《《工程热力学》第四章 气体与蒸汽的热力过程》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《工程热力学》第四章 气体与蒸汽的热力过程（19页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第四章 气体和蒸汽的基本热力过程 （4学时）n基本内容：n热力过程分析n定容过程n定压过程n定温过程n绝热过程及变比热绝 热过程计算n理想气体多变过程分 析计算n水蒸气的基本过程n基本要求：n掌握从基本定律、基 本概念及公式出发， 导出各类过程计算所 需公式的方法n熟悉各过程在P-V图T -S图的表示；能利用 P-V图T-S图分析各过 程能量变化的情况n区别轴功、容积功、 推动功的概念及内涵1热力过程分析概述n综述 n研究热力过程的目的n分析热力过程的方法n分析内容及步骤 1）确定过程状态参数变化规律即过程方程式 2）根据已知参数及过程方程式,确定未知参数 3）热力学能u、焓h变化 4）计算膨
2、胀功w及轴功wS 5）以P-v，T-s图表示 6）计算热量q24-2 定容过程1、定义：系统的比容保持不变时系统状态变化所经历的 过程 2、过程方程式及初、终态关系 3、热力学（内）能u、焓h、熵s计算 4、膨胀功w及轴功ws，过程热量q 5、P-v，T-s图3P112VP2微元功w12=0v1v2PST112VTT2S1S2微元热量 q12定容过程P-V图为一水平线，微元容积功为0 T-S图为一指数曲线微元技术 （轴）功44-3 定压过程1、定义：系统的压力保持不变时系统状态变化所经历的 过程 2、过程方程式及初、终态关系 3、热力学（内）能u、焓h、熵s计算 4、膨胀功w及轴功ws，过程热
3、量q 5、P-v，T-s图5P1=P2 12P微元功w12=P（V2-V1）v1v2PST112PT T2S1S2微元热量 q12定压过程P-V图为一水平线，微元轴功为0 T-S图为一指数曲线6ST112VTT2S1S2V微元热量 q122PP112VP2V1=v2VP微元技术 （轴）功wtS2PV2P微元容积功wV2T-S图中定压力线较定比容线平坦！定容过程与定压过程比较7例题n有3kg空气按定压过程吸入热量630kj， 空气初温T1=310K，且过程是可逆的，求 此时空气的终温T2=？过程功W？熵的变 化s？，空气比热按定值比热计算84-4 定温过程1、定义：系统的温度保持不变时系统状态变
4、化所经历的 过程 2、过程方程式及初、终态关系 3、热力学（内）能u、焓h、熵s计算 4、膨胀功w及轴功ws，过程热量q 5、P-v，T-s图9P112TP2微元功w12=0v1v2PST1=T21 2TTS1S2微元热量 q12定温过程P-V图为一双曲线，微元容积功与轴功相等 T-S图为一水平线微元轴功ws104-5 绝热过程（定熵过程） 1、定义：系统与外界不发生热量交换的过程；无耗 散的准静态绝热过程为定熵过程。 2、过程方程式导出（定值比热条件下） 3、初、终态关系 4、热力学（内）能u、焓h、熵s计算 5、膨胀功w及轴功ws、热量q 6、P-v，T-s图 7、变值比热条件下绝热（定熵
5、）过程的分析1）用平均绝热指数km的方法2）利用热力性质表计算n特点 计算依据n相对压力Pr的计算式、相对比容Vr的计算式11P112sP2微元功w12=0v1 v2PST112sTS1=S2S2微元热量 为0绝热过程P-V图为一曲线，T-S图为一垂直线微元轴功wsvT212作业n4-1；4-4；4-10134-1 理想气体多变过程1、多变过程定义： 2、多变过程分析 3、过程方程式及参数变化关系 4、膨胀功w及轴功ws；过程热量q 5、P-v，T-s图 6、关于多变指数n 各类热力过程计算公式见下表14ST112V（n=）TT22P（n=0） P112V（n=） P2V1PV2P（n=0）V
6、2各种热力过程P-V、T-S图比较2T（n=1）2s（n=k）2s（n=k）2T（n=1）2n2n15各类热力过程计算公式表（定值比热条件）n过程 过程 初、终态 功量交换（j/kg） 热量交换n 方程式 参数间关系 W Ws q（j/kg）n定容 V = c V2=V1 ; T2/T1=P2/P1 0 V(P2-P1)Cv(T2-T1)n定压 P = c P2=P1 ; T2/T1= V2/V1 P(V2-V1) n =Rg(T2-T1) 0 Cp(T2-T1)n定温 Pv = c T2=T1 ; P2/P1= V2/V1 P1V1ln(V2/V1)WWn绝热 Pvk=c P2/P1= V1
7、/V2k KWn T2/T1=V1/V2k-1n = P2/P1(k-1)/K (P1V1- P2V2)/(k-1)n =Rg(T1-T2)/(k-1) 0n多变 Pvn=c P2/P1= V1/V2n nWn T2/T1=V1/V2n-1n = P2/P1(n-1)/n (P1V1- P2V2)/(n-1)n =Rg(T1-T2)/(n-1)Cn(T2-T1)n =Cv-Rg/(n-1)(T2-T1)= Cv（n-k）/(n-1) (T2-T1) n 164-7 水蒸气的基本过程一、定容过程 二、定压过程* 三、定温过程 四、定熵过程*17一个思考作业nProblem 2.1 (For gr
8、aduate student(s) and bonus for undergraduate students): Prove that pure water vapor can reach saturation in the following processes: (a) isothermal compression（等温压缩过程） Hint: use ideas presented in (Amagat Andrews) Phase Dia- grams; download separately.; (b) adiabatic expansion （绝热膨胀）Hint: solve for df/dT.18作业n4-13；4-16；4-18；n4-22；4-26；4-3419
