第五節(jié)理想氣體的熱力過程

第五節(jié)理想氣體的熱力過程第一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四圖上表示出來，作定性分析；

研究的基本步驟：

（1）假定過程是可逆的（作為基礎(chǔ)、理想、由淺入深分析）；

（2）分析過程中功量w、wt和熱量q的相互關(guān)系；

（3）在

（4）找到基本狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系，特別是的關(guān)系。5.1理想氣體的熱力過程第二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四一、四種基本的熱力過程1.定容過程（比容積不變的過程叫定容過程）（1）過程特征：

定值

由理想氣體狀態(tài)過程：求得常數(shù)，

（2）功量與熱量膨脹功：

技術(shù)功：

壓力減小時wt>0第三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四吸熱量：

（是定容比熱）

內(nèi)能變化：

熵變：第四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四（3）在p-v圖和T-s圖上表示

加壓過程1→2，減壓過程1→2'圖上

＞0向上凹

第五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四第六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四2.定壓過程（壓力保持不變的過程稱為定壓過程）（1）過程特征：p＝定值

從理想氣體狀態(tài)方程得到

（2）功量熱量計(jì)算膨脹功：

技術(shù)功：

吸熱量：

第七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四亦可：

也可直接寫出理想氣體熵變：

熵變：

（3）

圖上表示圖上是水平線

圖上向上凹∵∴

由于

＞

（定壓線比定容線更平坦）

第八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四1升溫2降溫pv213定容線TS定壓線32第九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四3.定溫過程（溫度保持不變）（1）特征：T=定值定值

（2）功量熱量計(jì)算膨脹功：

技術(shù)功：

（技術(shù)功與膨脹功相等）

第十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四熱量：

（與膨脹功、技術(shù)功相等）熵變：

（3）

圖上表示由

＝常數(shù)，

（雙曲線）

圖上是一條水平線第十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四12pv312TS3減壓增壓第十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四4.定熵過程（絕熱過程）絕熱可逆過程的熵保持不變，稱為定熵過程（常見：如很快的過程，散熱少）（1）過程特征：由于所以令（絕熱指數(shù)）

第十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四∴

積分定值

＝定值（定值）

對于1→2過程：

第十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四（2）功量、熱量計(jì)算膨脹功：

技術(shù)功：

∵

第十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四

∴吸熱量：

∴

第十六頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四（3）圖上表示

絕熱：

（k＞1）等溫：

∴定溫線比絕熱線平坦，即p隨v的增大衰減更快。在

圖上是一條直線。

第十七頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四第十八頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四5.多變過程

上述四種熱力過程，都是有一個參數(shù)保持不變，這為分析帶來了方便，但實(shí)際上所有參數(shù)都會變化。例如：壓氣機(jī)中氣體在被壓縮的同時被冷卻，使過程在進(jìn)行中壓力、比容和溫度都在變，而且傳熱，因此過程是復(fù)雜的。觀察發(fā)現(xiàn)，許多氣體遵守方程：

定值，

符合這一規(guī)律的過程叫復(fù)變過程。

從另一角度來看，在絕熱過程中，氣體遵守

定值規(guī)律：

（當(dāng)作常數(shù)）

第十九頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四實(shí)際氣體中，

是變化的，所以k也是變化的。因此絕熱過程與多變過程就有許多相似之處，也是很好理解的。

事實(shí)上，其它的過程也往往是多變過程的特殊情況例：比如：常數(shù)（定壓過程）

常數(shù)（定溫過程）

常數(shù)（絕熱過程）

（定容過程）

常數(shù)常數(shù)對第二十頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四所以這些過程都是

常數(shù)的特例（故稱多變過程，）多變過程與絕熱過程有完全相同的形式，只是系數(shù)不同。

（1）特征：

（2）膨脹功：

（3）技術(shù)功：

（4）熱量：

第二十一頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四∵

∴

因此：

令則（5）熵變：

在

圖上，可根據(jù)n的大小畫出。第二十二頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四二、氣體和蒸汽的壓縮

氣體壓縮過程是常見的，冰箱、空調(diào)的壓縮機(jī)，空壓機(jī)，通風(fēng)機(jī)等。它們的穩(wěn)態(tài)耗工計(jì)算，我們在前面已經(jīng)有所討論，但前面討論的比較簡單，這里作為理想氣體技術(shù)功計(jì)算的例子進(jìn)行初步討論，求能量平衡還是要第一定律。第二十三頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四

壓縮過程，氣體終壓p2初壓p1之比為增壓比

無論對活塞式還是葉輪式壓氣機(jī)，在穩(wěn)態(tài)流動過程時，有如果絕熱，則

（負(fù)功、消耗功）

在圖上，為所圍的面積。第二十四頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四對等溫過程，若達(dá)到同樣的終壓，則為

（等溫更平坦）。

可見

更小。（等溫壓縮更省功）

多變過程，則在等溫與絕熱線之間：

第二十五頁，共二十七頁，編輯于2023年，星期四在

圖上，（1＜n＜k）

壓氣過程的技術(shù)功：定溫：

多變：

定熵：

由圖示：

＜

＜定溫壓縮最省功，終溫最低。第二十六