[工學(xué)]熱工基礎(chǔ)第二版-張學(xué)學(xué)4第三章(編輯修改稿)
2025-01-03 23:42 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 kiiixM?? ?1iikiiiw m Mw m M???1kiiin Mn?? ?29 5． 理想 混合氣體的比熱容 （ 2） 理想 混合氣體的平均氣體常數(shù) gRRM?1kiiiRxM???1kij iwRM?? ?1kiiim c m c?? ?,1kp i p iic w c?? ?,1kV i V iic w c?? ?,mppC M c?,1ki i p iix M c?? ? , m ,1ki p iixC?? ?,mVVC M c?,1ki i V iix M c?? ? , m ,1ki V iixC?? ?摩爾熱容 : 比熱容 : 11 k ii iwMM?? ?1kiiiM x M?? ?30 ikii CC ??? ?? 1?CVMcC mm ??? 0同理可得 理想氣體混合物的比定壓熱容與比定容熱容之間的關(guān)系也遵循邁耶公式。 按上述方法，可推導(dǎo)出理想氣體混合物的熱力學(xué)能、焓、熵。 混合氣體上述三個(gè)熱容之間仍適用： 0mV 是標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)的摩爾體積， 為 103m3/mol 31 （ 3） 依據(jù) ： 熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 、 理想氣體狀態(tài)方程式及可逆過(guò)程的特征關(guān)系式 。 34 理想氣體的熱力過(guò)程 1． 熱力過(guò)程的研究目的與方法 （ 1） 目的 ： 了解外部條件對(duì)熱能與機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)換的影響，以便合理地安排熱力過(guò)程，提高熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率。 （ 2） 任務(wù) ： 確定過(guò)程中工質(zhì)狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律 ， 分析過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系 。 32 （ 4） 分析 方法 ： 采用抽象 、 概括的方法 ， 將實(shí)際過(guò)程近似為具有簡(jiǎn)單規(guī)律的典型可逆過(guò)程 ， 如可逆定容 、 定壓 、 定溫 、 絕熱過(guò)程等 。 （ 5） 分析內(nèi)容與步驟 ： 1） 確定 過(guò)程方程式 ， 分析初 、 終狀態(tài)參數(shù)之間的函數(shù)關(guān)系及熱力學(xué)能和焓的變化 ； 2） 在 pv圖和 Ts圖上表示過(guò)程中狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律； 3） 確定過(guò)程的功量 （ 膨脹功和技術(shù)功 ） 和熱量 。 33 2． 理想氣體的基本熱力過(guò)程 （ 1）定容過(guò)程： 氣體比體積保持不變的過(guò)程 。 1) 定容 過(guò)程方程式及初、終狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式 定容 過(guò)程方程式： v = 常數(shù) 定容過(guò)程初、終態(tài)基本狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系 : 21vv? 2211pTpT? 理想氣體經(jīng)歷任何過(guò)程，熱力學(xué)能和焓的變化都為： 21dVu c T?? ? 21dph c T?? ?34 2) 定容過(guò)程在 pv圖和 Ts圖上的表示 定容過(guò)程在 pv圖上為一條垂直于 v 軸的直線 。 35 對(duì)于定容過(guò)程 , ddVTscT?如果比熱容取定值，上式積分 00ddsTVsTTscT???00VsscT T e??可見(jiàn)，定容線在 Ts圖上為一指數(shù)函數(shù)曲線。 V VTTsc??? ?????? 由于 T與 cV都不會(huì)是負(fù)值 ， 所以定容過(guò)程在圖上是一條斜率為正值的指數(shù)曲線 。 其斜率為 36 3) 定容過(guò)程的功量和熱量 因?yàn)?dv = 0， 所以 膨脹功 為零 ， 即 21d0w p v???技術(shù)功 2121 d ( )tw v p v p p? ? ? ??熱量 qu??定容過(guò)程技術(shù)功等于流體的流動(dòng)功 ， 壓力比較 定容過(guò)程吸放的熱量等于氣體熱力學(xué)能的變化 37 （ 2）定壓過(guò)程 氣體壓力保持不變的過(guò)程 。 1) 定壓 過(guò)程方程式及初、終狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式 定壓 過(guò)程方程式： p = 常數(shù) 定壓過(guò)程初、終態(tài)基本狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系 : 21pp? 2211vTvT? 2) 定壓過(guò)程在 pv 圖和 Ts 圖上的表示 定壓過(guò)程在 pv圖上為一條平行于 v 軸的直線 。 38 對(duì)于定壓 過(guò)程， pc d TqdsTT???若比熱容取為定值，將上式積分，可得 00psscT T e??可見(jiàn)，定壓過(guò)程線在 Ts圖上也是一指數(shù)函數(shù)曲線。 p pTTsc??? ??????V VTTsc??? ??????比較 其斜率為 39 3) 定壓過(guò)程的功量和熱量 膨脹功 2211 p ( )w d v p v v? ? ??技術(shù)功 21d0tw v p? ? ??熱量 21q h h?? 氣體溫度保持不變的過(guò)程 。 1) 定溫 過(guò)程方程式及初、終狀態(tài)參數(shù)關(guān)系式 定溫 過(guò)程方程式： T = 常數(shù) pv= 常數(shù) 根據(jù) pv= RgT ， 吸放的熱量等于焓變 )( 12 TTR g ??(3) 定溫過(guò)程 Rg的定義 40 定溫過(guò)程初、終態(tài)基本狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系 : 21TT?2112pvpv? 2) 定溫過(guò)程在 pv 圖和 Ts 圖上的表示 在 pv 圖上，定溫過(guò)程線為一等邊雙曲線。 41 3) 定溫過(guò)程的功量和熱量 膨脹功 : 21dw p v? ?21lng vRTv?技術(shù)功 : 21dtw v p?? ?12lngpR T wp??熱量 : 對(duì)于理想氣體的定溫過(guò)程 ， 0uh? ? ? ?根據(jù)熱力學(xué)第一定律表達(dá)式 ， 21dgRTvv? ?12lng pRTp?21dgRTpp?? ?42 （ 4） 定熵 過(guò)程 tq w w??熱量也可以由熵的變化進(jìn)行計(jì)算： 21dq T s? ? 21()T s s??上式對(duì)實(shí)際氣體或液體的定溫過(guò)程同樣適用 。 氣體與外界沒(méi)有熱量交換 （ q = 0） 的過(guò)程稱為 絕熱過(guò)程 。 對(duì)于可逆絕熱過(guò)程 ， d0qsT???2112l n l nggvp
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