热工基础与应用 (第4版)课件：工质的热力性质和热力过程

工质的热力性质和热力过程§4-1理想气体的热力性质和热力过程

一、理想气体及其状态方程

1、状态方程：

称为克拉贝龙状态方程。理想气体定义：凡是遵循克拉贝龙状态方程的气体称为理想气体。

从微观上讲，凡符合下述假设的气体称为理想气体：(1)气体分子是不占据体积的弹性质点；(2)气体分子相互之间没有任何作用力。热能转换物质的热力性质和热力过程2、摩尔气体常数及其他形式

由阿伏伽德罗定律知：在同温同压下任何气体的摩尔体积都相等。其他形式还有或§4-2理想气体的比热容

一、比热容的定义

热容：工质温度升高一度所吸收的热量称为热容，用C表示比热容：摩尔热容

：二、比定容热容和比定压热容

比定容热容：比定压热容：三、理想气体比热容

理想气体：迈耶尔公式：

1、真实比热容

2、平均比热容（表）

定义式：

计算：

3、平均比热容的直线关系式

4、定值比热容定值比热容表

§4-3理想气体的比热力学能和比焓及比熵

一、理想气体的比热力学能和比焓

二、理想气体的比熵

还可推导得到：

道尔顿分压力定律：。亚美格分体积定律：。一分压力定律和分体积定律

1、分压力定律：

分压力：各组元在混合物温度下单独占据混合物所占体积时所产生的压力。2、分体积定律：分体积：各组元在混合物温度和压力下所占据的体积。

§4-4理想气体的混合物二、理想气体混合物的成分成分是混合物中各组元的物量占混合物总物量的百分数。换算关系：

三、折合摩尔质量和折合体常数

四、理想气体混合物的热力学能和焓及熵

比热容：比热力学能和比焓：比熵：例：空气经空气预热器（换热器）温度从上升到，空气的进口流量为每小时，进口表压力。若环境大气压力为，吸热过程可视为定压过程，试求每小时空气其热量及热力学能，焓的变化，按定值比热容。已知：求：

由得每小时质量流量为取空气进出口所围空间为热力系统，如图红虚线所围，则有采用定值比热1122解：§4-5理想气体的基本热力过程理想气体热力过程的研究步骤如下：

1、列出过程方程式：根据过程特点列出或推导出过程方程式；2、根据过程方程和状态方程，推导得到过程中基本状态参数间关系；

4、在p-v和T-s图上表示出各过程，并进行定性分析。

3、分析过程中膨胀功，技术功和热量等能量交换和转换关系，建立功量和热量计算式；

理想气体热力过程的研究前提如下：

1、理想气体；2、过程为可逆过程；3、比热容为定值。一、定容过程二、定压过程

三、定温过程四、定熵过程第六节理想气体的多变过程一、多变过程二、计算公式表例：初压力为，初温为的氮气，在的压缩过程中被压缩至原来体积的，若取比热容为定值，试求压缩后的压力，温度，压缩过程所耗压缩功及与外界交换的热量。若从相同初态出发分别经过定温和定熵过程压缩至相同的体积，试进行相同的计算，并将此三过程画在同一p-v图上和T-s图上。解：（1）多变过程对于氮气有，由题意知，，根据基本状态参数间的关系式得：所耗功（压缩功）气体与外界交换的热量（2）定温过程（3）定熵过程在p-v图和T-s图上，从同一初态1出发压缩至相同体积的定温过程，的多变过程和定熵过程分别为，和。定线p-v图T-s图蒸气的热力性质和热力过程

§5-1定压下水蒸气的发生过程1、液体加热阶段（预热阶段）：饱和温度

一、过程描述（

）未饱和水（液）【又称过冷水（液）】：的水液）饱和水（液）：的水（液）饱和水（液）的状态参数（除温度、压力外）加上标“

′”，如：2、汽化阶段保持不变饱和蒸汽（气）：的蒸汽（气）湿（饱和）蒸汽（气）：饱和蒸汽与饱和水（液）两相共存的状态。

饱和蒸汽（气）的状态参数（除温度、压力外）加上标“

″"，如：汽化（潜）热：3、过热阶段t

过热蒸汽（气）：的蒸汽（气）过热度：

相同点：依然经历三个阶段

↓↓二、改变压力后的过程不同点：

↑与压力一一对应

三、一点二线三区五状态一点：临界点C

二线：上界线

【饱和蒸汽（气）线】下界线

【饱和水（液）线】未饱和水（液）【过冷水（液）】区湿蒸汽（气）区【两相区、饱和区】过热蒸汽（气）区

三区：五种状态及其计算特点：

1、未饱和水（液）[过冷水（液）]：2、饱和水（液）：3、湿（饱和）蒸气：干度

p、t不独立p、t

独立p、t

不独立4、饱和蒸汽（气）：

同饱和水（液）

5、过热蒸汽（气）：

p、t独立

§5-2蒸气热力性质图表

l

变量设置：p、t、v、h、sl

基准点：一、蒸气热力性质表

1、饱和水（液）和饱和蒸汽（气）表2、未饱和水（液）和过热蒸汽（气）表

水和水蒸气水的三相点的液相()

二、蒸气热力性质图1、p—v,T—s图

2、水和水蒸气的h-s图第三节蒸气的热力过程

步骤：

1、由已知初态的两个独立参数，在蒸气热力性质图表上查算出其余各初态参数之值。

2、根据过程特征和终态的一已知参数，由蒸气热力性质图表查取终态状态参数值。3、由查算得到的初、终态参数，应用热力学第一、第二定律的基本方程计算出：T-s

图p-v

图

例

某汽轮机进口蒸汽参数为℃，出口蒸汽压力为，蒸汽膨胀过程为可逆绝热过程。试求：（1）进口状态得过热度；（2）单位质量蒸气流经汽轮机对外输出功。

解：(1)查表知：所以(2)由℃，查得(过热蒸气表或h-s图)蒸汽轮机是绝热过程，若可逆则是定熵过程：由及，查算得由并化简得：湿空气概述湿空气＝干空气＋水蒸气（一）研究前提：1、气相混合物作为理想气体混合物:2、干空气不影响水蒸气与其凝聚相的平衡；3、当水蒸气凝结成液相或固相时，液相或固相中不含有溶解的空气。（二）饱和湿空气和未饱和湿空气特点：不再具有吸收水分的能力特点：具有吸收水分的能力饱和湿空气：

的湿空气未饱和湿空气：

的湿空气一、湿空气的状态参数（一）露点温度

保持湿空气中水蒸气分压力不变所对应的饱和温度。如右图所示的d

点温度。绝对湿度：单位体积空气中所含水蒸气的质量。（二）相对湿度相对湿度：是指绝对湿度与相同温度下可能达到的最大绝对湿度之比。（三）含湿量（比湿度）单位质量干空气所携带的水蒸气的质量。含湿量d

：定义式：计算式：（四）比焓湿空气的比焓h：二、干湿球温度计（一）、湿空气的焓湿图（h-d

图）三、湿空气的焓湿图