【正文】 , ds 公式 pdvw ?? T d sq ???? pdvw ?? T d sq條件 準靜態(tài)或可逆 可逆 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 示功圖與示熱圖 p V W T S Q 示功圖 溫熵 (示熱 )圖 ?? pdVW ?? Td SQ華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 【 例 12】 ?一氣缸活塞內(nèi)的氣體由初態(tài) p1=,V1=,緩慢膨脹到 V2＝ ,若過程中壓力與體積的關(guān)系為 pV=常數(shù)，試求氣體所做的膨脹功。 19 熱力循環(huán) 要實現(xiàn) 連續(xù) 作功，必須構(gòu)成 循環(huán) 定義： 熱力系統(tǒng)經(jīng)過一系列變化回到初態(tài)，這一系列變化過程稱為 熱力循環(huán) 。 一旦取定系統(tǒng)， 沿邊界 尋找相互作用。 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 (1)以容器內(nèi)原有氣體為系統(tǒng) 閉口系 功量： 氣體對活塞作功 W W Q 熱量： 氣體通過活塞從外界吸熱 Q 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 (2)以容器內(nèi)殘留的氣體為系統(tǒng) 閉口系 功量： 殘留氣體對放逸氣體作功 W’ W’ Q’ 熱量： 殘留氣體從放逸氣體吸熱 Q’ 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 (3)以放逸氣體為系統(tǒng) 閉口系 功量： W + W’ 熱量： Q + Q’ W Q W’ Q’ 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 (4)以容器為系統(tǒng) 開口系 功量： W’ 熱量： Q’ W’ Q’ 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 (5)以氣缸為系統(tǒng) 開口系 功量： W + W’’ 熱量： Q + Q’’ W’’ Q’’ W Q 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 ?討論： 從上面選取熱力系的例子，我們可以看出：同一問題，可以任意選取系統(tǒng)，不會影響最終結(jié)果，但會使解題過程發(fā)生變化，處理問題的繁簡程度不同。因此有 ? p2p1 ? t2t1 ? c2c1 ?根據(jù)質(zhì)量守恒原理， = ，此外可以認為氣流流經(jīng)噴管時的散熱可以忽略不計。 ?具有物理上勢函數(shù)的特征 ?狀態(tài)參數(shù)的變化與過程無關(guān)，狀態(tài)參數(shù)的微元量用符號 dz表示。 ?沒有過程就不會有遷移的能量 —— 功和熱。 ?微元過程寫成“ δW”和“ δQ” 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 思考題 有人說，不可逆過程是無法恢復到初始狀態(tài)的過程，這種說法對嗎？ 不對。 可逆過程指 若 系統(tǒng)回到初態(tài)，外界同時恢復到初態(tài)。 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 可逆過程與準靜態(tài)過程的區(qū)別和聯(lián)系 可逆過程 一定是 準靜態(tài)過程 準靜態(tài)過程 不一定是 可逆過程 可逆過程 ＝ 準靜態(tài)過程 ＋ 無耗散 可逆過程 完全理想，以后均用 可逆過程 的概念。 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 判斷是否準靜態(tài)與可逆（ 1） 以冰水混合物為熱力系 90 ℃ 0 ℃ 緩慢加熱 外部溫差傳熱 準靜態(tài)過程 系統(tǒng)內(nèi)部等溫傳熱，無耗散 內(nèi)可逆 外不可逆 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 判斷是否準靜態(tài)與可逆（ 2） 蒸汽流經(jīng)減壓閥進入汽輪機 典型的 不可逆過程 ，因有漩渦，產(chǎn)生 耗散 是不是 準靜態(tài) ，取決于 開度 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 判斷是否準靜態(tài)與可逆（ 3） 帶活塞的氣缸中，水被緩慢加熱 緩慢加熱，每一時刻水有確定的溫度 準靜態(tài)加熱 火與水有溫差 外不可逆 以 水 為系統(tǒng) 內(nèi)可逆 以 水＋活塞 為系統(tǒng) 活塞與壁面無摩擦 內(nèi)可逆 活塞與壁面有摩擦 內(nèi)不可逆 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 判斷是否準靜態(tài)與可逆（ 4） 電或重物 電或重物帶動攪拌器加熱容器中氣體 電功 熱 機械功 熱 耗散 是否 準靜態(tài) ，看加熱快慢 但 不可逆 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 有用功 氣缸中氣體膨脹對外作功，準靜態(tài)過程 氣體對外作功 若不考慮摩擦，外界得到功 但外界得到的有用功 pb p W pd V? ?bp p V W? ? ?重物（）bW W p V? ? ?有用華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 可逆過程與準靜態(tài)過程的功 加熱 A腔中氣體， B被壓縮， B中理想氣體 B A 1）以 B中氣體為系統(tǒng) 絕熱，無摩擦 緩慢壓縮 準靜態(tài) 無摩擦 可逆 B中氣體（理想氣體，可逆，絕熱） kp V C o n s t?B得到的功 B kCW pd V dVV????遵循 BAWW?華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 加熱 A腔中氣體， B被壓縮， B中理想氣體 B A 2）以 A中氣體為系統(tǒng) 絕熱，無摩擦 緩慢加熱 準靜態(tài) 無摩擦 內(nèi)可逆 3）以 A腔為系統(tǒng) 4）以 A＋ B為系統(tǒng) 電功耗散為熱 不可逆 電功耗散為熱 不可逆 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 自由膨脹過程 剛性，絕熱 真空 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? A B B中沒有氣體，不能取做系統(tǒng) 以 A中原有氣體 為 系統(tǒng) A中氣體 非準靜態(tài) A中氣體沒有作 功 沒有 作功對象 后進去的對先進去的 氣體作功了嗎？ 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 氣體混合過程 剛性，絕熱， pApB ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? A B 非準靜態(tài)過程，非可逆過程 取 A或 B中氣體為系統(tǒng) 可逆熱力學沒法計算 相互有功的作用 取 A＋ B氣體為系統(tǒng)，無功 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 靈活處理功的計算 充氣球（不計及氣球彈力） 若 準靜態(tài)過程 若取進入氣球的 氣體為系統(tǒng) 但 pV的關(guān)系不知 ？ 若看外部效果， pb不變 外界得到功 pb?V=氣體作功 W pd V? ?華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 quiz ? 平衡態(tài) 的條件是什么？實現(xiàn) 準平衡過程 的條件是什么？ 可逆過程 實現(xiàn)的條件又是什么？ ? “ 倘若容器內(nèi)氣體的絕對壓力沒有變化且大于大氣壓力，則安裝在該容器上的壓力表的讀數(shù)不變 ” 對否？ ? 廣延量參數(shù) ？它有什么特點？ ? 系統(tǒng)的 獨立參數(shù) 有幾個？ ? 正循環(huán) ？什么是 逆循環(huán) ？它們各自的 循環(huán)經(jīng)濟性 如何表示？ 華中科技大學能源學院 工程熱物理教研室 第 1次作業(yè) 15, 16, 17, 18