第四章
气体和蒸汽的基本热力过程
研究热力学过程的目的、对象与方法
目的:
分析基本热力过程中能量传递、转换关系，揭示过程中工质状态参数的变化规律及能量转化情况,进而找出影响转化的主要因素,采取措施提高转化效率.
对象：
1)参数(p,T,v,u,h,s)变化规律
2)能量转换关系,q,w,wt
1)抽象分类
基本热力过程
研究热力学过程的方法
2)可逆过程(不可逆再修正)
研究热力学过程的依据
1)热一律jq=du+jw=dh+?w,
稳定流动
2)理想气体
3)可逆过程
研究热力学过程的步骤
1)确定过程方程------该过程中参数变化关系
p=f(v),T=f(p),T=f(v)
2)根据已知参数及过程方程求未知参数
3)用T-s与p-v图表示
4)求AU,Ah,AS
5)计算w,wt,q
任务：确定初终态参数，
计算过程中的功和热
在p-v、T-s、h-s图上表示掌握利用h-s图求解；
§4-7水蒸气的热力过程
psTv
热力过程：
注意理想气体过程的区别
第一定律与第二定律表达式均成立
理想气体特有的性质和表达式不能用
准静态
可逆
pv=RT
u=f(T)
C,-C,=R
jw,=-vdp
水蒸气的定压过程
锅炉、换热器q=Ah-Jvdp
q=h2-h1
=3201.4kJ/kg
例：水从30℃,4MPa,定压加热到450℃
q=hwt=0
h
h2
h1
34
2
s
1
汽轮机、水泵
h
可逆过程：s
q=0
水蒸气的绝热过程
p1
p2
1
2
h1h2
s
X2
解：由t1、p1查表或查图
h=3330.7KJ/kg
s=6.9379KJ/kg.k
S2=S1
水蒸气的绝热过程举例
例：汽轮机p,=4Mpat,=450c
p,=0.005Mpa
p1
p2
1
2
h1h2
求：
h
s
h,=x,h,+(1-x2)h,=2115.3KIIkg
w,=h,-h,=1215.4KJ/kg
s,=8.3952KJ/kg.kh,=2561.2KJ/kg
1
2
h1h2
由p2查表
p1
p2
450C
4Mpa
h
s
pv=常数
”实测汽车发动机工作过程气缸压力与容积关系”
§4-1理想气体的可逆多变过程
二、在p-v图及T-s图上表示
一、过程方程
三、△u,△h和△s
定比热容
四、w，wt和q
c,(T,-T)
五、比热容
q=
六、多变指数
或由
§4–2～4-4理想气体的定压、定容和定温过程
一、过程方程
定容过程（v=常数）n=土ovi=v2
定压过程（p=常数）n=0P,=p2
二、在p–v图及T–s图上表示
定温过程
pv=常数
斜率
定容过程：
定压过程：
定温过程：
斜率
定容过程
定压过程
定温过程
三、△u、△h和△s
四、w,wt和q
定容过程
w-fpdv-0
定压过程
w=p(v,-v)w,=0
q=AU+w=Ah+wi
定温过程
ds-0s
说明:(1)不能说绝热过程就是等熵过程,
必须是可逆绝热过程才是等熵过程。
(2)不仅,ds=0s处处相等
§4-5理想气体的等熵过程
绝热
可逆
当k=constlnp+klnv=const
pv*=const
三个条件:
(1)理想气体(2)可逆过程(3)k为常数
理想气体s的过程方程
ds=0理想气体
理想气体s的初、终态参数
pv*=const
理想气体s的p-v图和T-s图
曲线上凸？下凹？
斜率斜率
斜率=？
pv*=c
d(pv*)=0
2
理想气体su,h,s,的计
状态参数的变化与过程无关
内能变化
焓变化
熵变化
AU-jc,dT
Ah-JC,dT
理想气体sw,wt,q的计算
膨胀功wpv*=c
技术功wt
w,=-]vdp=-Ah=c,(I-T3)=kw
热量q
q=AU+w
理想气体变比热s过程自学
若已知p1,T1,T2,求p2
理想气体变比热s过程自学
已知p1,T1,T2,求p2
理想气体变比热s过程