理想氣體熱力過(guò)程

第七章

理想氣體熱力過(guò)程§7-1

研究熱力學(xué)過(guò)程的目的與方法參數(shù)會(huì)計(jì)算，就可以研究能量轉(zhuǎn)換的過(guò)程目的提高熱力學(xué)過(guò)程的熱功轉(zhuǎn)換效率熱力學(xué)過(guò)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(guò)程，形成最佳循環(huán)對(duì)已確定的過(guò)程，進(jìn)行熱力計(jì)算研究熱力學(xué)過(guò)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(guò)程(不可逆再修正)基本過(guò)程研究熱力學(xué)過(guò)程的依據(jù)2)理想氣體3)可逆過(guò)程

1)熱一律穩(wěn)流研究熱力學(xué)過(guò)程的步驟1)確定過(guò)程方程------該過(guò)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)已知參數(shù)及過(guò)程方程求未知參數(shù)

內(nèi)能變化焓變化熵變化

理想氣體

u,h,

s,的計(jì)算狀態(tài)參數(shù)的變化與過(guò)程無(wú)關(guān)確定過(guò)程中的功和熱量（2）功容積功（1）熱量用比熱計(jì)算熱量用能量方程計(jì)算熱量技術(shù)功§7-2理想氣體的基本熱力過(guò)程一、定容過(guò)程1.過(guò)程方程定值2.狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式

3.定容過(guò)程的過(guò)程曲線可知定容過(guò)程線在T-s圖上為一指數(shù)曲線曲線的斜率是定容過(guò)程的過(guò)程曲線pvTs12124.功和熱量?jī)?nèi)能變化量

焓的變化量容積功熱量二、定壓過(guò)程1.過(guò)程方程定值2.狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式3.定壓過(guò)程的過(guò)程曲線可知定壓過(guò)程線在T-s圖上為一指數(shù)曲線定壓過(guò)程曲線的斜率是定容過(guò)程曲線的斜率是定壓過(guò)程的p—v圖和T-s圖pvTs1212v4.功和熱量?jī)?nèi)能變化量焓的變化量容積功熱量技術(shù)功三、定溫過(guò)程1.過(guò)程方程定值2.狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式3.定溫過(guò)程的過(guò)程曲線曲線的斜率是定值由過(guò)程方程得可知在p-v圖上是一等邊雙曲線,定溫過(guò)程的p-v圖和T-s圖pvTs12124.功和熱量?jī)?nèi)能變化量

焓的變化量容積功

熱量技術(shù)功因可知定溫過(guò)程的比熱容所以不能用定溫過(guò)程的比熱容來(lái)計(jì)算熱量。四、可逆絕熱過(guò)程(2)不僅,s處處相等

絕熱可逆s說(shuō)明:(1)不能說(shuō)絕熱過(guò)程就是等熵過(guò)程,

必須是可逆絕熱過(guò)程才是等熵過(guò)程。三個(gè)條件:

(1)理想氣體(2)可逆過(guò)程(3)

k為常數(shù)理想氣體s

的過(guò)程方程當(dāng)理想氣體1.過(guò)程方程或(3)、(4)兩式相除定值整理出過(guò)程方程兩邊進(jìn)行不定積分得方法Ⅱ由而理想氣體狀態(tài)方程或定值兩邊積分并整理得其微分形式將(2)代入(1)式2.狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式3.定熵過(guò)程的過(guò)程曲線定熵過(guò)程曲線的斜率是由過(guò)程方程得可知在p-v圖上是一高次雙曲線定溫過(guò)程曲線的斜率是可逆絕熱過(guò)程的p—v圖和T-s圖pvTs1212T4.功和熱量?jī)?nèi)能變化量焓的變化量容積功熱量技術(shù)功Ts12在T-s圖上比容增大的方向Ts12在T-s圖上壓力升高的方向pv12在p-v圖上溫度升高的方向pv12在p-v圖上熵增加的方向五、多變過(guò)程1.過(guò)程方程定值定容過(guò)程定壓過(guò)程定溫過(guò)程定熵過(guò)程定值定值定值定值特例2.狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式

從上面3個(gè)式子中的任何一個(gè)都可得到多變指數(shù)的值如3.多變過(guò)程的p—v圖和T-s圖pvTsn=0n=±∞n=±∞n=0n=0n=0n=kn=kn=kn=kn=1n=1n=1n=11<n<k1<n<k1<n<k1<n<kn=＋∞n=—∞n=—∞n=＋∞n<0n<0n<0n<04.功和熱量?jī)?nèi)能變化量焓的變化量容積功技術(shù)功容積功技術(shù)功熱量稱cn為多變過(guò)程的比熱容。即§7-3

理想氣體熱力過(guò)程的綜合分析理想氣體的多變過(guò)程(Polytropicprocess)過(guò)程方程n是常量，每一過(guò)程有一n值nn=ks理想氣體n

w,wt,q的計(jì)算多變過(guò)程比熱容(1)

當(dāng)n=0

(2)

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

當(dāng)n=k

(4)

當(dāng)n=

pTsvnpTsv基本過(guò)程是多變過(guò)程的特例

基本過(guò)程的計(jì)算是我們的基礎(chǔ)，要非常清楚，非常熟悉?；疽螅耗脕?lái)就會(huì)算參見(jiàn)書(shū)上表8－1公式匯總理想氣體基本過(guò)程的計(jì)算斜率理想氣體過(guò)程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppp斜率理想氣體過(guò)程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppvvv斜率理想氣體過(guò)程的p-v,T-s圖上凸?下凹？sTvpppTvvTT理想氣體過(guò)程的p-v,T-s圖sTvpppsvvTTss理想氣體基本過(guò)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(guò)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(guò)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(guò)程，終態(tài)在哪個(gè)區(qū)域？第七章小結(jié)1、理想氣體狀態(tài)方程的正確使用2、理想氣體比熱、內(nèi)能、焓的的特點(diǎn)和計(jì)算3、理想氣體各種可逆過(guò)程的特性，

參數(shù)變化，功，熱的計(jì)算。4、p-v圖，T-s圖上的表示第七章討論習(xí)題1、任何定溫過(guò)程都有u=0,h=0?溫度一定變?2、絕熱過(guò)程，溫度都不變?3、從同一初態(tài)，分別經(jīng)過(guò)程，到達(dá)同一終態(tài)是否可能Tsn=1.2?nsT4、一封閉系經(jīng)某可逆吸熱對(duì)外作功，問(wèn)能否用一可逆絕熱過(guò)程使系統(tǒng)回到初態(tài)?理氣?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：如圖所示，兩端封閉而且具有絕熱壁的氣缸，被可移動(dòng)的、無(wú)摩擦的、絕熱的活塞分為體積相同的A，B兩部分，其中各裝有同種理想氣體lkg。開(kāi)始時(shí)活塞兩邊的壓力、溫度都相同，分別為0.2MPa，20℃，現(xiàn)通過(guò)A腔氣體內(nèi)的一個(gè)加熱線圈，對(duì)A腔氣體緩慢加熱，則活塞向右緩慢移動(dòng)，直至PA2＝PB2＝0.4MPa時(shí)，試求：（1）A、B腔內(nèi)氣體的終態(tài)容積各是多少？（2）A、B腔內(nèi)氣體的終態(tài)溫度各是多少？（3）過(guò)程中供給A腔氣體的熱量是多少？（4）A、B腔內(nèi)氣體的熵變各是多少?（5）整個(gè)氣體組成的系統(tǒng)熵變是多少?（6）在P-V圖、T-S圖上，表示出A、B腔氣體經(jīng)過(guò)的過(guò)程。設(shè)氣體的比熱容為定值．CP＝1.01KJ／(kg·K)，Cv＝0.72KJ/(kg·K)。例題有1kg空氣，初始狀態(tài)為℃進(jìn)行下列過(guò)程，