第4章气体和蒸汽的基本热力过程ppt课件.ppt

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1、4-3定压过程4-2定容过程基本内容第四章气体和蒸汽的基本热力过程4-1理想气体的可逆多变过程4-4定温过程4-5绝热过程4-6理想气体热力过程综合分析4-7水蒸气的基本过程理想气体的基本热力过程(一)、实施热力过程的目的1.实现预期的能量转换;2.获得预期的热力状态。(二)、研究热力过程的任务1.确定工质的状态变化规律;2.确定热力过程中能量传递和转换的状况。(三)、前提条件1.工质为理想气体;2.可逆过程。一、概述(四)、依据1.理想气体状态参数的计算公式2.热力学第一定律可逆可逆理气可逆可逆理气(五)、研究步骤列出过程方程式:根据过程特点,一般整理成p,v的表达式,即f(p,v)=0;2

2、.建立基本状参间的关系式:过程方程+状态方程3.计算u,h,s的值:为q,w,wt的计算打基础。4.计算过程中能量的传递和转换量q,w,wt:闭口系功的输出形式对应为w,开口系功的输出形式对应为wt。5.在p-v,T-s图上绘出过程曲线:可清晰地看出各过程状态变化及能量转换状况,即参数的变化趋势,q,w,wt的正负。计算过程中能量的传递和转换量q,w,wt:计算q:可逆可逆等温计算w,wt:可逆保持一个状态参数不变的过程称为基本热力过程。(1)定容过程理想气体基本过程(2)定压过程(3)定温过程(4)定熵过程四个基本热力过程——可逆过程4-2、定容过程——比体积不变的过程1、过程方程2、

3、初、终态参数间的关系3、初、终态热学能、比焓、比熵的变化4、膨胀功、技术功和热量5、在p-v、T-s图上表示4-3、定压过程——压力保持不变的过程1、过程方程2、初、终态参数间的关系3、初、终态热学能、比焓、比熵的变化4、膨胀功、技术功和热量5、在p-v、T-s图上表示4-4、定温过程——温度保持不变的过程1、过程方程2、初、终态参数间的关系3、初、终态热学能、比焓、比熵的变化4、膨胀功、技术功和热量5、在p-v、T-s图上表示4-4、定熵过程——可逆绝热过程(熵保持不变)过程方程定熵过程=绝热过程+可逆过程注意:可逆绝热是定熵过程;不可逆绝热是熵增过程理想气体定熵过程的过程指数等于比热比。定

4、熵过程方程2、初、终态参数间的关系3、初、终态热学能、比焓、比熵的变化4、膨胀功、技术功和热量技术功5、在p-v、T-s图上表示1、过程方程2、状态参数间的关系n为常数,称为多变指数4-1、理想气体的多变过程3、初、终态热学能、比焓、比熵的变化4、膨胀功、技术功和热量技术功过程热量cn称为多变过程的比热容5、在p-v、T-s图上表示多变过程方程式为pvn=常数,n取不同值,可得到不同的过程。当n=0时,p=常数,则为定压过程当n=1时,pv=常数,则为定温过程当n=κ时,pvκ=常数,则为定熵过程当n=∞时,v=常数,则为定容过程因此,把多变过程表示在p-v图上时,要先画出四个基本热力过程,然

5、后再根据n值的大小画出相应的多变过程。4-6理想气体热力过程综合分析一、过程的分布规律、过程特性及能量转换规律p1.在p-v图上分布,沿顺时针方向,从n=0水平线到n=垂直线,曲线斜率只与n有关,n确定,相对位置就可以确定。pTSvvSTpp2.在p-v图上定熵线与定温线是斜率为负的曲线,且定熵线比定温线更陡。在T-s图上定压线与定容线是斜率为正的曲线,且定容线比定压线更陡。pTSvvSTpp3.w,wt,q,u(h)变化情况的判断w——由等容线来划分,dv0><u/h——由等温线来划分,dT0>

6、.p-v,T-s图上各种线条的分析定温线定熵线定压线定容线pvpvTsTsvTsp定容线二、理想气体可逆过程计算公式表——P121理想气体小结例1:如图,某种理想气体有两任意过程a-b和a-c,已知b,c在同一可逆绝热线上,试问:Δuab和Δuac哪个大?解:(方法一)过b、c分别作等温线(方法二)考虑过程bc例2:一容积为0.15m3的储气罐内有氧气,初态压力p1=0.55MPa,温度t1=38,罐上装有压力控制阀,压力超过0.7MPa时,阀门打开,维持罐内压力为0.7MPa。对罐内氧气加热,问:当罐中氧气温度为285℃时,对罐内共加入多少热量?Rg=260J/(kg·K);cv=657J/

7、(kg·K);cp=917J/(kg·K)解:氧气QV:因1到2为定容过程,过程中m不变,所以Qp:2到3过程中气体压力不变,但质量改变例3:初压力为0.1MPa,初温为27℃的1kg氮气,在n=1.25的压缩过程中被压缩至原来体积的1/5,若取比热容为定值,试求压缩后的压力、温度、压缩过程所耗压缩功及与外界交换的热量。若从相同的初态出发分别经定温和定熵过程压缩至相同体积,试进行相同的计算,并将此

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