01第1章热机与热功转换的基本规律.ppt

多变过程：满足方程pvn=常数的过程，其中n为常数。 1.3 理想气体的热力过程 比热容为定值 膨胀功和技术功的计算 多变过程热量的计算 称为多变过程比热。 例5 把1kg空气由温度为10℃，压力为1 bar，体积为0.8m3的状态，按照pV1.3=常数的关系，压缩至压力为7 bar，试求下列各值（1）压缩终点的温度；（2）压缩比v1/v2；（3）压缩所需的功；（4）热力学能的变化；（5）工质与外界交换的热量。 解：（1）由多变过程中状态参数关系式（1-73）可计算出压缩终点的温度 （2）由式（1-71）可计算出压缩比v1/v2： （3）压缩过程所需功量则可由式（1-79）计算， （4）由式（1-74）计算热力学能的变化 ?u=cv0(T2 –T1)=0.716?(443.6–283)kJ/kg =115kJ/kg （5）工质与外界交换的热量 q= w+?u= –153.7 kJ/kg +115 kJ/kg = –38.7kJ/kg 计算结果表明，空气在该压缩过程中由外界获得了功量，对外放出了热量，并最终使本身压力、温度增加。 四种基本热力过程 通过分析多变过程（pvn=常数）中热功转换的规律，四种基本热力过程的热功转换问题就迎刃而解了，对应不同的基本热力过程问题的各种形式只需将不同的n值代入或按照多变过程的类似的分析方法分析即可。例如对定温过程，已知它是当n=1时的多变过程，所有相应的公式只需将多变过程中的n换成1即可。 定容过程 定压过程 定温过程 绝热过程 多变指数n ? 0 1 k 定压过程：n=0，斜率 定容过程：n=?，斜率 定温过程：n=1，斜率 等熵过程：n=k，斜率 四种基本热力过程 定压过程：n=0，斜率 定容过程：n=?，斜率 定温过程：n=1，斜率 等熵过程：n=k，斜率 1.4.3 四种基本热力过程 多变过程在p - v图和T - s图的规律定性分析 ▼ ▼ 热机循环 1.4.1 卡诺循环 1.4.2 1.4 热功转换的效率 热力过程条件与限度问题 热力学第一定律说明了热量和功量两者之间可以相互转换，且在数量上有一定的当量关系，即规定了热能与机械能在转换过程中量的关系。热力学第二定律则是从另一个角度研究热功转换问题，它是关于解决过程进行的方向、条件和限度等问题的规律。 工质经过一系列的状态变化，重新回复到原来状态的全部过程，称系统经历了一个热力循环。在状态参数坐标图上，循环的全部过程一定构成一个闭合曲线，整个循环可看作一个闭合过程。 热机循环 完成一个正向循环后全部效果为： 1）高温热源放出了热量q1（或热机中工质从高温热源吸热q1）。 2）低温热源获得了热量q2（或热机中工质向低温热源放热q2）。 3）热机将(q1－q2)=q0的热量转化为功。 4）工质与机器设备回复到原来状况，没有变化。 热机循环 汽车发动机原理 第1章 热机与热功转换的基本规律 Hubei Automotive Industry Institute 湖北汽车工业学院汽车工程系 HuBei Automotive Industries Institute Dep. of Automobile 汽车发动机原理 韩同群 北京大学出版社 第1章 热机与热功转换的基本规律 1.1 热能在热机中转换为机械功的过程 进气过程 压缩过程 燃烧膨胀过程 排气过程 1.2 热功转换的工质及其参数 ▼ ▼ ▼ ▼ 工质及状态参数 1.2.1 状态参数的坐标图 1.2.2 热力学第一定律 1.2.4 功和热量 1.2.3 工程热力学基本概念 工质 实现热能转换为机械能的媒介物质，通常为气体。 热机 将热能转换为机械能的机械装置。 热力系统 热力学所研究的对象。 外界 与热力系统有作用关系的周围物体。 边界 系统与外界的分界面。 闭口系统 热力系统与外界没有物质交换的系统。 开口系统 热力系统与外界有物质交换的系统。 1）系统与外界是人为规定的； 2）外界与环境介质是不同的，前者是抽象概念，后者是物质世界； 3）边界可以是： a）刚性的或可变形的或有弹性的 b）固定的或可移动的 c）实际的或虚拟的 工程热力学基本概念 状态及状态参数 热力系统在某一瞬间呈现的全部宏观性质称为状态 描述这种宏观状态的物理量称为状态参数。 热力系统在没有外界作用情况下宏观性质不随时间变化的