工程熱力學(xué)概念-wenkub.com
2025-06-23 20:23 本頁面
【正文】 z=1，說明氣體是理想氣體。Rm=()所以任意氣體的氣體常數(shù) J/()因此，理想氣體狀態(tài)方程有不同的表達(dá)形式：1kg：1mol：Mkg：nmol：五、實際氣體狀態(tài)方程不遵守理想氣體狀態(tài)方程的氣體都可以看做是實際氣體。并且可以得出氣體常數(shù)R與通用氣體常數(shù)Rm之間的關(guān)系。我們工程熱力學(xué)中常用到的工質(zhì)是氣體，所以摩爾容積指的是1mol氣體的體積。用符號M表示，單位是kg/mol?；締卧梢允窃?、分子、離子、電子以及其他微粒。下面我們先講一下幾個概念。二、理想氣體狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)方程是用來揭示平衡狀態(tài)下氣體的壓力、溫度、比容之間相互關(guān)系的方程式，它有幾種表達(dá)方式，幾種表達(dá)方式之間是等價的。自然界中完全符合理想氣體假設(shè)條件的氣體是不存在的。因而實現(xiàn)熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)化的這些工質(zhì)一般都采用氣態(tài)物質(zhì)。所以，可逆過程必然是一個無能量耗散的準(zhǔn)平衡過程，顯然，可逆過程是一個完美的理想過程，現(xiàn)實中是不可能進(jìn)行的，但可逆過程仍然具有十分重要的實際意義，作為研究實際過程的基礎(chǔ)?？赡孢^程指當(dāng)完成了某一過程后，如果能使工質(zhì)沿相同的路徑逆行而恢復(fù)到原來的狀態(tài)，并使相互作用中所涉及的外界也恢復(fù)到原來狀態(tài)，而不留下任何改變，則這一過程就叫做可逆過程，不滿足這些條件的過程為不可逆過程。在分析問題時，我們可以忽略其對平衡狀態(tài)的偏離，中間狀態(tài)仍以平衡態(tài)確定，因此，準(zhǔn)靜態(tài)過程在坐標(biāo)圖上可以用連續(xù)的實線描述。準(zhǔn)靜態(tài)過程的特點：在過程中，熱力系內(nèi)部不斷存在力的平衡和熱的平衡，或平衡被破壞的程度無限小。若系統(tǒng)處于平衡狀態(tài)，沒有不平衡的存在，則系統(tǒng)的狀態(tài)不會發(fā)生變化，會一直待在原地不動。平衡過程指的是，在變化過程中，熱力系在任何時刻都處于力的平衡和熱的平衡，任何時刻系統(tǒng)內(nèi)部都處處均勻一致。注：只有平衡狀態(tài)才能用狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖上的一點來表示。二、狀態(tài)參數(shù)坐標(biāo)圖根據(jù)狀態(tài)方程的講解，我們知道，對于簡單可壓縮的平衡系統(tǒng)，由兩個參數(shù)就可以確定系統(tǒng)的狀態(tài)，比如，P,v一定，則T就可知，P,T一定，則v也可以確定，并且系統(tǒng)的熱力學(xué)狀態(tài)就一定。反之，如果保持壓力不變，容器是體積可變的容器，對氣體加熱，那么隨溫度的升高，體積也會變大，即氣體的壓力保持不變時，溫度與壓力成正比關(guān)系。所以用壓力表測量時，必須同時測定當(dāng)?shù)氐拇髿鈮篜b，用氣壓計來測量。壓力的測量原理:壓力的測量采用壓力計，利用力的平衡原理測取壓差值由于壓力計本身處在大氣壓力作用下，所以我們用壓力計所測得的壓力是工質(zhì)真實壓力與環(huán)境介質(zhì)壓力之差，叫做表壓或真空度。像我們測量高度一樣，所選起點不一樣，測量的數(shù)值也不一樣。攝氏溫標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：以標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下水的冰點為零點，水的沸點為100，中間平均劃分為100等份而得出。為了給溫度確定數(shù)值，需要建立溫標(biāo)，也就是說要確定這么熱的程度用多大數(shù)值表示，即建立溫度標(biāo)準(zhǔn)。導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)：其余三個，U、H、S需利用前面三個基本狀態(tài)參數(shù)間接推導(dǎo)得出，稱為導(dǎo)出狀態(tài)參數(shù)。即單位工質(zhì)的體積、內(nèi)能、焓、熵。強(qiáng)度量不具有加和性。這類似于我們高中時學(xué)過的重力做功，只取決于前后的高度差，而與途徑無關(guān)。狀態(tài)參數(shù)和熱力學(xué)狀態(tài)是一一對應(yīng)的，熱力學(xué)狀態(tài)一定，則狀態(tài)參數(shù)就確定了，工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)發(fā)生變化，那么狀態(tài)參數(shù)也會隨之發(fā)生變化。②處于不平衡狀態(tài)的系統(tǒng)，由于各部分之間的傳熱和位移，其狀態(tài)將隨時間而改變，隨著狀態(tài)的不斷變化，傳熱和位移也會逐漸減弱，直到完全停止，此時會達(dá)到另一個新的平衡狀態(tài)，所以我們說，處于不平衡狀態(tài)的系統(tǒng)在沒有外界影響的情況下總會自發(fā)地趨于平衡狀態(tài)。① 熱的平衡當(dāng)熱力系內(nèi)部各點溫度均勻一致且等于外界溫度時，組成熱力系統(tǒng)的各部分之間以及熱力系統(tǒng)與環(huán)境之間沒有熱量的傳遞，那么系統(tǒng)就處于熱平衡狀態(tài)。我們把工質(zhì)在熱力變化過程中的某一瞬間所呈現(xiàn)的宏觀物理狀況成為工質(zhì)的熱力學(xué)狀態(tài)，簡稱狀態(tài)。（4）孤立系統(tǒng)熱力系與外界之間既無能量交換也無質(zhì)量交換。此系統(tǒng)為閉口系統(tǒng)。（a）汽輪機(jī) （b）活塞式壓縮機(jī)汽缸通常情況下，“熱力學(xué)系統(tǒng)”與“外界”之間會處于相互作用之中，他們通過“邊界”相互交換能量或物質(zhì)。自然環(huán)境是一類特殊的外界，它所經(jīng)歷的過程是可逆的，而且本身的性質(zhì)不變。熱力系可以是一種真實的物質(zhì)，如泵中被壓縮
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