单元2热力学一定律和二定律教程.pptVIP

* 绝热过程 定量工质在状态变化过程中与外界没有热量交换的热力过程称为绝热过程。实际工程中当过程进行得极快，热力系来不及与外界发生热交换，或者系统有良好的保温绝热材料使之与外界热隔绝，都可近似看成绝热过程来对待。 （1）过程方程式 对于理想气体，依热力学第一定律能量方程式可推出过程方程式为： pvk=常数 2.4 理想气体的主要热力过程 * 2.4 理想气体的主要热力过程 * (3) 绝热过程在p-v图、T-s图上的表示 图2.14 绝热过程的p-v图和T-s图 (a) p-v图；（b）T-s图 2.4 理想气体的主要热力过程 * 2.4 理想气体的主要热力过程 * 2.4 理想气体的主要热力过程 * 前面所讨论的基本热力过程都有明显的过程特征，即某一状态参数在过程中保持不变。实际过程中往往是各参数都发生变化，比前述基本热力过程更一般、更普遍，事实上也更具代表性，这种过程一般称为多变过程。 过程方程式与多变指数 归纳四个基本热力过程方程式，多变过程方程式可表示为 pvn=常数 （2.56） 式中，n为多变指数，可以是从-∞到+∞的任何实数。式中，n为多变指数，可以是从-∞到+∞的任何实数。 比较前面四个基本热力过程，有： 2.4.2 多变过程 2.4 理想气体的主要热力过程 * n=0时，p=常数，代表定压过程； n=1时，pv=常数，代表定温过程； n=k时，pvk=常数，代表定熵过程； n=±∞时，v=常数，代表定容过程。 可见，四个基本热力过程是多变过程的特例。实际过程中n值也可能是变化的，即n≠常数，如果n值变化不大，则可用一定的多变过程来近似表示实际过程；如果n值变化较大，则可把实际过程分作几段，各段的n值为不同的常数。当n值为定值时，由公式（2.56）可得： 上式表明，多变指数n值可由邻近的两个状态参数来求得。 2.4 理想气体的主要热力过程 * 多变过程分析 （1）相关公式 显然，多变过程与绝热过程公式类似，只是指数不同。将多变过程初、终状态参数关系式及功量与热量的计算公式和前述几个热力过程的有关公式均列于表2.3中，以便比较。 （2）多变过程在p-v图、T-s图上的表示 多变过程线的大致相对位置借助于四个基本热力过程线可以确定。如图2.15所示，在制冷压缩过程中常遇到的是1＜n＜k，即介于定温过程和定熵（绝热）过程之间的多变过程。 2.4 理想气体的主要热力过程 * 表2.3气体几种热力过程基本公式 2.4 理想气体的主要热力过程 * （3）过程中w、Δu正负值的判定 图2.15中已标注了各量的正、负范围。热量的正、负以定熵线为基准。从初状态点1到终状态点2，当终点在p-v图的右上区域，T-s图的右侧区域的热力过程均为q＞0、Δs＞0的吸热过程；反之，则q＜0、Δs＜0 ，为放热过程。 图2.15多变过程的p-v图和T-s图 (a) p-v图;(b) T-s图 2.4 理想气体的主要热力过程 * 体积变化功的正、负以定容线为基准。以1点开始，当过程终点位于p-v图上定容线右侧，或T-s图中右下侧时，Δv＞0、Δw0,为膨胀做功；反之，则Δv＜0、Δw＜0,为外界对系统做压缩功。 内能的增、减以定温线为基准，以1点为开始，当过程终点位于p-v图中定温线右上区域，或T-s图中定温线上侧区域，则ΔT＞0、Δu＞0、Δh＞0，为工质的内能及焓增加的过程；反之，则ΔT＜0、Δu＜0、Δh＜0，工质内能及焓减少。 需要指出的是，当1＜n＜k时，从图上可以看出，此时气体的膨胀过程中q为正而ΔT为负，气体的压缩过程中q为负而ΔT为正。这意味着此时多变比热容为负值，其物理意义可认为是：当气体膨胀做功时，对外做的功大于气体吸收的热量，差数由气体内能来补偿，故气体温度降低；压缩时，外界对气体做的功大于气体向外界放出的热量，其内能增加而温度升高。 2.4 理想气体的主要热力过程 * 工程中都是通过工质来实现能量转换或转移的，为保持过程的连续性，工质常会循环使用。如采暖系统利用热水在散热器内散热可以维持室内温度，散热后的水绝对不会排掉，而是仍返回热源去继续被加热，如此循环往复，才能保证有热水连续不断地流入散热器而向室内供热。而将散热后的水排掉，显然是不合理的。 工质从初始状态出发，经过一系列热力状态变化后又回复到原来状态的全部过程称为热力循环，简称循环。 2.5.1 热力循环 2.5 热力学第二定律简介 * 如果组成循环的全部热力过程均为可逆过程，则该循环为可逆循环，在状态参数坐标中可用实线表示，并且是一条封闭的曲线，