工程熱力學（湛利華）課件PPT版 第四章（復習）

第四章主要知識點回顧一、工程熱力過程分析計算的目的和任務目的：力求通過有利的外部條件，合理地安排熱力過程，以提高熱能和機械能轉換的效率。任務：根據過程進行的條件，確定過程中工質狀態(tài)參數的變化規(guī)律，并分析過程中的能量轉換關系。（1）根據過程的特點，利用狀態(tài)方程式及第一定律解析式，得出過程方程式；（2）借助過程方程式并結合狀態(tài)方程式，找出不同狀態(tài)時狀態(tài)參數間的關系式，從而由已知初態(tài)確定終態(tài)參數；或者反之；（3）在p-v圖和T-s圖中畫出過程曲線，直觀地表達過程中工質狀態(tài)參數的變化規(guī)律及能量轉換情況；（4）確定工質初、終態(tài)比熱力學能、比焓、比熵的變化量；（5）確定1kg工質對外作出的功和過程熱量。二、分析計算理想氣體的熱力過程究竟要解決哪些問題？用什么方法？三、基本過程及多變過程分析四種典型的可逆過程——基本熱力過程過程進行中有一個狀態(tài)參數（）保持不變。定容過程定壓過程定溫過程絕熱過程定熱力學能定焓過程基本熱力過程的共同特征：在工程上，大部分實際過程可近似地用的多變過程來描述，n為多變指數。原則上，n可為-∞到+∞之間的任一實數值，但工程中所遇到的過程n一般都為正。壓縮時壓力升高，膨脹時壓力降低；壓縮時壓力降低，膨脹時壓力升高。定容、定壓、定溫、定熵四個基本熱力過程可看作多變過程的特例，相對于多變過程的過程方程當n=0時，p=定值，即定壓過程；，即定溫過程；當n=κ時，，即定熵過程；當n=±∞時，v=定值，即定容過程。當n=1時，1、過程線的分布規(guī)律在p-v圖和T-s圖上，從同一狀態(tài)出發(fā)四種基本熱力過程顯然：過程線在坐標圖上的分布是有規(guī)律的，n值按順時針方向逐漸增大，由-∞→0→1→κ→+∞。2、坐標圖上過程特性的判定在p-v圖上，定容線的右側或T-s圖上，定容線的右下區(qū)域的各過程w>0，即工質膨脹對外輸出功；反之亦然。122‘pv122’放熱加熱Ts過程功的正負以定容線為分界在p-v圖上，定熵線的右上區(qū)域或T-s圖上，定熵線的右側的各過程q>0、△s>0，必為加熱過程;反之則q<0、△s<0，必為放熱過程。122’pv0Ts122‘0過程熱量的正負以定熵線為分界在p-v圖上，定熵線的右上區(qū)域或T-s圖上，定溫線的上側的各過程△u>0（△h>0），工質的熱力學能（焓）是增大的；反之則△u<0（△h<0），其熱力學能(焓)減小。122’pv0Ts122‘0理想氣體熱力學能（焓、溫度）的增減以定溫線為分界四、理想氣體的熱力學能、焓和熵五、氣體的各種熱力過程例4-3要求將工質又膨脹、又吸熱、又降溫的過程表示在p-v和T-s圖上步驟如下：1）先在p-v圖和T-s圖上畫出四條基本過程線2）找出工質膨脹的區(qū)域。P-v圖上在定容線右側，T-s圖上在定容線右下側，如圖所示的1區(qū)域；pvTsaapvTspvsT113）找出工質吸熱的區(qū)域。p-v圖上在定熵線右上側，T-s圖上在定熵線右側，如圖所示的2區(qū)域；4）找出工質降溫的區(qū)域。p-v圖上在定溫線左下側，T-s圖上在定溫線下側，如圖所示的3區(qū)域；5）在p-v圖和T-s圖上，所標的以上3個區(qū)域重疊區(qū)域，就是工質又膨脹、又吸熱、又降溫的區(qū)域。從a點向該區(qū)域畫一條線a-b，該過程線即為所要求的過程線。pvTsaapvTspvsT112233bb例4-4試確定下列多變過程的多變指數n，將過程繪于同一p-v圖和T-s圖上，并判定過程特性：吸熱還是放熱？輸出功還是耗功？熱力學能增大還是減??？設工質為空氣，比定容熱容cv=0.717kJ/（kg·K）。（1）用示功器測得的某氣缸中氣體的一組p-v數據在lgp-lgv圖上為一直線，其中兩個狀態(tài)為p1=0.09MPa、v1=436.2cm3和p2=0.9667MPa、v2=72.7cm3。（2）已知是多變過程，測得吸熱量q=650kJ/kg，溫差△T=150K。解（1）已知該過程在lgp-lgv圖上為一直線，lgp+nlgv=定值，其斜率為-n，故（2）多變過程熱量故又空氣的則根據可在p-v圖上得出過程線1-2（1）以及相應T-s圖上的過程線1-2（1）。該過程為耗功、放熱、升溫、升壓過程，熱力學能增大。根據可在T-s圖上得出過程線1-2（2）以及相應于p-v圖上的過程線1-2（2）。該過程為吸熱、膨脹做功、升溫過程，熱力學能增大。pTsTspsTpv112（1）2（2）2（1）2（2）例4-50.5kmol某種單原子理想氣體，由25℃，2m3可逆絕熱膨脹到1atm，然后在此狀態(tài)的溫度下定溫可逆壓縮回到2m3。1）畫出各過程的p-v圖及T-s圖；2）計算整個過程的Q，W，ΔU，ΔH及ΔS（按定值熱容計算）。2）先求各狀態(tài)參數解：1）等溫過程：熱量=膨脹功=技術功放熱例4-61mol氮氣由P1=1MPa、T1=600K經可逆絕熱過程膨脹到P2=0.