南京航空航天大学工程热力学课件第四章.ppt

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1、第四章理想气体的热力过程,基本要求,熟练掌握四种基本过程（定容、定压、定温及定熵）以及多变过程的初终态基本状态参数p、v、T 之间的关系。熟练掌握四种基本过程以及多变过程中系统与外界交换的热量、功量的计算。能将各过程表示在p-v图和T-s图上，并能正确地应用p-v图和T-s图判断过程的特点，即u、h、q及w等的正负值,41 研究热力过程的目的及一般方法,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，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

2、响转化的主要因素。,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：,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 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,42 四种典型热力过程分析,定容过程,过程方程,初、终态参数的关系及能量转换,能量转换,p-v图和T-s图,定压过

3、程,过程方程,初、终态参数的关系及能量转换,能量转换,p-v图和T-s图,定温过程,过程方程,初、终态参数的关系及能量转换,能量转换,p-v图和T-s图,绝热可逆过程,绝热可逆过程是定熵过程,过程方程,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=,初、终态参数的关系及能量转换,能量转换,p-v图和T-s图,四种典型热力过程 p-v图和T-s图,p-v图和T-s图上的曲线簇,思考题,一、某气体的状态方程为p(v-b)=RgT，热力学能u=cvT+u0，其中cv、u0为常数。试证明在可逆绝热过程中该气体满足下列方程式：,二、试证明绝热过程12中理想气体所作技术功可用图中的面积1

4、ba21表示。,三、1kg初态为t1=100C、p1=2bar的空气经123路径到达终点3，已知：t3=0C、p3=1bar，其中12为不可逆绝热膨胀过程，其熵变为0.1kJ/kgK，23为可逆定压放热过程，求：1）过程中系统的熵变Ds1232）过程中系统与外界交换的热量q123,多变过程,43 多变过程,n为多变指数：-n+,过程方程,多变过程分析,初、终态参数的关系,能量转换,多变比热容及多变指数,多变过程与四种典型热力过程的关系,多变过程在p-v图和T-s图上表示,从定容线出发，n由-0+，沿顺时针方向递增,试在p-v图及T-s图上表示n=1.2的多变膨胀过程。,试在p-v图及T-s图上表示cn=2 kJ/kgK 的空气多变压缩过程。,试在p-v图及T-s图上表示将2/7加热量用于增加空气热力学能的多变过程。,例题,过程中各能量项正负方向分析,热力学能与焓,等温线是确定du、dh正负的分界线,热量,等熵线是确定q正负的分界线,体积变化功,等压线是确定w正负的分界线,技术功,等容线是确定wt正负的分界线,各能量项正负方向图,思考题,试将满足以下要求的理想气体多变过程在p-v图和T-s图上表示出来：（1）工质又膨胀、又放热（2）工质又受压缩、又升温、又吸热（3）工质又受压缩、又降温、又降压,