任务 活塞式压缩机的热力学基础

项目四活塞式压缩机的运行与维护任务2活塞式压缩机的热力学基础课程目标【知识目标】掌握活塞式压缩机的热力学基础；掌握理想气体的状态方程和P-V图。【能力目标】能准确应用理想气体的状态方程；能准确分析各种热力学过程的P-V图。【思政目标】通过热力学基础的认知，培养学生的逻辑的工程思维知识点010203目录气体的状态参数各种热力学过程的p-V图理想气体状态方程一、气体的状态参数温度温度是表示物体冷热程度的物理量。在热力学中采用绝对温度用

T来表示，单位为开尔文（K），绝对温度与摄氏温度可以进行换算。只有绝对温度才是气体的状态参数。T=t+273压力气体表示作用在器壁单位面积上的力就是气体的“压力”，也称压强，用p来表示，单位为Pa。只有绝对压力才是气体的状态参数。比容比容是指单位质量（1kg）的气体所占的体积，用υ

来表示，单位为m3/kg，可通过下式来计算。二、理想气体状态方程理想气体状态方程式理想气体是指气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计的气体。反之则称为实际气体。事实上自然界中并不存在真正的理想气体，但对那些不易被液化的气体，如空气、氧气、氮气、氢气以及由这些气体组成的混合气体等，在温度不太低、压力不太高时，均可作为理想气体来处理。二、理想气体状态方程理想气体状态方程式对于理想气体，气体的压力、温度和比容之间存在一定关系，即1kg气体（3-4）Gkg气体（3-5）p—理想气体的绝对压力，MPa；υ—理想气体的比容，m3/kg。T—理想气体的绝对温度，K；R—理想气体常数，J/(kg·K)；G—气体的质量，kg；V—质量为G的气体的体积，m3；V=G·υ二、理想气体状态方程理想气体状态方程式在任何状态下，对于任何理想气体，气体常数R可表示为：式中，，称为通用气体常数，它与气体的状态和性质无关。由上式可知，只要已知气体的摩尔质量M，即可由通用气体常数求得气体常数R。二、理想气体状态方程理想气体过程方程式由式（3-5），当理想气体由状态1变化到状态2可表示为：（3-6）表示同一种气体在状态变化时，转变结果存在的关系。但是，式（3-6）并没有说明气体是经过怎样的过程从状态1变化到状态2的，而实际上气体必须经过一定的过程才能实现。如果过程不同，气体的状态变化规律也不同。二、理想气体状态方程理想气体过程方程式系统内气体受外界影响时，其热力状态按既定规律变化的过程称为热力过程，表述其变化规律的方程称为热力过程方程式。（3-7）压缩机不同的热力学过程是由过程指数决定的，假设过程指数为m’，当气体从某一状态变化到另一状态时，各参数之间存在如下关系：公式3-7称为理想气体过程方程式。二、理想气体状态方程理想气体过程方程式利用公式（3-6）和（3-7），可以求出理想气体在过程指数为m’时的各参数：二、理想气体状态方程理想气体过程方程式过程指数在压缩过程中气体的温度保持不变，即过程指数m'=1等温过程在压缩过程中气体既不获得热量，也不放出热量，即过程指数m‘=k，k=cp/cv，

这时的过程指数称为绝热指数。绝热过程在压缩过程中除过程指数m'=1和m'=k外的其余过程，均称为多变过程，其指数称为多变指数，此时气体有热量传递给外界，但没有达到等温。多变过程三、各种热力学过程的P-V图图3-22各种热力学过程比较等温过程

过程曲线1-2，过程指数m'=1，曲线最平坦，压缩终了时气体的容积最小。绝热过程

过程曲线1-2"

，过程指数m'=k。多变过程

过程曲线1-2'，过程指数1<m'<k，气体有热量传递给外界，但没有达到等温。过程曲线1-2'"，过程指数m'>k，外界有热量传递给气体，曲线最陡，压缩终了气体的容积最