热力学及其应用-21.pptVIP

卡诺循环 等温可逆膨胀 绝热可逆膨胀 等温可逆压缩 绝热可逆压缩 卡诺循环的计算内容 吸 热 量 放 热 量 循环净功 循环热效率 卡诺循环的计算 (1) （2） （3）当T1= T2 时， 讨论: (4) 提高循环热效率的途径是: ② 降低 放热的 。 ① 提高吸热温度 ,且与工质的性质无关; 卡诺定理1: 在两不同温度的恒温热源间工作的一切可逆热机，它们的热效率都相等，且与工质的性质无关。 卡诺定理2: 在两不同温度的恒温热源间工作的一切不可逆热机,它们的循环热效率都小于可逆热机的热效率。 即 ηt不可逆ηt可逆= ηt最大 则该热机是可逆热机； ① 若 则该热机是不可逆热机； ② 若 则该热机是不可能制造出来的。 ③ 若 对于1摩尔理想气体，只做体积功的可逆过程 对于不可逆过程，体系的熵变大于其热温商 —体系吸收的热量被吸热时的温度除时所得到的商数 热力学判椐1—熵判椐 由卡诺定理，可以得到： 对于不可逆过程，体系的熵变大于热温商，从而有 可逆过程或达到平衡 不可逆或自发过程 任意热力系的熵方程分析模型 可表示成或写成熵方程 熵方程 闭口系统的熵方程 闭口系统的熵变化取决于热力系统与外界交换热量引起的熵流，以及由交换热量、功量时的不可逆性而引起的熵产生 开口系统稳定流动的熵方程 工质流经开口系统时引起的熵变化取决于过程中与外界交换热量引起的熵流，以及由交换热量、功量时的不可逆性而引起的熵产生 能量贬值原理 当系统由一状态可逆地变化到与给定环境相平衡的状态时，理论上可以转换为机械功的那部分能量，称为 (exergy) 或有效能,用符号Ex表示。余下的不可能转换为机械功的部分能量称为该能量中的无效能部分，称为 （anergy) 或无效能,用Ａn表示。这样，总能量Ｅ可以表示成: Ｅ（总能量）＝Ex（ ）＋Ａn（ ） 1)完全可用能(电能、风能、水能),被称为高级能量。能量中Ｅx＝Ｅ； 2)部分可用能(ＴＴ环境时的热能),被称为低级可用能。能量中ＥxＥ; 从能量转换为 (或可用能)的可能性来说，能量可分为三类: 3)完全无用能(Ｔ＝Ｔ0 时的热能)。能量中Ｅ＝Ａn,Ex=0。 热量Exergy ，表示为 ExQ 环境温度为T0，有一温度为Ｔ的热源，假定在环境与热源间有一可逆热机，热机内的工质在一循环中从热源吸热Q ，由卡诺定理可知此热机对外能输出的净功最大，称该功为最大功，此部分能量就是Q的有效能或称为热量Exergy 变温热源供热时 热量Q中的热量 热量Q中的 热量 是热量在给定的环境条件下所能转换的最大有用功，是热量的基本属性，与其是否进行循环无关。热量 是过程量，取决于环境温度T0、热力系统交换热量时温度变化规律以及热量的大小、方向。当相同数量的热量处于不同的环境温度下，高温时 值大，温度越低 值越小。 3.2 理想气体与水蒸气 1kg理想气体 mkg理想气体 1kmol理想气体 nkmol理想气体 Rg 是一个与气体的种类有关，与气体的状态无关的常数，称为气体常数。 R 是一个与气体的种类无关，与气体的状态也无关的常数，称为摩尔气体常数。 M是气体的摩尔质量，kg/mol。 气体常数与摩尔气体常数之间有如下关系； 理想气体分子中原子数相同的气体，其摩尔比热容都相等 单原子气体 双原子气体 多原子气体 定压摩尔比热容 定容摩尔比热容 项 目 (1) 过程方程 定值 (2) 状态参数间关系式 (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 1) 定容过程 (3)定容过程的过程曲线 p v T s 1 2 1 2 (4) 功量和热量 体 积 功 热 量 2)定压过程 (1) 过程方程 定值 (2)状态参数间关系式 (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 p v T s 1 2 1 2 v (4)功量和热量 体 积 功 热 量 技 术 功 或 3)定温过程 (1)过程方程 定值 或 (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 p v T s 1 2 1 2 体 积 功 热 量 技 术 功 (4)功量和热量 道尔顿分压力定律 T, V p1 T, V p2 T, V p n … T, V 混合气体的总压力等于各组成气体的分压力之和。 pi—第 i 种组成气体的分压力。第 i 种组成气体占