04第四章 理想气体的热力过程和气体压缩.ppt

第四章理想气体的热力过程和气体压缩
实施热力过程的目的:
1、实现预期的能量转换;2、达到预期的状态变化。研究热力过程的任务在于揭示状态变化规律与能量传递之间的关系,从而计算热力过程中工质状态参数的变化及传递的热量和功量。
研究热力过程的方法及步骤:
(ⅰ)把某些实际过程简化为可逆过程,突出过程的参数变化特征,如点火—定容过程;内燃机内气体的压缩和膨胀—绝热过程。
(ⅱ)系统平衡的性质及过程中系统与外界热传递和功传递的特定条件,建立过程方程式,
(ⅲ)依据状态方程和过程方程式,确定初、终态的基本状态参数;(对于实际气体,常采用图表计算)
(ⅳ)对理想气体采用分析计算,把热力过程表示在P—v图及T—S图上
(ⅴ)计算过程的热量和功量、及熵改变量(△u、△h、△s )
理想气体的热力过程包括:
(a)基本热力过程:定容过程、定压过程、定温过程、绝热过程
(b)一般热力过程:多变过程
非定值比热容
定值比热容
定容过程
特点:热力系统发生状态变化时,保持系统容积不变,对理想气体而言,一般为闭口系统边界固定不变的热力过程。
过程方程式:
初,终态状态参数关系:
定容过程中气体压力与温度成正比。
其他参数计算:由于,
则容积功
其中为定值比热容
技术功
热量
即加入气体的热量全部用于增加气体的内能,在P—V图和T—S图上可把定容过程表示为:
定压过程
特点:热力系统在发生状态变化时,压力保持不变。定压过程在工程上很常见——蒸发器,冷凝器,锅炉中各式热交换器的换热过程
过程方程式: 或
状态方程及初、终态状态参数关系:
定压过程中,温度升高,则气体膨胀,比容增大。
其他参数计算:
若取为定值比热容,则
过程中能量转换:
结合状态方程得:
从另一个角度说明气体常数的物理意义:1Kg
质量的气体在定压过程中温度升高1K所做的功。
定压过程中加入的热量用于增加系统的焓。
定压过程在P—V图和T—S图上表示为:
在T—S图上,定容线比定压线陡,这是因为:
由于故