工程热力学10理想气体的热力过程

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1、十、理想气体的热力过程10.1过程目的及分析方法实施一热力过程（热力学状态连续变化过程）之「1・实现预期的热能■机械能的相互转换目的｛（如燃气轮机、制冷机等）;12,达到预期的热力状态（如压气机）。分析方法：因实际热力过程复杂、不可逆（存在摩擦、流阻、温差散热、内部扰动）分析热力过程，先按理想的可逆过程（忽略上述不可逆因素）计算，在实际应用时，引入经验（实验）系数对其修正，以得到最终和实际接近的结果。理想的可逆过程中有四个便于热力学分析的典型热力过程，定压过程p-Const（如燃气轮机燃烧室加热过程）定容过程v二Const（如汽油机汽缸中燃烧加热过程）定温过程T=Co

2、nst（冷却压气机的压缩过程）定爛过程s=Const（气体的高速压缩、膨胀过程）4个过程参量分别对应着两对共轨的广延量与强度量。因一般热力设备中的热力过程都可抽象为这四种或它们的组合，上述过程称为基本热力过程。热力过程可更一般地表为多变过程=Const1（农=0定压，72=1定温,n=K〈Cplc）定爛，n=±co定容（pnv=Cz））复杂的实际过程总可用分段（n变化）的多变过程来逼近对于不能抽象成理想气体的实际气体（如水蒸气、氟利昂等离相变区不远的气体）的热力过程借助图表分析计算。10.2过程方程定压过程p=Const定容过程v=Const定温过程T=Const绝热

3、（定爛）过程s=Constds=c芈+c半亠+如“yPcvvpt/c—+—=0TpvK=ConstVp若定比热取K=江,K=75t2若变比热取ad,或心=丑存，匕二他，心=沁C..2210.3初、终态参数间关系定压过程血=Pl定容过程v2=岭定温过程丁2=1+pv=RgT定爛过程$2=$1

4、T卩戒="斗多变过程P2V2=Pl*丿10-4内能、烁爛的变化△%=cv(T2-T})P^=hPiTiP2V2=PMt2A/、EPlPiJ定比执八Ah=cp(T2-T})As=cDIn—-In—卩h&=cvIn—4-/?In—vT."v,变比执八、、=cvIn—4-cIn—Piv

5、i10.5过程体积功与技术功定压过程^=[pdv=p(v2-v{)=Rg(T2-T{)定容过程w=^pdv=0,吗=-^vdp=v(a-P2)定温过程w=f/?Jv=fJv=RTin—=p^^n—=-p^^n—JlV^V]V]P?2R丁叱=_

6、如=_「^如=_R,Tln邑=_门叩n匕JiJlp、P、PiPlPw=wf“「2CVX~K绝热过程W^[pdv=-dv=CT-二附士（旷卄★1-111-11K-S1宀丿I1一£-1KPlPi（也可通过能暈方程去推q=^u-wTw=-u=cv（T{-7；）=-^（7；-7；）=—L"11〜r-11〜k-（砒一防2））

7、丄W,=一卜dp=—f^rdp=-^RgTiPK1-JiK-1-K-（p£y—R）T-TJ=—5m-]加2）K—YfC—Lorq=Ah+T=—A/z=cf）（7J—T2）=Kcv（£—7^）=wt=畑（、“T-（、n-1—多变过程w=-^-RJ}1-比=—：R^1-血nn-1*.lV2>n-1wt=nw10.6过程热量利用上面求得的△処Aw即可由q=皿+w得过程热量定压过程q=△%+p^v=△%+△(/")=A(w+pv)=AA=c卩(T?_TJ或grcjg-fj定容过程§=△%="(§-£)或Q=CV^(Z2_Z1)定温过程皿二“⑺-G=oq二w=RTln—=

8、In—二-p{v{In—'vi儿A因过程可逆Q=Tds=T/^s==7?Tln^-Jip、1Vj绝热过程多变过程q=Au+w=cv(T2-T1)+-^-(Ti-T2)n一1n-1n-i故可得多变过程的比热n-K10.7过程图示n=0定压n-1定温=K定炳P-V图上，定容线与定压线将其分为了II、、IV四个区。在ILIV区，n>09顺时针n由Otoo变化；因pVCT—n业pVdvv定嫡线(n=K>)较定温线陡。在I、III区，力<0,顺时针n由—。OT0变化。实际上〃v0的热力过程极少存在，可不予讨论。T-s图上，n的值也是按顺时针方向增大，变化规律同上。因J>“，

9、定容线较定压线陡。q,△仏h,w,叱正负的确定q的正负以过起点的定爛线为界，右方为正，左方为负；Au,A/2的正负以过起点的定温线为界，上方为正，下方为负;W的正负以过起点的定容线为界，右方为正，左方为负;叱的正负以过起点的定压线为界，下方为正，上方为负;热力过程火用分析公式（E住-昭2）+E牛=wt+I10.9非稳态流动过程以上几种热力过程分析只适用于闭口系及开口稳流定质量系统可逆变化分析，对于一般不可逆、非稳态、变质量系统不适用。对于均匀的非稳态开口系统分析，需用微分形式表示的①能量平衡方程②质量平衡方程③状态方程以求得控制体中参数的变化规律以