工程热力学第3章第2部分

理想气体的焓理想气体实际气体理想气体h只与T有关理想气体，任何过程熵的定义:

可逆过程

理想气体理想气体的熵pv=RT仅可逆适用？T1p1v1s1T2p2v2s212理想气体，任何过程一般工质:

理想气体：迈耶公式理想气体的热容令比热比1、按定比热

2、按真实比热计算§3-4理想气体热容、u、h和s的计算3、按平均比热法计算理想气体热容的计算方法：h、u

、s的计算要用cv和cp分子运动论1、按定比热计算理想气体热容运动自由度单原子双原子多原子Cv,m[kJ/kmol.K]Cp,m

[kJ/kmol.K]k1.671.41.292、按真实比热计算理想气体的热容根据实验结果整理理想气体3、按平均比热计算理想气体的热容t

t2

t1

c(cp,cv)

附表3，4，5，6

c=f(t)

摄氏℃求O2在100-500℃平均定压热容1.

2.

cv为真实比热3.

cv为平均比热理想气体

u的计算4.

若为空气，直接查附表2理想气体，任何过程T1u1T2u2121.

2.

cp为真实比热3.

cp为平均比热理想气体

h的计算4.

若为空气，直接查附表2理想气体，任何过程1、若定比热理想气体s的计算理想气体，任何过程理想气体

s的计算2、真实比热取基准温度T0若为空气，查附表2得§3-5

研究热力学过程的目的与方法目的提高热力学过程的热功转换效率热力学过程受外部条件影响

主要研究外部条件对热功转换的影响利用外部条件,合理安排过程，形成最佳循环对已确定的过程，进行热力计算研究热力学过程的对象与方法对象1)参数(p,T,v,u,h,s

)变化2)能量转换关系,

q

,w,wt方法抽象分类2)可逆过程(不可逆再修正)基本过程研究热力学过程的依据2)理想气体3)可逆过程

1)热一律稳流研究热力学过程的步骤1)确定过程方程------该过程中参数变化关系5)计算w

,

wt,

q4)求3)用T-s与p-v

图表示2)根据以知参数及过程方程求未知参数§3-6理想气体的等熵过程(2)不仅,s处处相等

绝热可逆s说明:(1)不能说绝热过程就是等熵过程,必须是可逆绝热过程才是等熵过程。adiabaticisentropicReversibleadiabatic三个条件:

(1)理想气体(2)可逆过程(3)

k为常数理想气体s的过程方程当理想气体理想气体s的过程方程若已知p1,T1,T2,求p2理想气体变比热s过程理想气体变比热s过程已知p1,T1,T2,求p2若是空气，查附表2理想气体变比热s过程定义vr用得较少，自学相对压力已知p1,T1,T2,查附表2，得pr(T1)和pr(T2)，求p2

内能变化焓变化熵变化

理想气体s

u,

h,

s,的计算状态参数的变化与过程无关

膨胀功w理想气体s

w,wt,q的计算技术功

wt热量

q§3-7理想气体热力过程的综合分析理想气体的多变过程(Polytropicprocess)过程方程n是常量，每一过程有一n值nn=ks理想气体n

w,wt,q的计算多变过程比热容(1)当n=0

(2)当n=1多变过程与基本过程的关系(3)当n=k

(4)当n=

pTsvnpTsv基本过程是多变过程的特例isothermalisentropicisobaricisochoric

基本过程的计算是我们的基础，要非常清楚，非常熟悉。基本要求：拿来就会算参见书上表3－4公式汇总理想气体基本过程的计算斜率理想气体过程的p-v,T-s图上凸?下凹？sTvpppp斜率理想气体过程的p-v,T-s图上凸?下凹？sTvpppvvv斜率理想气体过程的p-v,T-s图上凸?下凹？sTvpppTvvTT理想气体过程的p-v,T-s图sTvpppsvvTTss理想气体基本过程的p-v,T-s图sTvpppvvTTssu在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpuT=u>0u>0h在p-v,T-s图上的变化趋势sTvphT=u>0u>0h>0h>0w在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0Tq>0u,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势sTvpu>0u>0h>0h>0w>0w>0wt>0wt>0q>0u,h↑(T↑)w↑(v↑)wt↑(p↓)q↑(s↑)q>0p-v,T-s图练习（1）sTvp压缩、升温、放热的过程，终态在哪个区域？p-v,T-s图练习（2）sTvp膨胀、降温、放热的过程，终态在哪个区域？p-v,T-s图练习（3）sTvp膨胀、升温、吸热的过程，终态在哪个区域？作图练习题（1）s比较：vp作图练习题（2）比较：作图练习题（3）比较：3-5理想气体混合物工质一般是由几种气体组成的混合物，混合气体的性质取决于混合气体中各组成气体之间的成份及其热力性质3-5-1混合气体的成份表示法混合气体的成份是指各组成的含量占总量的百分数。常用的表示法有三：质量分数；摩尔分数；体积分数(a)质量分数.(3-29)显然，有(3-29-a)(b)摩尔分数。同样的，有(3-30)(3-30-a)(c)体积分数(3-31)以i表示混合气体的成份被较普遍采用。注意，这里所指的体积一般是折合到标准状态下的容积。根据阿弗伽德罗定律，显然有(3-32)另外，由（3-29）得(3-33)上式中，M为混合气体分子量，Mi为某组成气体的摩尔质量（即分子量）由于于是，混合气体的折合气体常数Rg可表示为(3-33-a)可得(3-34)另外，由理想气体状态方程，有同温同压下，有于是，得(3-33-b)3-5-2混合气体的分压力和道尔顿分压定律道尔顿分压定律其中，pi为各组成气体分压力，p为气体总压。3-5-3混合气体的分体积定律其中，Vi为各组成气体分容积，V为气体总容积。显然，有3-5-4混合气体的折合分子量与气体常数若用M表示折合分子量，则计算混合气体的折合分子量可按以下两种情况处理(a)已知气体组成及i（或xi），则(b)已知气体组成及wi,由于于是，得(a)已知折合分子量M。计算混合气体的折合气体常数可按以下几种情况处理(b)已知wi和Ri,g。(c)已知i和Ri,g。则有1、比热容3-5-5理想混合气体的比热容、比内能、焓、熵定义：混合气体的比热容是1kg混合气体温度升高1K所需的热量。因此有其中，wi为组分i的质量份额，ci为组分i的质量比热容根据定义，同理可得混合气体的摩尔热容和体积热容2、内能和焓内能和焓是广延性参数，具有可加性。因此，理想混合气体的内能等于各组成气