,由于于是，得(a)已知折合分子量M。計(jì)算混合氣體的折合氣體常數(shù)可按以下幾種情況處理(b)已知wi和Ri,g。(c)已知i和Ri,g。則有1、比熱容3-5-5理想混合氣體的比熱容、比內(nèi)能、焓、熵定義：混合氣體的比熱容是1kg混合氣體溫度升高1K所需的熱量。因此有其中，wi為組分i的質(zhì)量份額，ci為組分i的質(zhì)量比熱容根據(jù)定義，同理可得混合氣體的摩爾熱容和體積熱容2、內(nèi)能和焓內(nèi)能和焓是廣延性參數(shù)，具有可加性。因此，理想混合氣體的內(nèi)能等于各組成氣