工程热力学第四章理想气体热力过程教案

1、第四章 理想气体的热力过程概 述热能机械能的相互转化是靠工质在热力设备中吸热、膨胀、压缩等状态变化的过程来实现的，这个状态变化的过程就是热力过程，那么，在前面第一章研究的平衡状态，第二章研究理想气体的性质以及第三章研究分析开、闭口系热力状态变化的工具热力学第一定律都是为这一章打基础。前面第三章已提到过相同的工质在相同的温度下，不同的热力过程，能量转化的状况是不同的。，因此工程上实际过程多种多样、复杂、多变，不是可逆过程，据传递能量的工质不一不可能一一加以研究，何况逐个研究不总结规律性的知识用途也不大。因此，我们仍采用热力学常用的方法，对复杂多样的热力过程进行合理化的假设。认为是理想气体的可逆过

2、程，这就是我们下面要研究的理想气体。：例如各种环热设备，工质一面流动一面被加热，流动中克服阻力的压力降与其压力相比小很多，故认为压力不变。：汽油机工作时，火花塞一点火，气缸内已被压缩的可燃混合气即燃烧，在一瞬间烧完，这期间气缸与外界无质量交换，活塞移动极微，可近似定容过程。：如往复式压气机，气体在气缸中被压缩时温度升高，为了省功气缸周围有冷却水套，若冷却效果好，气缸中温度几乎不变，可近似定温过程。：例气缸中燃烧产物在气缸中膨胀对外作功过程，由于工质与外界交换的热量很少可略去不计，认为是定熵过程。上述过程实际上是略去次要因素后的一个等同特征，就是过程中有一个状态参数不变，对理想气体 这研究起来就

3、方便很多，而且只有实际意义。41 研究热力过程的目的及方法一 目的1实现预期的能量转化，合理安排热力过程，从而来提高功力装置的热经济性。2对确定的过程，也可预计热功之多少。二解决的问题1根据过程特点，寻找过程方程式2分析状态参数在过程中的变化规律3确定热功转化的数量关系，及过程中的变化4在PV，TS图上直观地表示。三方法依据1热力学第一定律解析式可逆过程 2理想气体性质 状态方程式 理气比热从这两个依据出发，所要解决的问题就是上述要达到的目的。42 定容过程1定义：气体在状态变化过程中容积保持不变的过程。2过程方程式 3确定初终状态参数之间的关系 说明：定容过程中工质的绝对压力与绝对温度成正比

4、，已知中任一个即可求得另一个终态的参数。4求过程中的在第三章的四、五节我们讨论了理想气体不论经过哪一种势力过程 对于定容过程 5求过程中的 根据特力学第一定律解析式闭口、可逆 开口、可逆 6热力过程在PV图，TS图上表示 43 定压过程1 定义：工质在状态变化过程中压力保持不变的过程。2 过程方程式 3 初终态参数之间的关系 说明：定压过程中工质的成正比4求过程中的 5求过程中的q，w 理想6热力过程在PV图，TS图上的表示。 定容： 定压：曲线是对数曲线从上图可知，定容过程与定压过程在TS图上都是一条对数曲线，但定压线的斜率小，更为平坦。证明： 定容过程 而定压过程 从同一点出发的定压线较平坦 显然 44 定温过程1定义：工质在状态变化过程中温度保持不变。2过程方程式 3初终状态参数之间的关系。 说明：理想气体温度不变时，压力和比容互成反比。4过程中 ： 5.过程中的q .w 可见：定温过程加给工质的热量全部用于对外做功，气体被压缩时，外界加给的功全部转化为热能。6.热力过程在P-V图、T-S 图上的表示 1-2. 膨