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1、热力学第三章第二部分第1页，本讲稿共46页熵熵的定义的定义:可逆过程可逆过程 理想气体理想气体理想气体的熵理想气体的熵pv=RT仅可逆适用？仅可逆适用？T1 p1 v1 s1T2 p2 v2 s212理想气体，任何过程第2页，本讲稿共46页一般工质一般工质:理想气体：理想气体：迈耶公式迈耶公式理想气体的热容理想气体的热容令令比热比比热比第3页，本讲稿共46页1、按定比热按定比热 2、按真实比热计算按真实比热计算3-4 理想气体热容理想气体热容、u、h和和s的计算的计算3、按平均比热法计算按平均比热法计算理想气体热容的理想气体热容的计算方法：计算方法：h、u、s的计算要用的计算要用cv 和和 c
2、p第4页，本讲稿共46页分子运动论分子运动论1、按定比热、按定比热计算理想气体热容计算理想气体热容运动自由度运动自由度单原子单原子双原子双原子多原子多原子Cv,mkJ/kmol.KCp,m kJ/kmol.Kk1.671.41.29第5页，本讲稿共46页2、按真实比热、按真实比热计算理想气体的热容计算理想气体的热容根据实验结果整理根据实验结果整理 理想气体理想气体第6页，本讲稿共46页3、按平均比热、按平均比热计算理想气体的热容计算理想气体的热容t t2 t1 c(cp,cv)附表附表3，4，5，6 c=f(t)摄氏摄氏求求O2在在100-500平均定压热容平均定压热容第7页，本讲稿共46页1
3、.2.cv 为真实比热为真实比热3.cv 为平均比热为平均比热理想气体理想气体 u的计算的计算4.若为空气，直接查若为空气，直接查 附表附表2理想气体，任何过程T1 u1T2 u212第8页，本讲稿共46页1.2.cp 为真实比热3.cp 为平均比热理想气体理想气体 h的计算的计算4.若为空气，直接查 附表2理想气体，任何过程第9页，本讲稿共46页1、若定比热若定比热理想气体理想气体 s的计算的计算理想气体，任何过程第10页，本讲稿共46页理想气体理想气体 s的计算的计算2、真实比热取基准温度取基准温度 T0若为空气，查若为空气，查 附表附表2得得第11页，本讲稿共46页3-53-5 研究热力
4、学过程的目的与方法研究热力学过程的目的与方法目的目的提高热力学过程的热功转换效率提高热力学过程的热功转换效率热力学过程受外部条件影响热力学过程受外部条件影响 主要研究外部条件对热功转换的影响主要研究外部条件对热功转换的影响利用外部条件利用外部条件,合理安排合理安排过程过程，形成最佳，形成最佳循环循环对已确定的对已确定的过程过程，进行，进行热力计算热力计算第12页，本讲稿共46页研究热力学过程的研究热力学过程的对象对象与方法与方法对象对象1)参数(p,T,v,u,h,s)变化2)能量转换关系,q,w,wt方法方法1)抽象分类抽象分类 2)可逆过程可逆过程 (不可逆再修正不可逆再修正)基本过程基本
5、过程第13页，本讲稿共46页研究热力学过程的依据研究热力学过程的依据2)理想气体理想气体3)可逆过程可逆过程 1)热一律热一律稳流稳流第14页，本讲稿共46页研究热力学过程的研究热力学过程的步骤步骤1)确定确定过程方程过程方程-该过程中参数变化关系该过程中参数变化关系5)计算计算w,wt,q4)求3)用用T-s 与与 p-v 图表示图表示2)根据以知参数及根据以知参数及过程方程过程方程求求未知未知参数参数第15页，本讲稿共46页3-6 3-6 理想气体的理想气体的等熵等熵过程过程(2)不仅不仅 ,s 处处相等处处相等 绝热绝热可逆可逆s说明说明:(1)不能说不能说绝热绝热过程就是过程就是等熵等
6、熵过程过程,必须是必须是可逆绝热可逆绝热过程才是过程才是等熵等熵过程。过程。adiabaticisentropicReversible adiabatic 第16页，本讲稿共46页三个条件:(1)理想气体 (2)可逆过程 (3)k 为常数理想气体理想气体 s 的的过程方程过程方程当当理想气体理想气体第17页，本讲稿共46页理想气体理想气体 s 的的过程方程过程方程第18页，本讲稿共46页若已知若已知p1,T1,T2,求求p2理想气体变比热理想气体变比热 s 过程过程第19页，本讲稿共46页理想气体变比热理想气体变比热 s 过程过程已知已知p1,T1,T2,求求p2若是空气，查若是空气，查附表附
7、表2第20页，本讲稿共46页理想气体变比热理想气体变比热 s 过程过程定义定义vr用得较少，自学用得较少，自学相对压力相对压力已知已知p1,T1,T2,查查附表附表2，得得pr(T1)和和pr(T2)，求求p2第21页，本讲稿共46页 内能变化内能变化焓变化焓变化熵变化熵变化 理想气体理想气体 s u,h,s,的计算的计算状态参数的变化与过程无关状态参数的变化与过程无关第22页，本讲稿共46页 膨胀功膨胀功 w理想气体理想气体 s w,wt,q的的计算计算技术功技术功 wt热量热量 q第23页，本讲稿共46页3-7 3-7 理想气体热力过程的综合分析理想气体热力过程的综合分析理想气体的理想气体
8、的多变多变过程过程 (Polytropic process)过程方程过程方程n是常量，是常量，每一过程有一每一过程有一 n 值值nn=ks第24页，本讲稿共46页理想气体理想气体 n w,wt,q的的计算计算多变过程比热容多变过程比热容第25页，本讲稿共46页(1)当当 n=0(2)当当 n=1多变过程与基本过程的关系多变过程与基本过程的关系(3)当当 n=k(4)当当 n=pTsvnpTsv基本过程是多变过程的特例isothermalisentropicisobaricisochoric第26页，本讲稿共46页 基本过程的计算是我们的基础，要非常清楚，非常熟悉。基本要求：拿来就会算参见书上表
9、34 公式汇总理想气体基本过程的计算理想气体基本过程的计算第27页，本讲稿共46页斜率斜率理想气体理想气体 过程的过程的p-v,T-s图图上凸上凸?下凹？下凹？sTvpppp第28页，本讲稿共46页斜率斜率理想气体理想气体 过程的过程的p-v,T-s图图上凸上凸?下凹？下凹？sTvpppvvv第29页，本讲稿共46页斜率斜率理想气体理想气体 过程的过程的p-v,T-s图图上凸上凸?下凹？下凹？sTvpppTvvTT第30页，本讲稿共46页理想气体理想气体 过程的过程的p-v,T-s图图sTvpppsvvTTss第31页，本讲稿共46页理想气体基本过程的理想气体基本过程的p-v,T-s图图sTv
10、pppvvTTss第32页，本讲稿共46页u在在p-v,T-s图上的图上的变化趋势变化趋势sTvpuT=u0 u0第33页，本讲稿共46页h在在p-v,T-s图上的图上的变化趋势变化趋势sTvphT=u0u0 h0 h0第34页，本讲稿共46页w在在p-v,T-s图上的图上的变化趋势变化趋势sTvpu0u0h0h0w0w0第35页，本讲稿共46页wt在在p-v,T-s图上的图上的变化趋势变化趋势sTvpu0u0h0h0w0w0wt0wt0第36页，本讲稿共46页q在在p-v,T-s图上的图上的变化趋势变化趋势sTvpu0u0h0h0w0w0wt0wt0q0Tq0第37页，本讲稿共46页u,h,
11、w,wt,q在在p-v,T-s图上的图上的变化趋势变化趋势sTvpu0u0h0h0w0w0wt0wt0q0u,h(T)w(v)wt(p)q(s)q0第38页，本讲稿共46页p-v,T-s图图练习（练习（1）sTvp压缩、升温、放热的过程，终态在哪个区域？压缩、升温、放热的过程，终态在哪个区域？第39页，本讲稿共46页p-v,T-s图图练习（练习（2）sTvp膨胀、降温、放热的过程，终态在哪个区域？膨胀、降温、放热的过程，终态在哪个区域？第40页，本讲稿共46页p-v,T-s图图练习（练习（3）sTvp膨胀、升温、吸热的过程，终态在哪个区域？膨胀、升温、吸热的过程，终态在哪个区域？第41页，本讲
12、稿共46页3-8 3-8 活塞式压气机的压缩过程分析活塞式压气机的压缩过程分析压气机压气机的作用的作用生活中：自行车打气。生活中：自行车打气。工业上：锅炉鼓风、出口引风、炼工业上：锅炉鼓风、出口引风、炼钢、燃气轮机、制冷空调等等钢、燃气轮机、制冷空调等等型式型式结构结构活塞式活塞式(往复式往复式)离心式离心式，涡旋涡旋轴流式，螺杆轴流式，螺杆连续流动连续流动压压力力范范围围通风机通风机鼓风机鼓风机压缩机压缩机出口当连续流动出口当连续流动Fan CompressorFanner 第42页，本讲稿共46页理论压气功理论压气功(可逆过程可逆过程)指什么功指什么功目的：目的：研究研究耗功耗功，越少越好越少越好活塞式压气机的压气过程活塞式压气机的压气过程技术功技术功wtMinimizing work input第43页，本讲稿共46页(1)、特别快，来不及换热。特别快，来不及换热。(2)、特别慢，热全散走。特别慢，热全散走。(3)、实际压气过程是实际压气过程是 可能的压气过程可能的压气过程sTn第44页，本讲稿共46页 三种压气过程的参数关系三种压气过程的参数关系第45页，本讲稿共46页 三种压气过程功的计算三种压气过程功的计算最小最小重要启示重要启示第46页，本讲稿共46页