客车空调装置课件：制冷的热力学基础

客车空调装置制冷的热力学基础制冷的热力学基础任务一

气体的基本参数及气体状态方程任务二

热力学定律在制冷技术中的应用任务一

气体的基本参数及气体状态方程在工程热力学中，通常选取一定的工质或空间作为研究对象，称之为热力系统，简称系统系统之外的物体称为外界或环境。系统和环境之间的分界称为边界。系统可分为以下几类：（1）开口系统：系统和环境之间既有物质的交换又有能量的交换，也称开放系统。（2）闭口系统：系统和环境之间只有能量交换而无物质交换，又称关闭系统。（3）绝热系统：系统与外界没有热量交换。（4）孤立系统：系统和环境之间既无物质交换又无能量（功、热量）交换，又称隔离系统。（1）压力

1.气体状态参数

描写工质宏观状态的物理量，称为工质的状态参数，制冷技术中常用的状态参数有六个：压力、温度、比容，内能、焓,熵。其中压力、温度、比容称为基本状态参数，其它状态参数内能、焓、熵称为导出参数

任务一

气体的基本参数及气体状态方程随着国际标准化的要求，巴（bar）和物理大气压（atm）逐渐被取消使用，本文由于现场需要，对此进行简单说明1bar=0.1MPa

1标准大气压（atm）=1.013×105Pa地球表面单位面积上所受到的大气的压力称为大气压力或大气压，以符号表示。空气对容器壁面的实际压力称为绝对压力，以符号表示。在空调系统中，空气的压力常用压力表来测定。压力表指示的压力是所测量空气的绝对压力与当地大气压力的差值，称为工作压力（或表压力），表压力用表示。工作压力与绝对压力的关系为（空气的）绝对压力=当地大气压+工作压力（表压力），即

或

测压它与绝对压力、大气压力之间的关系为：

或任务一

气体的基本参数及气体状态方程制冷系统在加注制冷剂前，应对系统抽真空。所谓抽真空就是把制冷系统内与当地大气压相等的空气抽出来，一般用真空度来计量。显然绝对压力愈低，真空度愈高。反之，则愈低。（2）温度①热力学温标：国际单位制采用热力学温标作为基本温标，用这种温标确定的温度称为热力学温度，也称为绝对温度，用符号T表示，单位为K（开尔文，简称开）。热力学温标取水的三相点（纯水的固、液、气三相平衡共存的状态点）为基准点，并定义其温度为273.15K。t=T-273.15（℃）③华氏温标：华氏温标是欧美一些国家习惯用的一种温标。把纯水的冰点温度定为32℉，把标准大气压下水的沸点温度定为212℉，中间分为180等份，每一等份代表1度，这就是华氏温标。用符号tF表示，单位为℉,

任务一

气体的基本参数及气体状态方程（4）内能符号用U表示，单位为KJ（千焦）或J（焦）（5）焓焓的数值，代表工质所具有的总能量例如，对空气进行加热和冷却时，常需要确定空气吸收或放出多少热量。（6）熵使得体积增大，球往往会鼓起来；把氧气装入钢罐中，氧气的压强、体积、温度，这三个参量也会变化。自然界和工程中所遇到的类似现象需要注意的是：当理想气体状态方程运用于实际气体时会有所偏差，因为理想气体的基本假设在实际气体中并不成立各种气体符合理想气体状态方程的温度和压力范围不一样。有如下规律：①越难液化的气体，即沸点越低的气体（如H2、He、Ar等）符合理想气体状态方程的温度和压力范围越宽，即可在比较低的温度和比较高的压力下应用理想气体状态方程。②易液化的气体，即沸点较高的气体（如CO2、NH3、SO2等）符合理想气体状态方程的温度和压力范围就较窄，甚至在较高的温度和很低的压力下也与理想行为有明显的偏差。任务二

热力学定律在制冷技术中的应用1.热力学过程通常热力学过程有以下几类：等温过程：系统的始态和终态的温度与环境温度相同，且环境温度不变的过程。在变化过程中系统温度不一定恒定。等压过程：系统的始态和终态的压力与环境压力相等，且环境压力为一恒定值的过程。在变化过程中系统的压力不一定恒定。等容过程：系统的始态和终态体积相等的过程，即ΔV=0。绝热过程：系统与环境之间用绝热壁隔开，此时系统中所进行的过程称为绝热过程。循环过程：系统经一系列变化后又回到原来状态的过程。（1）热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律，也叫能量不灭原理。因此，热力学第一定律可表述为：在热能与其他形式能的相互转换过程中，能的总量始终保持不变。任务二

热力学定律在制冷技术中的应用（2）热力学第二定律热力学第二定律有以下几种表述方式：①热不可能自发地、不付代价地从低温物体传到高温物体（不可能使热量由低温物体传递到高温物体，而不引起其他变化，这是按照热传导的方向来表述的）。②不可能从单一热源取热，把它全部变为功而不产生其他任何影响（这是从能量消耗的方向来表述的）。③孤立系统的熵永不减少，即熵增加原理。（3）热力学第三定律热力学第三定律是对熵的论述，通常表述为：

在绝对零度时，所有纯物质的完美晶体的熵值为零；或者绝对零度不可达到。所谓“完美晶体”是指没有任何缺陷的规则晶体。3.热力学定律在