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工程热力学 课件 第四章 理想气体的热力过程
第四章 理想气体的热力过程 4-1 研究热力过程的目的及一般方法 基本热力过程 定容过程：汽油机气缸中工质的燃烧加热过程 定压过程：燃气轮机动力装置燃烧室内的燃烧加热过程 定温过程：活塞式压气机中，气体的压缩过程 绝热过程：燃气流过气轮机或空气流经叶轮式压气机时，流速很大，气体向外界散失的热量极少，近乎绝热 这四种典型的可逆过程称为基本热力过程 研究热力过程的一般方法 工质热力状态的变化规律及能量转换状况与是否流动无关，对于确定的工质只取决于过程特征 根据过程特点，利用状态方程式及第一定律解析式得出过程方程式p=f(v) 借助过程方程式并结合状态方程式，找出不同状态时状态参数间的关系，从而由已知初态确定终态参数，或者反之 在p-v图和T-s图中画出过程曲线，直观地表达过程中工质状态参数的变化规律及能量转换情况 确定工质初、终态比热力学能、比焓、比熵的变化量。对于理想气体，不论过程是否可逆，都可按下列公式计算： 变比热容时 定值比热容时 确定1kg工质对外作出的功和过程热量 各种可逆过程的膨胀功都可由 计算 各种可逆过程的技术功都可由 计算 过程热量可按 计算 定容过程和定压过程还可按比热容乘以温差计算 定温过程可由温度乘以比熵差计算 4-2 定容过程 定容过程 定容过程即比体积保持不变的过程，过程方程式为v=定值 初、终态参数间的关系根据v=定值和pv=RgT得出 ， 定容过程中气体的压力与热力学温度成正比 定容过程曲线在p-v图上是一条与横坐标垂直的直线，在T-s图上是一条对数曲线 定容过程的熵变量 定容过程的过程功、过程热量和技术功 定容过程的过程功为零，即 过程热量由热力学第一定律得出 定容过程的技术功 定容过程中工质不输出膨胀功，加给工质的热量全部用于增加工质的热力学能并使温度升高，此结论由热力学第一定律推得，适用于任何工质 4-3 定压过程 定压过程 定压过程是工质在状态变化过程中压力保持不变的过程，过程方程式为p=定值 初、终态参数间的关系根据p=定值和pv=RgT得出 ， 定压过程中气体的比体积与绝对温度成正比 定压过程曲线在p-v图上是一水平直线，在T-s图上也是一条对数曲线，但较定容线平坦 定压过程的熵变量 在T-s图上定压过程曲线较定容过程曲线平坦 对于可逆定容过程，由于 ， ， 得 对于可逆定压过程，由于 ， ， 得 因为 所以 定容线和定压线均为正斜率对数曲线 定压过程的过程功、过程热量和技术功 定压过程的过程功为 对于理想气体，定压过程的过程功为 或 理想气体的气体常数Rg数值上等于1kg气体在定压 过程中温度升高1K所作的膨胀功，单位为J/(kg·K) 过程热量由热力学第一定律得出 或 任何工质在定压过程中吸入的热量等于焓增，放 出的热量等于焓降 定压过程的技术功 工质按定压过程流过换热器等设备时，不对外作 技术功， ， 为流 动功，热能转化的机械能全部用来维持工质流动
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