对于定压过程，无论什么工质恒有q=

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《工程热力学》(第五版) 配套课件
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第5章 气体热力过程.ppt 22页
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第5章 气体热力过程 * * * §5.1 热力过程分析的内容 分析热力过程的方法和内容一般为：
将实际过程典型化，理想化；
根据状态方程、热力学第一定律，以及过程的外部条件，建立过程方程；
建立过程中基本状态参数间的变化关系 ； 在有关状态参数坐标图上绘制过程曲线 ； 导出过程中的热量、功量计算式。 讨论分析典型的可逆过程，目的是为分析和评价相近的实际气体过程提供基础。
* * 无论是对于控制质量 CM 或控制容积 CV
，如果所发生的热力过程外部条件相同，譬如同为定温过程或绝热过程等，工质的状态变化规律相同，不同的只是系统与外界的能量交换情况。
⑴ 过程方程 定容过程的条件为dv
0，由此，有过程方程
常数 CM 本章基本上针对CM进行讨论，个别情况下也对CV的过程作附加说明 * * ⑵ 定容过程中的参数关系
定容过程中，气体的压力与其温度成正比 对理想气体，不仅定容过程，任何过程均有 * * ⑶ 定容过程的热量和功 对于气体的可逆定容过程
根据热力学第一定律 （所有气体）
可逆定容过程的热量等于工质的热力学能增量
对有限定容过程
（比热容为定值） 对于可逆的定容过程，利用定容比热容计算热量
* * ⑷ 定容过程曲线
s T dP 0 dP 0 2 1 2' q 0 dT 0 dT 0 2 2' 1 定容过程曲线 ①T-s图
定容线有正斜率，凹向上
②P-v图 定容过程在P-v图上为一垂直线 根据定熵情况下的T-v关系 知定容线为指数函数曲线，且有 由热力学关系 12'为定容冷却
12为定容加热;
知图中位置越高的定容线v 值越小 va vb vb va 0 * * §5.3
⑴ 过程方程 定压过程的条件为dP
0，由此，有过程方程
常数 ⑵ 定压过程中的参数关系
定压过程中，气体的比体积与其温度成正比 * * ⑶ 定压过程的热量和功 对于气体的可逆定压过程
根据热力学第一定律 定压过程的热量等于过程中工质的焓增量
（任何气体，不仅理想气体）
对有限定压过程
（任何气体，不仅理想气体） 对于可逆的定压过程，利用定压比热容计算热量
（比热容为定值）
* * ⑷ 定压过程曲线
知定压线为指数函数曲线，且有 对气体恒有cp cv ②P-v图 定压过程在P-v图上为一水平线段
q 0 dT 0 dT 0
定压线有正斜率，凹向上
T-s图上定容线较陡于定压线
s T dv 0 dv Pa 定容 定压过程曲线 0 * * §5.4
定温过程 ⑴ 过程方程 定温过程的条件为 对理想气体，有
上式为理想气体定温过程方程
⑵ 定温过程中的参数关系 由 有 定温过程中，气体的压力与其比体积成反比 * * 对理想气体的定温过程，有
理想气体的定温过程即定热力学能和定焓过程 ⑶ 定温过程的热量和功 由 根据热力学第一定律 对理想气体有
（理想气体可逆定温过程 ） * * ⑷ 定温过程曲线
①T-s图 定温过程在T-s图上为水平线段 由状态方程 P-v图上理想气体定温过程为等腰双曲线，有负斜率 ②P-v图
T s q w wt dv 0 dP 0 dv 0 w 0 2' 2 1 P v w wt
q 2 1 2' 12为定温吸热、膨胀过程 12'为定温压缩、放热过程 q 0 q 0 求导，得 离坐标原点愈远的定温线其温度值愈高
Ta Tb Tb Ta 定温过程曲线 * * §5.5
绝热过程 ⑴ 过程方程 绝热过程的外部条件为 水蒸气在汽轮机中的膨胀作功过程；燃气在燃气轮机和内燃机中的膨胀作功过程；流体在压缩机中的压缩过程；流体在良好包覆热绝缘层的管道中流动的过程等，常抽象成绝热过程来分析
由熵定义式
可逆的绝热过程为定熵过程
由 ，知 定比热容时，对定熵过程可导得 热容比，亦称为绝热指数 （定热容比理想气体） * * ⑵ 绝热过程中的参数关系 由
定比热容理想气体可逆绝热过程
RgT * * 由热力学第一定律 （任何工质绝热过程） 对定比热容理想气体的绝热过程有过程功 对任何工质绝热过程均有
⑶ 绝热过程的热量和功 对绝热过程有
或 * * 由热力学第一定律第二表达式 知绝热过程的技术功 （任何工质） 绝热过程的技术功是过程功的k倍，wt,s kws 对定比热容理想气体的绝热过程有技术功 或 * * ⑷ 绝热过程曲线
①T-s图 可逆绝热过程在T-s图上为垂直线段 T s dv 0 w 0 dP 0 1 2 2' 高次双曲线 ②P-v图
P v dT 0 w ??u 定温 1 2 2' 12'为绝热压缩过程 12为绝热膨胀过程 定熵过程曲
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是不是状态参数？为什么？
表压力和真空不是状态参数。表压力和真空是由压力测量装置所测得的工质的真实压力与大
气压力之差。由于大气压力会随着各地的纬度、高度和气候条件的变化而变化，因此在工质
的绝对压力不变的情况下，表压力和真空将随大气压力变化而变化。所以表压力和真空不具
备状态参数的特征，不能作为状态参数来进行热力计算。
可以组成几对能确立简单可压缩系统状态的参数对？
对参数对。对于简单可压缩系统而言，只要有两个独立的状态参数即可确定一
个状态。而比体积
，密度ρ，重度γ三者并非独立的状态参数，因此它们只能分别和压力
对参数对。
热力学第一定律怎样表述？该定律包含哪两个重要内容？
工程热力学所研究的范围，主要是热能与机械能的相互转换，所以热力学第一定律的表述为
“热可以变功，功也可以变热。一定量的热消失后，必产生与之数量相当的热。
）热能和其他形式的能量之间可以相互转换；
）在转换过程中能的数量保持守恒。
为什么称方程q=Δu+w而不是方程q＝Δh+w
为基本能量方程？
工程热力学的主要任务是研究如何有效地将热能转变成为机械能，方程
，此式正好反映了热力过程中热能转变为机械能在数量上的守恒关系。
并不是全部由热能转
变而来，其中还有机械能（
）的贡献。
的适用范围，并解释其原因。
的单值函数，其变化量只与（
）有关，与过程无关
，所以任何过程
怎样计算理想气体不可逆过程的熵变？为什么？
只要理想气体不可逆过程的初态、终态是平衡态，由可逆过程导出的公式均可用于熵变的计
算。因为熵是状态参数，变化量只与初终态有关，与过程无关。
试解释理想气体比热比
与温度的关系？
定压比热和定容比热都是温度的单调升函数即
理想气体的内能和焓有什么特点？如何确定任意热力过程理想气体内能和焓的变化？
由于分子间没有相互作用，也就没有内势能，理想气体的内能只有内动能，它只与温度有关,
h=u+pv=u(T)+RT=h(T)
，也只是温度的函数。所以在众多的状态参
数中，只有温度对内能、焓产生影响。
无论经历什么过程，只要初态、终态的温度对应相同，内能和焓也对应相同，相应的变化量
当然一样。在定容过程中恒有
；在定压过程中恒有
；所以只要
温度变化一样所有过程的内能变化都为
，焓变化都为
图上如何用面积表示理想气体定熵过程的技术功？
根据能量方程q=Δh+w
＝－Δh＝h
)。理想气体的定熵过程
的技术功的绝对值与Δh相同。理想气体的焓是温度的单值函数，过点2做定温线，过点1
空空如也，TA还未上传任何资料~ ~
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考试的孩子抱抱佛脚吧……
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