汽車熱流學 課件 2.4.2-熱力過程及循環(huán)

1－5熱力循環(huán)1－4熱力過程1－3平衡態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖1－2狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)1－1熱力系基本內容二、狀態(tài)公理、狀態(tài)方程式1.狀態(tài)公理（statepostulate）對于組成一定的物質系統(tǒng)，若存在著n個可逆功的作用，則決定該系統(tǒng)平衡態(tài)的獨立內參數(shù)為n+1個。即決定平衡態(tài)的的獨立變量數(shù)目等于系統(tǒng)與外界交換能量的各種方式的總和數(shù)。

簡單可壓縮系：2.狀態(tài)方程式（EquationofState）反映基本狀態(tài)參數(shù)p,v,T之間關系的函數(shù)關系式Ⅰ理想氣體狀態(tài)方程（Ideal-gasEquationofState)Ⅱ其它狀態(tài)方程(otherequationsofstate)①范德瓦爾方程(VanderWaalsEquationofState)（a,b為物性常數(shù)）二、狀態(tài)公理、狀態(tài)方程式②BWR方程(Bennedict-Webb-RubinEquationofState)③維里型方程(VirialEquationgofState）狀態(tài)方程式三、狀態(tài)坐標圖(parametriccoordinates)以任意兩個獨立變量為坐標的平面圖。常用的有：p-v,T-s,h-s,p-h圖上任意一點代表了一個確定的平衡態(tài)，即坐標圖上只表示平衡態(tài)。因為只有平衡態(tài)的熱力參數(shù)才有實際意義，它才有確定值。1－5熱力循環(huán)1－4熱力過程1－3平衡態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖1－2狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)1－1熱力系基本內容1-4熱力過程（processes）

熱力系狀態(tài)的連續(xù)變化稱為熱力過程。1-4熱力過程（processes）一、準平衡過程（quasistatic,orquasi-equilibrium,process)準平衡過程是由一系列無限接近于平衡態(tài)所組成的過程。準平衡過程在坐標圖上可用連續(xù)曲線表示。準平衡過程實現(xiàn)條件是內外一切不平衡勢差趨近于零。準平衡過程的實用意義。

{僅著眼于系統(tǒng)內部的描述}二、耗散效應機械能電能磁能熱能熱能熱能有序能無序能現(xiàn)象稱為耗散效應通過摩擦、電阻、磁阻摩擦電阻磁阻熱力過程三、可逆過程（ReversibleProcesses）1.定義熱力過程三、可逆過程（ReversibleProcesses）1.定義系統(tǒng)（工質）在完成某一過程后，如能使過程逆行（正反各一次）而使系統(tǒng)及外界回復到原始狀態(tài)，不留下任何變化，則此過程稱為可逆過程。不滿足這一條件的稱為不可逆過程（IrreversibleProcesses）。

{不僅著眼于系統(tǒng)內，還與外界也關}熱力過程2.實現(xiàn)條件可逆過程=準平衡過程+無耗散效應可逆過程必是準平衡過程，而準平衡過程不一定是可逆過程。不可逆因素：Δp，ΔT，Δμ，摩擦熱力過程3.可逆過程的體積功（膨脹功或壓縮功）可逆熱力過程示功圖F外f摩

容器為剛性絕熱，抽去隔板，又達平衡，過程是否是準平衡過程。逐個抽去隔板，又如何？是否作功？換成活塞又如何？（兩邊有氣體與沒有氣體）例：下圖所示a、b為剛性容器熱力過程4.可逆過程的熱量可逆時功量可逆時熱量V，尺度量，作功的標志熱力過程p，強度量，作功的推動力T，強度量，傳熱的推動力?，尺度量，傳熱的標志示熱圖例6：1kg某種氣態(tài)工質，從初態(tài)1可逆膨脹到終態(tài)2的過程中分別遵循：

(1)p=av+c(2)p=b/v求：兩過程中各作功多少（a、b、c為常數(shù)）解：（1）（2）w1可用面積1A2MN1表示w2可用面積1B2MN1表示功與初、終態(tài)及中間過程有關！例6例7：有一橡皮氣球，當其內部壓力為0.1MPa(和大氣壓相同)時是自由狀態(tài)，其容積為0.3m3。當氣球受太陽照射而氣體受熱時，其容積膨脹一倍而壓力上升到0.15MPa。設氣球壓力的增加和容積成正比。試求：

(1)該過程中氣體作的功；

(2)用于克服橡皮球彈力所作的功。21例7已知：

p1=0.1MPa,V1=0.3m3,(和大氣壓相同)p2=0.15MPa,V2=0.6m3求：

(1)該過程中氣體作的功；

(2)用于克服橡皮球彈力所作的功。例7

氣球受太陽照射而升溫必較緩慢，可假定其

，所以關鍵在于求出p~f（V）解：（1）由題意例7（2）熱力過程1－5熱力循環(huán)1－4熱力過程1－3平衡態(tài)、狀態(tài)方程式、坐標圖1－2狀態(tài)及狀態(tài)參數(shù)1－1熱力系基本內容1-5熱力循環(huán)（cycles）幾個過程組成的封閉的熱力過程。2.分類蒸汽動力循環(huán)燃氣輪機裝置循環(huán)內燃機循環(huán)

正循環(huán)（熱－機）

逆循環(huán)（機－熱）

制冷循環(huán)熱泵循環(huán)1.定義3.評價指標動力循環(huán)熱效率(thermalefficiency)：熱力循環(huán)熱泵系數(shù)（coefficientofperformancefortheheat-pumpcycle）:逆向循環(huán)制冷系數(shù)（coefficientofperformancefortherefrigerationcycle）:熱力循環(huán)T1T2夏季制冷循環(huán)冬季制熱循環(huán)小