【文章內容簡介】 可逆的絕熱過程稱為等熵過程。 ： ?kpv 定值 k 為比熱容比或絕熱指數(shù)， vpcck? ： kkk pppvvTT 11212112 )()( ?? ?? p－ v圖及 T－ s圖上的表示 膨脹功 )(1)(11 1222112111 TTk Rvpvpkvdvpw kv ??????? ? 或 ]])(1[1)(1[112111211 kkk ppkRTvvkRTw ?? ?????? 熱量 q ＝ 0 多變過程 一、多變過程 凡工質按 ?npv 定值而變化的過程稱為多變過程。其中 n為多變指數(shù)，在 0～ 177。 ∞之間變化，每個 n值代表一個多變過程。 n＝ 0： p＝定值，為等壓過程； n＝ 1： T＝定值，為等溫過程； n＝ κ： ?kpv 二、多變過程的分析 可與絕熱過程類比分析： 、終狀態(tài)參數(shù)間的關系式： nvvpp )(2111 ?nnppTT 11212 )( ??12112 )( ?? nvvTT定值，為可逆絕熱過程，即等熵過程； n＝ ∞： v＝定值，為等容過程。 膨脹功 )(1)(11 212211 TTn Rvpvpnw ??????或 1211112 )(1[1)(1[1 ?? ?????? nnn vvnRTppnRTw熱量 )()(1)( 122112 TTcTTn RTTcq nv ??????? 其中， vn knc 1???稱為多方比熱容，當 kn??1 時， nc 為負值。 pv圖上：從定容線出發(fā)， n由－ ∞→ 0→ ＋ ∞，按按順時針方向遞增。 Ts圖上：多變過程線的分布規(guī)律也是多變指數(shù) n按順時針方向遞增。 q的正負值以等熵線為界； w的正負值以等容線為界； △ u的正負值以等溫線為界。 三、 p－ v圖和 T－ s圖 第四節(jié) 熱力學第二定律 熱力學第二定律的表述與實質 一、自然過程的方向性和不可逆性 經(jīng)驗告訴我們，自然界發(fā)生的許多過程是有方向性的。例如： ，但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫； ，但卻不能自發(fā)壓縮，空出一個空間； ，卻不可自發(fā)地分離； 自發(fā)過程： 不需任何外界作用而可以自動進行的過程。 非自發(fā)過程： 沒有外界作用的情況下不能自動進行的過程。 自然界的一切自發(fā)過程都是具有方向性和不可逆性的 ，熱力過程總是朝著一個方向自發(fā)進行而不能自發(fā)地反向進行。 非自發(fā)過程可以進行，但其進行必須以一定的補償條件作為代價。 二、熱力學第二定律的實質 能量是有品質高低之分的。 如：機械能的品質高于熱能；高溫熱能的品質高于低溫熱能。 定律的實質：能量貶值原理 ，也就是說在能量的傳遞與轉化的過程中，能量的品質只能降低不能提高。 三、表述 “熱二”有各種各樣的說法，最常見的兩種是： 克勞修斯說法 （ 1850）：不可能把熱從低溫物體傳到高溫物體而不引起其它變化。 開爾文說法 （ 1851）：不可能從單一熱源取熱，使之完全變?yōu)橛杏霉?，而不引起其它變化? 無論有多少種不同的說法，它們都反映了客觀事物的一個共同本質，即自然界的一切自發(fā)過程有方向性。 卡諾循環(huán)與卡諾定理 一、卡諾循環(huán) 卡諾循環(huán)是 1824年法國青年工程師卡諾提出的一種理想的有重要理論意義的可逆熱機的可逆循環(huán)。 ： 它是工作于兩個熱源間的，由兩個可逆等溫過程和兩個可逆絕熱過程所組成的可逆正向循環(huán)。 ： 121210 11 TTqqqwct ?????，?： （ 1）熱效率 ηt,c與工質的性質無關，只取決于高溫熱源的溫度 T1與低溫熱源的溫度 T2。 （ 2）提高 T1，降低 T2，可以使卡諾循環(huán)的熱效率提高。 （ 3）熱效率 ηt,c總是小于 1，也就是說不可能通過熱機循環(huán)將熱能全部轉換為機械能。 （ 4） T1＝ T2時， ηt,c＝ 0，說明沒有溫差是不可能連續(xù)不斷地將熱能轉換為機械能的。 二、逆卡諾循環(huán) 是逆向進行的卡諾循環(huán)。 作用效果： 消耗機械能，從低溫熱源吸收熱量，向高溫熱源放出熱量。 制冷系數(shù)： 21202,1 TT Twqc ????供熱系數(shù)： 21101,2 TT Twqc ????結論： ，與工質無關。 T2，降低 T1，可以使制冷系數(shù)和供熱系數(shù)提高。 1，制冷系數(shù)可以大于、等于、小于 1。 ，也可以聯(lián)合交替進行。 三、卡諾定理 定理一： 在相同的高溫熱源和低溫熱源之間工作的一切可逆熱機具有相同的熱效率。 定理二： 在相同高溫熱源和低溫熱源間工作的任何不可逆熱機的熱效率都小于可逆熱機的熱效率。 四、卡諾循環(huán)及定理的意義 ，即 12,m ax 1 TTctt ?????：必須具有兩個或兩個以上溫度不同的熱源。 ，即提高熱源的溫度，降低冷源的溫度，盡可能減少或降低不可逆因素的影響。 第五節(jié) 濕空氣 濕空氣的性質 一、濕空氣的成分 干空氣：空氣中水蒸汽以外的所有氣體。 濕空氣可以看作干空氣和水蒸氣的混合物。但由于濕空氣中的水蒸氣在一定條件下有相變，所以濕空氣是一種特殊的理想混合氣體。 濕空氣的總壓力等于干空氣和水蒸氣的分壓力之和，即： 大氣壓力 B＝ pa＋ pv 二、飽和空氣和未飽和空氣 飽和空氣： 由干空氣和過熱蒸汽組成的濕空氣。 未飽和空氣： 由干空氣和飽和水蒸汽組成的濕空氣。 露點： 對應于水蒸氣分壓力的飽和溫度，也是在含濕量不變的情況下使?jié)窨諝膺_到飽和時的溫度，用 td表示。 三、絕對濕度和相對濕度 絕對濕度： 1m3濕空氣中所含有的水蒸氣質量，用 ρv表示。 相對濕度： 濕空氣的絕對濕度 ρv與同溫度下飽和濕空氣的飽和絕對濕度 ρv的比值，用 φ表示。 ssv pv???? ??φ愈小，表明濕空氣愈干燥、吸取水蒸氣的能力愈強。 φ愈大，濕空氣愈潮濕，吸取水蒸氣的能力愈小。當 φ＝ 0時，即為干空氣；當 φ＝ 1時，為飽和濕空氣。 四、含濕量 含濕量：在含有 1kg干空氣的濕空氣中，所含有的水蒸氣質量，用 d表示。 )/(622 kggpB pd vs?? ?或 )/(622 kggpB pd ss???? 總壓力不變的情況下，一定的水蒸汽分壓力對應著一定的含濕量。 五、濕空氣的焓 濕空氣的比焓：含有 1kg干空氣的濕空氣的焓值。 )( tdth ??? kJ/kg 六、濕球溫度 濕球溫度：濕球紗布上的水與周圍空氣之間的溫差達到某一穩(wěn)定值時，水分蒸發(fā)的耗熱量等于紗布上水從周圍空氣所獲得的熱量時，濕球表面形成很薄的飽和濕空氣層，此時濕球溫度計的讀數(shù)稱為濕球溫度，用 tw表示。 干球溫度、露點溫度、濕球溫度的相對大?。? 未飽和濕空氣： td＜ tw＜ t 飽和濕空氣： td＝ tw＝ t 濕空氣的基本熱力過程 一、濕空氣的焓濕圖（ hd圖） 濕空氣的焓濕圖由五種線群構成：等含濕量（ d）線群、等焓（ h）線群、等溫（干球溫度 t）線群、等相對濕度（ φ）線群、水蒸氣分壓力（ pv）線群、熱濕比（ ε）。 作用： ； 。 二、濕空氣的基本熱力過程 1. 加熱過程： 給濕空氣加熱，在此過程中，空氣吸入熱量，溫度升高，相對濕度減小，含濕量不變，為等 d過程，在 hd圖上是一條垂直向上的直線。 2. 冷卻過程 （ 1）單純冷卻過程：濕空氣降低溫度，冷卻后的溫度高于濕空氣的露點溫度，濕空氣的含濕量不變，為等 d冷卻過程。 （ 2） 析濕冷卻過程：如果冷卻后的溫度低于濕空氣的露點溫度，則冷卻過程中濕空氣中水蒸氣將會凝結析出，產(chǎn)生凝結水，濕空氣的含濕量減小。 3. 絕熱加濕過程： 在絕熱條件下，向濕空氣中加入水分，增加其含濕量的過程，可以通過在噴淋室中噴入循環(huán)水滴來實現(xiàn)。絕熱加濕過程可以視為等焓過程。 4. 絕熱混合過程： 通過幾股不同狀態(tài)的濕空氣絕熱混合，以得到溫度和濕度符合要求的濕空氣。 第六節(jié) 制冷循環(huán) 空氣壓縮制冷循環(huán) 一、裝置和流程 空氣絕熱膨脹時，壓力下降，溫度降低，空氣壓縮制冷利用空氣的這一性質獲得低溫。裝置由壓縮機、冷庫、膨脹機、冷卻器組成。工作循環(huán)包括兩個等壓過程和兩個等熵過程： 1－ 2：空氣在壓縮機中耗功定熵壓縮，升溫升壓； 2－ 3：空氣在冷卻器中定壓放熱，溫度降低； 3－ 4：空氣在膨脹機中定熵膨脹作功，降溫降壓； 4－ 1：空氣在冷藏室中定壓吸熱，溫度升高。 二、制冷系數(shù) 排向冷卻水或大氣的熱量 q1＝ h2－ h3＝ cp（ T2－ T3） 制冷量（從冷庫吸收的熱量）： q2＝ h1－ h4＝ cp（ T1－ T4） 循環(huán)所耗凈功量： w0＝ q1－ q2 制冷系數(shù) )()( 4132 4102 hhhh hhwq ??? ???? 進一步得出 : 111)(11112121434???????? ??kkkkppTTTTTT??三、特點 1. 不能等溫吸熱、放熱，制冷系數(shù)低； 2. 空氣比熱小，單位質量的工質制冷量?。? 3. 應用有限，飛機空調中常用。 蒸汽壓縮制冷循環(huán) 一、裝置和流程 ： 壓縮機、冷凝器、節(jié)流閥、蒸發(fā)器等。 ： 由蒸發(fā)器出來的制冷劑的干飽和蒸汽被吸入壓縮機，絕熱壓縮后成為過熱蒸汽（過程12）。而后進入冷凝器，在等壓下冷卻（過程 23）和等壓等溫下凝結成飽和液體（過程 34）。飽和液體繼而通過節(jié)流閥經(jīng)絕熱節(jié)流降壓降溫后變?yōu)榈透啥鹊臐裾羝?。絕熱節(jié)流是不可逆過程，節(jié)流前后焓值相等，濕蒸汽被吸入冷庫蒸發(fā)器中，在等壓等溫下吸熱氣化為干飽和蒸汽，從而完成一個循環(huán)。 二、制冷系數(shù) 制冷量： q2＝ h1－ h5＝ h1－ h4 只有壓縮機耗功，功量為： w0＝ h2－ h1 制冷系數(shù) 124102 hh hhwq ?????三、提高制冷系數(shù)的途徑 1. 降低冷凝溫度 降低冷凝溫度，可以使得壓縮機耗功減少，制冷量增加，從而提高制冷系數(shù)。冷凝溫度的高低完全取決于冷卻介質的溫度，在制冷裝置中，冷卻介質的溫度不能隨意降低，而是受到環(huán)境溫度的限制。 2. 提高蒸發(fā)溫度 提高蒸發(fā)溫度，可以使得壓縮機耗功減少，制冷量增加，從而提高制冷系數(shù)。蒸發(fā)溫度主要由制冷要求確定，故在能滿足需要的條件下，應盡可能采取較高的蒸發(fā)溫度。 3. 將制冷劑過冷 為提高蒸氣壓縮制冷循環(huán)的制冷系數(shù)，可將冷凝器中的制冷劑飽和液進一步冷卻（液體的過冷），再引入到節(jié)流閥中降壓膨脹。這時循環(huán)的耗功量未變，而制冷量增加，從而提高了循壞的制冷系數(shù)。 吸收式制冷循環(huán) 一、工作原理 以高沸點物質作溶劑（吸收劑），低沸點物質作溶質（制冷劑），溶質在溶劑中的溶解度會隨溫度