热工基础课件作者张红霞第06章节理想气体的性质和热力过程.ppt

第六章理想气体的性质和热力过程 理想气体的概念及状态方程式 理想气体的比热容 理想气体的热力学能、焓和熵的变化 理想气体混合物 理想气体的热力过程 工程热力学的两大类工质 为什么热机中使用的工质一般都是气态物质？ 第一节 理想气体的概念及状态方程式 例6-1 一个体积为25L的氧气瓶内存有压强为6MPa、温度为15℃的氧气，用去—部分氧气后，瓶内氧气的压力降低为3MPa，温度降低到10℃，求用去氧气的质量。 例6-2 有一充气刚性容器，容积为5m3，容器内气体的表压力为pe=0.85Mpa，温度计读数为t=40℃。问在标准状态下气体容积可达多少? 设大气压pa＝0.1Mpa。 第二节 理想气体的比热容 理想气体的定容比热容与定压比热容 理想气体定容比热和定压比热的关系 应用比热求热量 真实比热法 理想气体的比热与温度之间的函数关系 定值比热法 平均比热表法 平均比热直线关系式法 例6-3 锅炉设备的空气预热器，要求每小时加热3500nm3的空气，使之在0.11MPa的压力下从25℃升高到250℃，计算每小时所需供给的热量。（用三种方法解） 方法一：采用定值比热 方法二：采用平均比热表 1.理想气体? u的计算 例6-4 一刚性容器由隔板分为A、B两部分，A侧有压力为600kPa、温度为27℃的空气，B侧为真空，且VB=5VA。若将隔板抽出，空气迅速膨胀充满整个容器，设过程在绝热情况下进行。如果空气的热力学能是温度的单值函数，求容器内空气终态的压力和温度。 解： 2.理想气体? h的计算 3.理想气体?s的计算 理想气体? u、 ? h、?s计算总结 第四节 理想气体混合物 由两种或两种以上气体组成的混合物，称为混合气体。性质如同理想气体的混合气体称为理想混合气体。 第四节 理想气体混合物 二、阿麦加特分体积定律 理想混合气体的总体积V，等于各组成气体的分体积Ⅴi之和 第四节 理想气体混合物 三、混合气体的成分 第五节 理想气体的基本热力过程 研究热力学过程的任务与方法 研究热力学过程的依据 研究热力学过程的步骤 定容过程 过程的p-v,T-s图 能量转换 例6-5 有1㎏空气，p1=0.1MPa，t1=100℃, 定容加热到t2=300℃，求：p2、q、w、wt、Δu、Δh、Δs。用定值比热计算: cv=0.716kJ/(kg?K), cp=1.004kJ/(kg?K) 定压过程 工程上，某些热力设备中的加热或冷却过程是在定压的情况下进行的。例如，燃气轮机动力装置燃烧室中的燃烧加热过程，燃气压力变动极微，近似于定压过程。定压过程是一个很重要的热力过程。 过程的p-v,T-s图 能量转换 例6-6 有3㎏空气，由T1=310K定压吸热630kJ。求：T2、W、Wt、ΔU、ΔH、ΔS。（用定值比热） 定温过程 过程的p-v,T-s图 能量转换 例6-7 有1㎏空气，由p1=1.02bar定温压缩到p2=5.88bar，t1=30℃。求：v2、w、q、Δs。（用定值比热计算） 绝热过程 等熵过程 过程的p-v,T-s图 能量转换 例6-8 有1㎏空气，由p1=0.5MPa，t1=327℃，经过一个可逆绝热过程p2=0.1MPa。求：T2、v2、w。（用定值比热计算） 理想气体热力过程的综合分析 理想气体热力过程的综合分析 复 习 思 考 题 答 案 复 习 思 考 题 答 案 复 习 思 考 题 答 案 复 习 思 考 题 答 案 讨 论 思 考 题 答 案 讨 论 思 考 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 习 题 答 案 6-7 解：⑴如果放气过程很快，瓶内气体来不及和外界交换热量，过程可看作可逆绝热过程 瓶内原来的气体质量为： 放气后瓶内气体的质量为： 所以放出的氧气质量为： 6-7 解:(2)阀门关闭后，瓶内气体将升温，直到和环境温度相同，压力将升高，根据理想气体状态方程可得到，最终平衡时的压力为 （3）如果放气极为缓慢，以至瓶内气体与外界随时处于热平衡，即放气过程为定温过程 放气后瓶内气体的质量为： 所以放出的氧气质量为： 所以所放的氧气比的一种情况多 。 6-8 解：因为假定燃气具有理想气体的性质，