工程热力学第6章理想气体热力过程

理想气体热力过程本章基本知识点熟练掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、v、T、u、h、s的计算，过程量Q、W的计算，以及上述过程在p-v、T-s图上的表示。•分析对象:•闭口系统•过程性质:•可逆过程•过程特点:•定容过程、定压过程、定温过程、,绝热(多变)过程目的:研究外部条件对热能和机械能转换的影响，通过有利的外部条件，达到合理安排热力过程，提高热能和机械能转换效率的目的。•基本任务:•确定过程中工质状态参数,能量转换关系•实例:•取开口系统的气体压缩§7．1基本热力过程一.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，进行热力计算参数会计算，就可以研究能量转换的过程对象1)参数(p,T,v,u,h,s)变化2)能量转换关系,q,w,wt方法1)抽象分类2)可逆过程(不可逆再修正)pvsTn基本过程研究热力学过程的依据2)理想气体ppvv()()cpvRTccRkcufThfT3)可逆过程twpdvwvdpqTds1)第一定律tqduwdhwswzgchq221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(),(),()pfvTfpTfv5)计算w,wt,q4)求shu,,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Cpvk斜率=？0)(kpvd10kkkpvdvvdpsdpkpdvv曲线上凸？下凹？pvp斜率v斜率pT理想气体s的p-v图和T-s图Ts'2'22211kkppTT11212)(?sdpdv内能变化vucdT焓变化phcdT熵变化0s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w21221111()11kkccwpdvdvvpvpvvkk理想气体sw,wt,q的计算12v12()()1RTTcTTuk技术功wt12()tpwvdphcTTkw热量q0qCpvkquwtqhwconstpvk若已知p1,T1,T2,求p2理想气体变比热s过程pvckconstckkppTT11212)(2121lnTpTdTpdscRTp理想气体变比热s过程2121lnTpTdTpdscRTp210021lnTTppTTdTdTpccRTTp210021ln0TTpssRp210021TTssppexpR已知p1,T1,T2,求p2若是空气，查附表2§7-2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constpvnn是常量，每一过程只有一n值初终态关系n理想气体s的初、终态kvvpp)(211212112)(kvvTTkkppTT11212)(constpvk1kTvconst1kkTconstp§7-3理想气体的多变过程(Polytropicprocess)过程方程constpvnn是常量，每一过程有一n值初终态关系nvvpp)(211212112)(nvvTTnnppTT11212)(n理想气体nu,h,s的计算内能变化vucdT焓变化phcdT熵变化状态参数的变化与过程无关22v112222ppv1111lnlndTvscRTvdTpdvdpcRccTpvp12()1RwpdvTTntwnwv2121()()1RquwcTTTTn理想气体nw,wt,q的计算v21v21n21()()()()11Rn-kcTTcTTcTTnnnv1n-kccn多变过程比热容constpvn(1)当n=0Cpconstpv0nvpckcc(2)当n=1CTconstpv1nc多变过程与基本过程的关系(3)当n=kkpvconstsCn0c(4)当n=1npvconstvCnvccnv1n-kccn基本过程是多变过程的特例pTsvnconstpvnpTsvpvRTnv111k-nccnCvTCpvCpT初终态关系1122vTvT1122vpvp1122pTpT过程方程理想气体的基本过程kpvCkvvpp)(2112ppvRTTsvpTsv理想气体基本过程的u,h,s内能变化vucdT焓变化phcdT熵变化状态参数的变化与过程无关22v112222ppv1111lnlndTvscRTvdTpdvdpcRccTpvppTsvvppdvw理想气体基本过程的w21lnRTvwpdvdvRTqTsvv0wpdv112121()111kkRRTpwpdvTTkkppTsvquwt0wvdp理想气体基本过程的wttwwqtwvdpvptwkwpTsvtquwhwpqhcT理想气体基本过程的qtqwwvqucT0qpTsvtquwhwcp的定义cv的定义0np()?dTdsT斜率理想气体基本过程的p-v,T-s图上凸?下凹？pTdscdTvdpsTvpppTc0npp0nv()?dTdsT斜率理想气体基本过程的p-v,T-s图上凸?下凹？vTdscdTpdvsTvppvTc0npvpvccnnvvpp()dTTdsc0nT()?dpdvp斜率理想气体基本过程的p-v,T-s图上凸?下凹？pvCsTvpppv0npT0pdvvdpnnvv1nTT1n0ns()dpkpdvv理想气体基本过程的p-v,T-s图sTvpp0npsnnvv1nTT1nnksT()dppdvvnks0n理想气体基本过程的p-v,T-s图sTvpp0npnnvv1nTT1nnksnkskkppTT11212)(0nu在p-v,T-s图上的变化趋势sTvp0nnn1n1nnknkuT=u0pvRTu0vucdT0nw在p-v,T-s图上的变化趋势sTvp0nnn1n1nnknku0u0wpdvh0h0w012112)(kvvTTw00nq在p-v,T-s图上的变化趋势sTvp0nnn1n1nnknku0u0qTdsh0h0w0w0wt0wt0q0Tqwq00nu,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势sTvp0nnn1n1nnknku0u0h0h0w0w0wt0wt0q0u↑,h↑(T↑)w↑(v↑)wt↑(p↓)q↑(s↑)q0