第四章
气体和蒸汽的基本热力过程
§4-1研究热力学过程的目的与方法
参数会计算，就可以研究能量转换的过程
目的
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
主要研究外部条件对热功转换的影响
利用外部条件,合理安排过程，形成最佳循环对已确定的过程，进行热力计算
研究热力学过程的对象与方法
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
1)抽象分类
2)可逆过程(不可逆再修正)
基本过程
研究热力学过程的依据
1)热一律sq=du+bw
稳流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
针对不同过程及是否可逆确定不同计算公式
4)求AU,Ah,AS
5)计算w,wt,q
无论哪种过程及是否可逆,都可用教材P121的公式
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
§4-2理想气体的等熵过程
绝热
可逆
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
当k=constlnp+klnv=const
理想气体
理想气体s的过程方程
pv*=const
理想气体变比热s过程
若已知p1,T1,T2,求p2
pv+const
已知p1,T1,T2,求p2若是空气，查附表7
理想气体变比热s过程
已知p1,T1,T2,对空气查附表7，得pr(T1)和pr(T2)，
求p2
vr用得较少，自学
理想气体变比热s过程
相对压力
定义
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w
技术功wt
w,=-]vdp=-Ah=c,(I-T3)=kw
q=AU+w
q=Ah+wf
热量q
?思考题
一、试证明绝热过程1－2中理想气体所作技术功可用图中的面积1ba2’1表示。
程，CP=1.004（KJ/Kg·K），CV=0.717（KJ/Kg·K），求：
1）过程中系统的熵变Ds123
2）过程中系统与外界交换的热量q123
二、1kg初态为t1=100°C、p1=2bar的空气经1－2－3路径到达终点3，已知：t3=0°C、
p3=1bar，其中1－2为不可逆绝热膨胀过程，
其熵变为0.1kJ/kg·K，2－3为可逆定压放热过
§4-3理想气体热力过程的综合分析
理想气体的多变过程(Polytropicprocess
过程方程
pv=const
n是常量，
每一过程有一n值
n=ks
理想气体nw,wt,q的计算
pv=const
多变过程比热容
pv=const
多变过程与基本过程的关系
(1)当n=0pv=const=p=c
(2)当n=1pv=const=T=ccn=(3)当n=k
(4)当n=∞cn=Cv
基本过程程是是多多变过程的的特特例
s
理想气体基本过程的计算
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4－1公式汇总
理想气体p过程的p-v,T-s图
上凸?下凹？
斜率
Tds-c,dT-vdp
v
s
T
p
理想气体v过程的p-v,T-s图
Tds=c,dT+pdv
上凸?下凹？T}斜率}
pvT
p
p
vs
v
pv=cpdv+vdp=0
上凸?下凹？p}斜率}
理想气体T