课程工程热力学第4章

1、第四章气体和蒸汽的基本的热力过程Basic thermodynamic pro4-1 理想气体多变过程s4-2 理想气体的定容、定压和定温过程4-3 理想气体等比熵（可逆绝热）过程4-4 理想气体热力过程综合分析4-5 水蒸气的基本过程141理想气体可逆多变过程一、研究热力过程的目的、方法1目的以热力学第一定律为基础，理想气体为工质，分析可逆的基本热力过程中能量转换、传递关系，揭示过程中工质状态参数的变化规律及热量和功量的计算。2方法和求出过程方程及计算各过程初终态参数。根据第一定律及理想气体性质计算过程和热。画出过程的p-v图及T-s图，帮助直观分析过程中参数间关系及能量关系。可用的公式。2

2、R ln p2u cTh cTs s0s0t2 t1t2 t1pV21gp122w wt vdppdv112q u wq q h wtTds13二、基本热力过程(fundamental thermodynamic pros)4 pvn在log p-logV 图上有log p=-nlnV+c常数n 0p 常数定压过程(isobaric pros; constant prere pros)n 1pv 常数定温过程s; constant temperature pro(isothermal pros)n pv 常数(isentropic prov 常数(isometric pro定熵(可逆绝热）过程

3、s; reversible adiabatic pros)n 定容过程s; constant volume pros)pvn=常数多变过程(polytropic pros)5理想气体多变过程一、过程方程 n1 n1n1n1nnTpTvp1v2nn二、在p-v图及T-s图上表示 T T p Tn p s v n ncnvcnVn 16三、u, h和s T T u t21t2 t1h pp2s s0s0R ln21gp1ln T2p2定比热容s cRlnpgTp11ln T2ln v2 cRVgTv11p2cln v2clnVppv117四、w，wt和qn1 1 p2 RgT1Rgn 2T T w

4、 pdv pn 1 12n 111n1 nR Tn2wt w11 8T T TRgRgRgu w c T T T 1n 1 V211221n 1 n cT T V21n 1q=cn 2Tds1五、比热容w n c c q uVnn 19 c 0 n 1 n n n ccTcnVn 1 0scV六、多变指数p11 n ln v1 ln p2n ln v2lnn ln p2 / p1 ln v1 / v2 cpcn等。c或由cV1042.3.4理想气体的定压、定容和定温过程一、过程方程n v1 v2p2定容过程（v=常数） RgT1 RgT2p1vv12ppTT1212n 0p1 p2定压过程（p

5、=常数） RgT1 RgT2v1 v2pp12vvTT121211定温过程n 1T T12p1v1p2v2p v p vTT121122RRgg二、在p v 图及T s 图上表示 p T 斜率 v s nn p n pvdp n dv 0pvn 常数 v npv T TTds q cndT s ncn12 T p pT v nnv s ncn T p T c定容过程： n v s vvV p T Tn 0 0 v s 定压过程： pvcp p T pT定温过程：n 1 v s 0vcTTT13三、比热容定容过程定压过程定温过程 RRg 1cccp 1gVT四、u、 h和s定容过程TT T T

6、u ch cT2 T1T2 T1V21p21cdT s c ln T22s VVTT1141定压过程T T TT u ch cT2 T1T2 T1V21p21cdT s c ln T22s ppTT11定温过程u 02h 0dT Rln v2 s Rln v2s cVggTvv11115五、w, wt 和 q定容过程22vdp v p1 p2 w pdv 0wt 112Tds1T T q u w u cT2 T1vV21定压过程vv w 0tT T 2 Tdsq h w h cT2 T1ptp21116定温过程pvdv R T ln v222w pdv g1vv11122 vpp vdp dv

7、 R T ln2w tg1pp111q u w h wt q w wt1745理想气体等比熵（可逆绝热）过程一、过程方程Tds q dh vdp 0 vdp dh cpdTTds q du pdv 0 pdv du cV dT(A)(B) v dp dp dv 0 A Bp dvpvln p ln v 1pv cc取定比热容，积分p v p v 1p vv v1 122111222 1 1T v 1 1 T v T2 p2T1 p11 12218由推导过程，上述三式适用于：理想气体，定比热，可逆绝热过程。二、在p v 图及T -s 图上表示 T p p T p cp s c v v cVv s

8、19n T)0cp0Tpn ) p T Tn pv v s n pvnvcnn n cV20三、比热容cs 0四、 u, h, sT T uT uT u h sT2 T1T2 T1V21T hTcp21 021五、w，wt和q 1 1 p2v dv RgT1pv22w pdv dv p v p 1 v1 1111w 0或 T 2R RgT1 u uu g 1T T 1 1 T1212 1 1R Tp21g1 p 1 122 RT T w q h h h hw 112g12t0六、变比热绝热过程的计算w u1 u2wt h1 h21.查表m2.用代替t2 t1cpa)mt2 t1cV 1 2 c

9、p1 cp 2b)m122ccV 1V 223cdT Rln p2 023.s pgTp11dT dTTTT令lns0cpTT0ln p21 A00ss21pR1g0sf T 定义pln prrRgln pr2 1s00s(B)21pRr1gpr 2 pp比较式（A）与式（B）21pr12446理想气体热力过程综合分析n 0n 1n n p 常数 pv 常数 pv 常数v 常数定压过程定温过程定熵(可逆绝热）过程定容过程pvn=常数多变过程(polytropic pros)25一、过程方程 n1 n1n1n1nnTpTvp1v2nn二、在p-v图及T-s图上表示 T T p Tn p s v

10、n ncnvcnVn 126三、u, h和s T T u t21t2 t1h pp2s s0s0R ln21gp1ln T2p2定比热容s cRlnpgTp11ln T2ln v2 cRVgTv11p2cln v2clnVppv1127四、w，wt和qn1 1 p2 RgT1Rgn 2T T w pdv pn 1 12n 111n1 nR Tn2wt w11 28T T TRgRgRgu w c T T T 1n 1 V211221n 1 n cT T V21n 1q=cn 2Tds1五、比热容w n c c q uVnn 129 c 0 n 1 n n n ccTcnVn 1 0scV六、多

11、变指数p11 n ln v1 ln p2n ln v2lnn ln p2 / p1 ln v1 / v2 cpcn等。c或由cV30七、多变过程的能量关系w / q 1 cRgT TT Tw 12V12n 1n 1 1 wn n 1T2 T1 q cV 1wn 00膨胀，吸热，压缩, 放热 nq 1wn 00膨胀，放热，压缩, 吸热 nq3132八、关于T-s图及p-v图1. 在p-v 图上确定 T 增大及 s 增大方向在T-s 图上确定 p 增大及 v 增大方向v4 v1p p T T利用特殊过程的特性，如利用过程的能量关系，如1441TT41T u w0s4 s1 q 0v4 v1332.

12、 在T-s图上用图形面积表示u和h依据： a）T-s图上过程下面积表示qb）qp=h，qv=u例：ha -hb用什Tc Tb积表示?hc hba 面积amnca考虑过程等压 chcha hb 面积amnca思考：若实际气体，如何？34例A510144例A401155例A412155例A410266例A3132773547水蒸气的基本过程一、基本公式过程中状态参数确定图表或功、热量的计算式：程序计算。q u wq h wt qp h2 h12qV u2u122w wt q pdvvdpTds11136二、定压过程qphl h2hupp汽化潜热37p/MPa0.0010.010.111022.12 /(kJ/kg)2 485.02 392.92 257.92 013.61 319.70三、