理想气体的热力性质及基本热力过程

p1v1 p2v2
T1
T2
p2 T2 p1 T1
在定容过程中，工质的压力与热力学温度成正比
03-理想气体的热力性质及基本热力过
程--SCH
2
3、功量与热量的分析计算： 1）定容过程不作膨胀功，即
2
w 1 pdv 0
2）定容过程的技术功：
2
wt 1 vdp v( p1 p2 )
12
3、功量与热量的分析计算
1）膨胀功为： w q u u cV T1 T2
上式说明：在绝热过程中，工质膨胀对外做的容积功 等于工质内能的减少。
2）定熵过程技术功：wt q h h CP T1 T2
上式说明：在绝热膨胀过程中，工质对外做的技术功 等于工质焓的减少量。
中，绝热过程线比定温过程线陡；在T-S图中为一条垂
直于S轴的直线。
注意：只有可逆的绝热过程才是定熵过程，不可逆
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1）膨胀功：
2
w 1 pdv p(v2 v1)
对理想气体可写成： w p(v2 v1) Rg (T2 T1)
2）定压过程技术功：wt

2
1 vdp

0
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3）定压过程吸热量计算
定容过程
① 根据过程特点，列出过程方程式；
定压过程
② 建立基本状态参数间的关系式； ③ 在p－v图、T－s图上绘出过程曲线； ④ 计算△u，△h，△s；
定温过程 定熵过程
⑤ 计算过程中的能量传递、转换量：q，w，wt。
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1
(一)定容过程(动画) 概念：等容过程是工质在变化过程中容积保持不变 的热力过程。如内燃机中的燃烧过程。 1、过程方程式： v = 定值 2、基本状态参数间的关系式：
对理想气体的定容过程有如下规律
吸热
T增加
p增加
放热
T下降
P下降
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4
垂直于v
坐标的
wt
直线
定容线为一 条斜率为正 的指数曲线
定容过程的p-v图及T-s图
T-s图上的斜率：
(
T s
)
v
T cV
0
1-2为定容加热过程，气体升温升压；
2-1为定容放热过程，气体降温降压。
理想气体的定温过程，在数值上，体积功、技术功 和热量三者相等。
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4、过程曲线
1
wt 2
定温过程的p-v图及T-s图
定温过程在P-V图中为一条等轴双曲线，在 T-S图中为一条平行于S轴的平行直线。
1-2为定温加热过程，气体定温吸热膨胀；
2-1为定温放热过程，气体定温放热压缩。
q cpT h h2 h1
可见：定压过程中加给工质的热量等于工质焓的增加。
4、过程曲线 定压过程的p-v图及T-s图
平行于v 坐标的 直线
定压线为一 条斜率为正 的指数曲线
T-s图上的斜率：
1-2为定压加热过程，气体升温膨胀；
( T s
)p

T cp
2-1为定压放热过程，气体降温压缩。
p1v1 p2v2
•定温过程中，压力与比容成反比
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1）膨胀功为w
2
pdv
1
pv ln v2 v1
RgT ln
p1 p2
2）定压过程技术功： wt q w q u w w
q wt h wt
即定温过程中工质吸收的热量全部转换为体积功 。
4-1 理想气体的基本热力过程
一、研究热力过程的目的和方法
1、研究目的 ① 过程中能量转换关系（过程热量、功量，系统热力学能
和焓的变化）； Δu、Δh 和Δs 按前述的方法计算。 ② 状态参数的变化关系（p 、v 、T 、s）； ③ 过程曲线在p -v 图及T- s图上的表示。 四个基本热力过程
2、研究方法
因而定容过程实质上是个热变功的准备过程
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3
利用比热计算：当比热容为定值时
2
q 1 cV dT cV T
利用热力学一定律计算：因容积功为零，即系统接受的 热量全部用于增加工质的内能。当比热为定值时：
q u w u cV T
对理想气体：绝热过程中，工质对外做的技术功等于 容积功的K倍。wt=kw
3）热量： q 0
wt
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4、过程曲线 wt
1-2为定熵膨胀过程， 气体降压降温；
2-1为定熵压缩过程， 气体升压升温。
绝热过程的p-v图及T-s图
定熵过程在P-V图中为一条不等轴双曲线，在p-v图
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概念：定熵过程是可逆绝热的热力过程为定熵过程。也称 为可逆绝热过程。如电厂汽轮机中的蒸汽的膨胀过程可近似 看为定熵过程。q=0的热力过程. 1、过程方程式： pvk 常数 或p2v2 p1v1 常数 k----绝热指数或比热比, k=cp/cv
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概念：压力保持不变时系统状态发生变化所经历的过 程，电厂中各种换热设备中的加热或冷却过程。
1、 过程方程 ： p=常量
2、过程中状态参数之间的关系：
由：p1v1 p2v2
T1
T2
v v1 v2 T T1 T2
v1 T1 v2 T2
定压过程中，比容与热力学温度成正比
注：在T-s图中，定容线比定压线陡。
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概念：定温过程是工质在变化过程中温度保持不
变的热力过程。对理想气体，定温过程也是定热
力学能过程和定焓过程。
u 0
12、、过基程本方状程态式参：数间T =的关定系值式：h 0
p1v1 p2v2
T1
T2
单原子气体 k=1.66 双原子气体 k=1.4 多原子气体 k=1.33
2、基本状态参数间的关系式：
p2
( v1 )k 或 T2
( v1 )k 1或 T2

(
p2
k 1
)k
p1
v2
Baidu Nhomakorabea
T1
v2
T1
p1
因此有：工质绝热膨胀时，比容增大，压力降低，温度降低
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