理想气体热力过程

第七章

理想气体热力过程§7-1

研究热力学过程的目的与方法参数会计算，就可以研究能量转换的过程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)根据已知参数及过程方程求未知参数

内能变化焓变化熵变化

理想气体

u,h,

s,的计算状态参数的变化与过程无关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§7-2理想气体的基本热力过程一、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二、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三、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,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。四、可逆绝热过程(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。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1.过程方程或(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2.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可逆绝热过程的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Ts12在T-s图上比容增大的方向Ts12在T-s图上压力升高的方向pv12在p-v图上温度升高的方向pv12在p-v图上熵增加的方向五、多变过程1.过程方程定值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<n<k1<n<k1<n<k1<n<kn=＋∞n=—∞n=—∞n=＋∞n<0n<0n<0n<04.功和热量内能变化量焓的变化量容积功技术功容积功技术功热量称cn为多变过程的比热容。即§7-3

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

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8－1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？第七章小结1、理想气体状态方程的正确使用2、理想气体比热、内能、焓的的特点和计算3、理想气体各种可逆过程的特性，

参数变化，功，热的计算。4、p-v图，T-s图上的表示第七章讨论习题1、任何定温过程都有u=0,h=0?温度一定变?2、绝热过程，温度都不变?3、从同一初态，分别经过程，到达同一终态是否可能Tsn=1.2?nsT4、一封闭系经某可逆吸热对外作功，问能否用一可逆绝热过程使系统回到初态?理气?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：如图所示，两端封闭而且具有绝热壁的气缸，被可移动的、无摩擦的、绝热的活塞分为体积相同的A，B两部分，其中各装有同种理想气体lkg。开始时活塞两边的压力、温度都相同，分别为0.2MPa，20℃，现通过A腔气体内的一个加热线圈，对A腔气体缓慢加热，则活塞向右缓慢移动，直至PA2＝PB2＝0.4MPa时，试求：（1）A、B腔内气体的终态容积各是多少？（2）A、B腔内气体的终态温度各是多少？（3）过程中供给A腔气体的热量是多少？（4）A、B腔内气体的熵变各是多少?（5）整个气体组成的系统熵变是多少?（6）在P-V图、T-S图上，表示出A、B腔气体经过的过程。设气体的比热容为定值．CP＝1.01KJ／(kg·K)，Cv＝0.72KJ/(kg·K)。例题有1kg空气，初始状态为℃进行下列过程，