3-理想气体的热力过程.ppt

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1、第四章理想气体的热力过程教学目标：使学生熟练掌握气体的各种基本热力过程及多变过程的状态参数及过程参数的热力计算。知识点：分析热力过程的目的及一般方法；气体的基本热力过程及多变过程。重点：结合热力学第一定律，分析和导出各种基本热力过程及多变过程（包括压气过程）的相应计算式并进行计算，利用p-v、T-s图分析热力过程。难点：使学生掌握理想气体热力过程的热力学计算的特殊性，并能利用状态坐标图表示各种过程及过程中能量转换的特点。1、研究热力过程的目的实施热力过程的目的：达到预期的状态变化，如压气机中消耗功量使气体升压。实现预期的能量转换，如锅炉中工质定压吸热

2、，提高蒸汽的焓使之获得作功能力；热力分析的目的：揭示过程中工质状态参数的变化规律以及能量转化情况，进而找出影响转化的主要因素。4-1研究理想气体热力过程的目的与方法2、研究热力过程的一般方法根据实际过程的特点，将实际过程近似地概括为几种典型过程：定容、定压、定温和绝热过程；不考虑实际过程中不可逆的耗损，视为可逆过程；工质视为理想气体；比热容取定值。实际过程是一个复杂过程，很难确定其变化规律，一般需要作些假设：3、分析热力过程的一般步骤确定过程方程p=f(v)；确定初态、终态参数的关系及热力学能、焓、熵的变化量；确定过程中系统与外界交换的能量（热量和功

3、量）；在p-v图和T-s图画出过程曲线，直观地表达过程中工质状态参数的变化规律及能量转换。4、分析热力过程的内容（1）确定过程方程；（2）确定状态参数的变化规律；（3）绘出过程曲线；（4）确定过程中内能、焓和熵的变化量：分析热力过程的内容熵的变化：（5）确定过程中的功和热量：②功容积功①热量用比热计算热量用能量方程计算热量技术功续24-2定容过程1.过程方程定值2.状态参数关系式3.定容过程的过程曲线可知定容过程线在T-s图上为一指数曲线曲线的斜率是3.定容过程的过程曲线pvTs12124.功和热量内能变化量焓的变化量容积功热量定容过程的功和热量的计

4、算4-3定压过程1.过程方程定值2.状态参数关系式3.定压过程的过程曲线可知定压过程线在T-s图上为一指数曲线定压过程曲线的斜率是定容过程曲线的斜率是定压过程的p—v图和T-s图pvTs1212v4.功和热量内能变化量焓的变化量容积功热量技术功定压过程的功和热量的计算4-4定温过程1.过程方程定值2.状态参数关系式3.定温过程的过程曲线曲线的斜率是定值由过程方程得可知在p-v图上是一等边双曲线。为什么?定温过程的p-v图和T-s图pvTs12124.功和热量内能变化量焓的变化量容积功热量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

5、。定温过程的功和热量的计算因为所以对可逆绝热过程可逆绝热过程是定熵过程4-5绝热过程1.过程方程过程方程可由下式导出定熵过程为指数方程，定熵指数通常以k表示。对于理想气体k=。过程方程的其它推导方法或(3)、(4)两式相除定值整理出过程方程两边进行不定积分得方法Ⅰ由方法Ⅱ由而理想气体状态方程或定值两边积分并整理得其微分形式将(2)代入(1)式定熵过程的过程方程方法Ⅱ2.状态参数关系式3.定熵过程的过程曲线定熵过程曲线的斜率是由过程方程得可知在p-v图上是一高次双曲线定温过程曲线的斜率是定熵过程的状态参数和过程曲线的斜率为什么？定熵过程曲线和定温过程

6、曲线哪根更陡？定熵过程的p—v图和T-s图pvTs1212T4.功和热量内能变化量焓的变化量容积功热量技术功定熵过程的功和热量的计算Ts12在T-s图上比容增大的方向判断在T-s图上比容增大的方向在T-s图上，等容线的右下侧为比容增大的方向。Ts12在T-s图上压力升高的方向在T-s图上，等压线的左上侧为压力升高的方向pv12在p-v图上温度升高的方向在p-v图上，等温线的右上侧为温度升高的方向。pv12在p-v图上熵增加的方向在p-v图上，等熵线的右上侧为熵增加的方向。p-v图和T-s图上的曲线簇实际上在PV图上判断的TS变化时，可把PV坐标假设为

7、TS坐标；在TS图上判断PV的变化时，可把TS坐标假设为PV坐标。4-6多变过程1.过程方程定容过程定压过程定温过程定熵过程定值定值定值定值特例定值多边过程的过程方程定值2.状态参数关系式从上面3个式子中的任何一个都可得到多变指数的值如多边过程的状态参数变化规律3.多变过程的p—v图和T-s图pvTsn=0n=±∞n=±∞n=0n=0n=0n=kn=kn=kn=kn=1n=1n=1n=11

8、过程中技术功的计算容积功技术功热量称cn为多变过程的比热容。即多变过程中热量的计算例题有1kg空气，初始状态