汽车发动机原理

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热力学基础

热力学：是一门研究物质的能量、能量传递和转换以及能量与物质性质之间普遍关系的科学。 工程热力学：是研究热能与其他形式能量之间转换规律及其工程应用的科学。

第一节 热功转换基础

一、能量与能源

能量是物质运动状态的量度。

能源是指能够直接或间接提供能量的资源。

1、能量的种类：

机械能、热能、电能、化学能、核能、辐射能。

2、能源的利用形态：

一次能源：凡自然界中现存的、可直接取得而不改变其基本形态的能源。 如，煤、天然气、水能、生物质能、地热能、风能、太阳能等。

二次能源：由一次能源经加工或转换而成的另一种形态的能源。 如，电力、蒸汽、焦碳、煤气、沼气、氢气、石油制品等；生产过程排出的余热（高温烟气、可燃废气、排放有压流体等）。

能源再生性：

一次能源又分为：再生能源和非再生能源。

再生能源：不断再生并有规律地得到补充的能源。如水能、太阳能、风能、海洋能、地热等。

非再生能源：经亿万年形成短期内不能再生的能源。如煤炭、石油、天然气、核燃料等。

二、热力状态及状态参数

工质：工程热力学中把实现热能与机械能相互转换的工作物质称为工质。

汽车发动机工作过程使用的工质为气体。

状态：工质处于某个温度、压力和比体积时，具有一定的内能、焓和熵称为工质处于某个热力状态。

状态参数：描述气体热力状态宏观性质的的各个物理量叫做气体的状态参数。

常用的状态参数：温度T、压力p、比体积v；内能U、焓H、熵S。其中T、p、v可以直接测量。

1、热力系统

热力系统：热力学中把某一宏观尺寸范围内的工质作为研究对象称为热力系统。 热力系统的分类：

开口系统：系统与外界有能量传递和转换的同时有工质交换。

封闭系统：系统与外界有能量传递和转换但无工质交换。

绝热系统：系统与外界既无热量传递又无工质交换。

孤立系统：系统与外界既无能量传递和转换又无工质交换。

2、温度T：温度是表示物体的冷热程度。

摄氏温度t与热力学温度的关系：K=t+273.15

*只有热力学温度T才是状态参数，单位是K。

3、压力p：压力是气体对单位面积容器壁面所施加的垂直作用力p。

压力的基本单位是Pa，按定义Pa=N/m2。常用kPa和MPa。

绝对压力：气体作用于容器表面的实际压力值称为绝对压力，用p表示。只有绝对压力才是状态参数。

表压力：测量时压力计读数压力叫表压，记作pg。

表压力是绝对压力高出当地大气压力p0的数值。如果绝对压力低于p0，表压力为负值称为真空，记作pv。

4、比体积v：比体积是表示单位质量物质所占的体积v，其单位是m3/kg。

体积V=质量m*比体积v。

比体积v与密度ρ的关系：

密度ρ是单位体积物质具有的质量，单位是kg/m3。 所以： ρ* v=1.

平衡状态：系统中各部分温度、压力始终处于一个稳定不变的状态，且不随时间变化称为热力平衡状态。

5、熵：表示单位质量物质，在某一温度下，发生单位热量传递时，转化为工质内部低级能量的数量，其单位是 j/K.kg。 dQds 熵是一个导出的状态量，用s来表示。 T熵是一个状态量，给定一定量的工质，就有一定的熵值。

6、焓：流动工质所具有的能量。常用H表示。H=U+pV

焓的物理意义是一定量的工质，流入或流出热力系统时，带入或带出系统的能量。 比焓：1kg工质所具有的焓称之为比焓，以h表示。 h=u+pv

三、状态参数的图形表达

1、热力状态图：工程上，用两个独立的状态参数组成坐标来表达工质所处的状态的坐标图称为热力状态图。 常用的状态图有P-V图和T-S图。

pT

v

s

2、热力过程与热力循环

热力过程：工质由一个热力状态变化到另一个热力状态的全部状态的总和。

热力循环：工质从某一状态出发，经过一系列的中间热力过程又回到原来状态时，就完成了一个封闭的热力过程，我们把经过一系列中间过程，又回到原点的热力工程称为热力循环。

四、功与热量：热力学中工质的能量交换有功和热量两种形式。

1、功：是力和在力的方向上发生的位移的乘积。 功用W来表示，W=F*x . 单位位移变化的微元功dw=Fdx

2、体积功

作用在活塞上的压强为p，活塞面积为S，

则活塞顶所受的力：F=p*s; 则在F力下所做的功：dw=Fdx=p*sdx=pdxs=pdV。

对于单位工质所做的功：dw=pdv 2w单位工质由状态1变化到状态2所做的功： 121pdv

从功的计算表达式可以看出，功是工质宏观运动，包括体积变化，工质与外界传递的能量。

3、体积功的性质 2w12pdv由体积功的表达式可以看出: 1

①、体积对压力的积分既过程功，即为P-V图中压力过程曲线与V轴围成的曲线面积。 ②、由1到2的过程是不唯一的，因此，过程曲线积分是不唯一的，既功是过程量。 ③、规定系统对外做工，既体积膨胀做工为正，外界对系统做工为负功。 

4、热量Q：系统之间能量传递的另一种形式。

热量的传递是由于分子热运动导致的，它包括

热传导、热辐射以及电磁辐射等。

只要存在温差就会发生传热。系统吸热为正，放热为负，热量的计算式为: q=tds 系统与外界交换的热量等于t-s图中温度曲线与横坐标围成的图形面积。

T

Q12Tds12

五、热力学第一定律

能量转换与守恒定律：

自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造和消灭，但可以转换和转移。 当能量发生形式转换和在物体间转移时，能量的总和保持不变。

热力学第一定律：

在热能与其他形式的能的互相转换过程中能量的总和保持不变。

对于一个系统来讲：进入系统的能量—离开系统的能量=系统存储能量的变化量。 热力学能量：

①、热量Q：系统与外界之间仅仅由于温度不同，而通过边界传递的能量。例如：辐射、热交换。

②、功量W：物体或系统与外界之间，通过宏观的运动而发上相互作用而传递的能量。如体积功、轴功

③、内能U：工质内部所具有的各种能量的总和。

但是，工程热力学中以热量和功两种形式的能量，作为主要研究对象

1、闭口（封闭）系统：系统与外界之间仅有热量和功量（能量）的交换，没有物质交换的

系统。

取封闭在活塞和汽缸内的工质为研究对象，由1状态变化到2状态，系统与外界之间仅有热量Q和功量W的交换，没有物质交换因此，该系统就为闭口系统。

对于该系统，加入系统的总能量为Q，系统对外输出的能量为W，系统内的能量变化量为U2-U1。则该闭口系统的能量守恒方程为：Q-W= U2-U1

闭口系统能量守恒定律

由闭口系统能量方程 Q-W= U2-U1可得：

1kg工质的能量守恒定律为： q-w=u2-u1;或q=u2-u1+w

对于一个较小的微元过程有： dq=du+dw

以上各式均为热力学第一定律在闭口系统内的不同表达形式。

①、公式适用于任何热力工程，任何工质；

②、热、功、内能均为带数值，符号按定义；

③、如果dw=pdv,则dq=du+pdv

2、开口系统：系统与外界之间不仅有热量和功量的交换，而且还有物质交换的系统。 取机器内部和进出口微元为研究系统，工质源源不断地流入设备dm1，对外输出轴功dws后，由流出出口dm2,系统不仅由热量Q和功量Ws的交换，也有工质的流入流出，所以，该系统就是开口系统。

如果入截面和出口截面的工质的流速、压力、温度、比体积、总能、相对高度分别为：

c1、p1、T1、v1、E1、z1和c2、p2、T2、v2、E2、z2，并且，在dt时间内，流入流出工质为dm1和dm2,加入系统的热量为dQ,对外做功为dWs,则有：

开口系统能量守恒定律

①、加入系统的能量总和Ein为：

Ein=dQ(系统与环境的热交换)+E1(流入工质带入系统的总能量)+p1v1dm1(流入工质带入系统的推动功)

②、离开系统的能量总和Eou为：

Eou=dWs(系统与环境的功交换)+E2(流出工质带出系统的总能量)+p2v2dm2(流出工质带出系统的推动功)

③、系统能量的增加量dE: dE = Ein - Eou

= (dQ+E1+p1v1dm1)- (dWs+E2+p2v2dm2) 开口系统的焓

①、 流动工质带入、带出系统的能量E1和E2：

E1=e1dm1; E2=e2dm2,e1和e2分别为进、出口单位质量工质具有的总能量。 ②、流动工质具有的总能量e包括：热力学能、动能和位能。 e=u+0.5c2+gz ③、流动工质具有的能量:

E+pvdm=（u+0.5c2+gz）dm+pvdm

= （u+pv+0.5c2+gz）dm

= （h+0.5c2+gz）dm

开口系统能量流量方程

由dE=Ein-Eou

= (dQ+E1+p1v1dm1)- (dWs+E2+p2v2dm2)

和 E+pvdm=（h+0.5c2+gz）dm得：

dE=dQ-dWs+（h1+0.5c12+gz1）dm1

-（h2+0.5c22+gz2）dm2

...等式两边同时除以时间dt得到能量流量方程： .12EQ(h1c1gz1)1s 2

. 12(h2c2gz2)m2 2

很多热力设备中工质的流动可视为稳定流动，故下面讨论稳定流动的能量方程： 稳态能量方程：对于稳定的系统有：

①、 流动截面上的参数为常数。

②、流入系统的质量等于流出系统的质量。m1=m2。

③、系统与外界的热交换和功交换为常量。dQ/dt=常量，dW/dt=常量。

④、系统本身能量不随时间变化，E=0.

于是能量流量方程为：

... .1212QWs(h1c1gz1)m(h2c2gz2)m 22

两边同时除以m,得单位时间流入及流出1kg工质时系统的能量方程式：

. .112qs(h1c12gz1)(h2c2gz2) 22

Wmw

第二节、理想气的能量表达

气体工质：像内燃机一类的热机，需要通过工质的膨胀对外做工，因此，热机常用气体作为工质。

理想气体：

气体通常具有较大的比体积，分子之间的作用力很小，并且，分子的体积与气体所占体积比可以忽略。

假设气体内部分子不占体积，分子之间没有吸引力，这样的气体称之为理想气体。

当气体比体积较小，气体处于高压时，分之间作用力较大时，气体就必须按实际气体计算。

1、理想气体状态方程：

根据分子运动论和理想气体假设，结合气体试验的一些定律克拉贝隆发现了气体状态参数p、v、T之间的关系,即为理想气体状态方程。

pv=RT。

其中R是气体常数，单位是J/(kg.K)，它与气体分子量有关。 R=Rm/µ。

µ是摩尔质量kg/kmol；

Rm是通用气体常数。由阿佛加德罗定律，即在标准状态下（101325pa,0ºC），1kmol的任何气体均为22.4m3,可以推出： Rm=8.31kJ/(kmol.K)

2、理想气体的比热容

比热容是单位量的物质发生单位温度变化时所吸收或放出的热量。 常用符号c表示比热容。 C=dq/dT 其基本单位是kJ/(kg.K).

工质在压力不变和容积不变的情况下的比热容分别叫做比定压热容和比定容热容，工程上也常称之为定压比热和定容比热，分别用cp和cv表示。

对于理想气体， cp和cv的比值为常数k，在热力学中把这个比值叫做比热比，又叫做等熵指数（绝热指数）。

比热比k仅与分子结构有关，单元子气体k=1.66；双原子气体k=1.4；多原子气体k=1.29

理想气体的比热容只是温度的函数与压力无关。通常，c=a0+a1T+a2T2+a3T3，与气体性质和温度有关

3、理想气体的内能u与焓h dqvcdqvcvdT由比定压热容和比定容热容的定义： vdT dqpcpdqpcpdT dT由闭口系统能量方程：dq=du+pdv

由当为定容条件： dqv=du 所以: du=cvdT

由焓的定义：h=u+pv 可得：u=h-pv

du=dh-pdv-vdp

所以：dq=du+pdv=dh-pdv-vdp+pdv=dh-vdp

当条件为定压时：dq=dh-vdp=dh=dqp=cpdT

dh=CpdT 可见焓与内能均是温度的函数

4、理想气体焓、内能与熵的关系 dqdupdsdv由熵的定义 dQ 和能量方程：dq=du+pdv dsTTTdq=dh-vdp 可得： Tdqdhv dsdpTTT

将du=cvdT和dh=cpdT带入： 对初始和终了状态积分上式得：

5、技术功wt

.由开口系统能量方程：. 112qs(h1c12gz1)(h2c2gz2) 22

.. 122qs(c2c1)g(z2z1)(h2h1) 2

...可以得到： 122s(c2c1)g(z2z1)qht 2

通常把动能、势能和轴功统称为技术功.

由能量守恒定律:dq=du+pdv=dh-vdp可得：

dq-dh=-vdp=dwt 所以：6、可逆热力过程

可逆过程：系统由状态1变化到状态2， 如果能够沿着原来的变化过程逆向回到1状态，没有对外界产生任何影响，系统内部也没有发生任何变化，我们把这个过程称之为可逆过程。 只有无摩擦生热、无温差传热的内平衡过程才是可逆性。

第三节、理想气体的热力过程

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热力学基础

热力学：是一门研究物质的能量、能量传递和转换以及能量与物质性质之间普遍关系的科学。 工程热力学：是研究热能与其他形式能量之间转换规律及其工程应用的科学。

第一节 热功转换基础

一、能量与能源

能量是物质运动状态的量度。

能源是指能够直接或间接提供能量的资源。

1、能量的种类：

机械能、热能、电能、化学能、核能、辐射能。

2、能源的利用形态：

一次能源：凡自然界中现存的、可直接取得而不改变其基本形态的能源。 如，煤、天然气、水能、生物质能、地热能、风能、太阳能等。

二次能源：由一次能源经加工或转换而成的另一种形态的能源。 如，电力、蒸汽、焦碳、煤气、沼气、氢气、石油制品等；生产过程排出的余热（高温烟气、可燃废气、排放有压流体等）。

能源再生性：

一次能源又分为：再生能源和非再生能源。

再生能源：不断再生并有规律地得到补充的能源。如水能、太阳能、风能、海洋能、地热等。

非再生能源：经亿万年形成短期内不能再生的能源。如煤炭、石油、天然气、核燃料等。

二、热力状态及状态参数

工质：工程热力学中把实现热能与机械能相互转换的工作物质称为工质。

汽车发动机工作过程使用的工质为气体。

状态：工质处于某个温度、压力和比体积时，具有一定的内能、焓和熵称为工质处于某个热力状态。

状态参数：描述气体热力状态宏观性质的的各个物理量叫做气体的状态参数。

常用的状态参数：温度T、压力p、比体积v；内能U、焓H、熵S。其中T、p、v可以直接测量。

1、热力系统

热力系统：热力学中把某一宏观尺寸范围内的工质作为研究对象称为热力系统。 热力系统的分类：

开口系统：系统与外界有能量传递和转换的同时有工质交换。

封闭系统：系统与外界有能量传递和转换但无工质交换。

绝热系统：系统与外界既无热量传递又无工质交换。

孤立系统：系统与外界既无能量传递和转换又无工质交换。

2、温度T：温度是表示物体的冷热程度。

摄氏温度t与热力学温度的关系：K=t+273.15

*只有热力学温度T才是状态参数，单位是K。

3、压力p：压力是气体对单位面积容器壁面所施加的垂直作用力p。

压力的基本单位是Pa，按定义Pa=N/m2。常用kPa和MPa。

绝对压力：气体作用于容器表面的实际压力值称为绝对压力，用p表示。只有绝对压力才是状态参数。

表压力：测量时压力计读数压力叫表压，记作pg。

表压力是绝对压力高出当地大气压力p0的数值。如果绝对压力低于p0，表压力为负值称为真空，记作pv。

4、比体积v：比体积是表示单位质量物质所占的体积v，其单位是m3/kg。

体积V=质量m*比体积v。

比体积v与密度ρ的关系：

密度ρ是单位体积物质具有的质量，单位是kg/m3。 所以： ρ* v=1.

平衡状态：系统中各部分温度、压力始终处于一个稳定不变的状态，且不随时间变化称为热力平衡状态。

5、熵：表示单位质量物质，在某一温度下，发生单位热量传递时，转化为工质内部低级能量的数量，其单位是 j/K.kg。 dQds 熵是一个导出的状态量，用s来表示。 T熵是一个状态量，给定一定量的工质，就有一定的熵值。

6、焓：流动工质所具有的能量。常用H表示。H=U+pV

焓的物理意义是一定量的工质，流入或流出热力系统时，带入或带出系统的能量。 比焓：1kg工质所具有的焓称之为比焓，以h表示。 h=u+pv

三、状态参数的图形表达

1、热力状态图：工程上，用两个独立的状态参数组成坐标来表达工质所处的状态的坐标图称为热力状态图。 常用的状态图有P-V图和T-S图。

pT

v

s

2、热力过程与热力循环

热力过程：工质由一个热力状态变化到另一个热力状态的全部状态的总和。

热力循环：工质从某一状态出发，经过一系列的中间热力过程又回到原来状态时，就完成了一个封闭的热力过程，我们把经过一系列中间过程，又回到原点的热力工程称为热力循环。

四、功与热量：热力学中工质的能量交换有功和热量两种形式。

1、功：是力和在力的方向上发生的位移的乘积。 功用W来表示，W=F*x . 单位位移变化的微元功dw=Fdx

2、体积功

作用在活塞上的压强为p，活塞面积为S，

则活塞顶所受的力：F=p*s; 则在F力下所做的功：dw=Fdx=p*sdx=pdxs=pdV。

对于单位工质所做的功：dw=pdv 2w单位工质由状态1变化到状态2所做的功： 121pdv

从功的计算表达式可以看出，功是工质宏观运动，包括体积变化，工质与外界传递的能量。

3、体积功的性质 2w12pdv由体积功的表达式可以看出: 1

①、体积对压力的积分既过程功，即为P-V图中压力过程曲线与V轴围成的曲线面积。 ②、由1到2的过程是不唯一的，因此，过程曲线积分是不唯一的，既功是过程量。 ③、规定系统对外做工，既体积膨胀做工为正，外界对系统做工为负功。 

4、热量Q：系统之间能量传递的另一种形式。

热量的传递是由于分子热运动导致的，它包括

热传导、热辐射以及电磁辐射等。

只要存在温差就会发生传热。系统吸热为正，放热为负，热量的计算式为: q=tds 系统与外界交换的热量等于t-s图中温度曲线与横坐标围成的图形面积。

T

Q12Tds12

五、热力学第一定律

能量转换与守恒定律：

自然界中的一切物质都具有能量，能量不可能被创造和消灭，但可以转换和转移。 当能量发生形式转换和在物体间转移时，能量的总和保持不变。

热力学第一定律：

在热能与其他形式的能的互相转换过程中能量的总和保持不变。

对于一个系统来讲：进入系统的能量—离开系统的能量=系统存储能量的变化量。 热力学能量：

①、热量Q：系统与外界之间仅仅由于温度不同，而通过边界传递的能量。例如：辐射、热交换。

②、功量W：物体或系统与外界之间，通过宏观的运动而发上相互作用而传递的能量。如体积功、轴功

③、内能U：工质内部所具有的各种能量的总和。

但是，工程热力学中以热量和功两种形式的能量，作为主要研究对象

1、闭口（封闭）系统：系统与外界之间仅有热量和功量（能量）的交换，没有物质交换的

系统。

取封闭在活塞和汽缸内的工质为研究对象，由1状态变化到2状态，系统与外界之间仅有热量Q和功量W的交换，没有物质交换因此，该系统就为闭口系统。

对于该系统，加入系统的总能量为Q，系统对外输出的能量为W，系统内的能量变化量为U2-U1。则该闭口系统的能量守恒方程为：Q-W= U2-U1

闭口系统能量守恒定律

由闭口系统能量方程 Q-W= U2-U1可得：

1kg工质的能量守恒定律为： q-w=u2-u1;或q=u2-u1+w

对于一个较小的微元过程有： dq=du+dw

以上各式均为热力学第一定律在闭口系统内的不同表达形式。

①、公式适用于任何热力工程，任何工质；

②、热、功、内能均为带数值，符号按定义；

③、如果dw=pdv,则dq=du+pdv

2、开口系统：系统与外界之间不仅有热量和功量的交换，而且还有物质交换的系统。 取机器内部和进出口微元为研究系统，工质源源不断地流入设备dm1，对外输出轴功dws后，由流出出口dm2,系统不仅由热量Q和功量Ws的交换，也有工质的流入流出，所以，该系统就是开口系统。

如果入截面和出口截面的工质的流速、压力、温度、比体积、总能、相对高度分别为：

c1、p1、T1、v1、E1、z1和c2、p2、T2、v2、E2、z2，并且，在dt时间内，流入流出工质为dm1和dm2,加入系统的热量为dQ,对外做功为dWs,则有：

开口系统能量守恒定律

①、加入系统的能量总和Ein为：

Ein=dQ(系统与环境的热交换)+E1(流入工质带入系统的总能量)+p1v1dm1(流入工质带入系统的推动功)

②、离开系统的能量总和Eou为：

Eou=dWs(系统与环境的功交换)+E2(流出工质带出系统的总能量)+p2v2dm2(流出工质带出系统的推动功)

③、系统能量的增加量dE: dE = Ein - Eou

= (dQ+E1+p1v1dm1)- (dWs+E2+p2v2dm2) 开口系统的焓

①、 流动工质带入、带出系统的能量E1和E2：

E1=e1dm1; E2=e2dm2,e1和e2分别为进、出口单位质量工质具有的总能量。 ②、流动工质具有的总能量e包括：热力学能、动能和位能。 e=u+0.5c2+gz ③、流动工质具有的能量:

E+pvdm=（u+0.5c2+gz）dm+pvdm

= （u+pv+0.5c2+gz）dm

= （h+0.5c2+gz）dm

开口系统能量流量方程

由dE=Ein-Eou

= (dQ+E1+p1v1dm1)- (dWs+E2+p2v2dm2)

和 E+pvdm=（h+0.5c2+gz）dm得：

dE=dQ-dWs+（h1+0.5c12+gz1）dm1

-（h2+0.5c22+gz2）dm2

...等式两边同时除以时间dt得到能量流量方程： .12EQ(h1c1gz1)1s 2

. 12(h2c2gz2)m2 2

很多热力设备中工质的流动可视为稳定流动，故下面讨论稳定流动的能量方程： 稳态能量方程：对于稳定的系统有：

①、 流动截面上的参数为常数。

②、流入系统的质量等于流出系统的质量。m1=m2。

③、系统与外界的热交换和功交换为常量。dQ/dt=常量，dW/dt=常量。

④、系统本身能量不随时间变化，E=0.

于是能量流量方程为：

... .1212QWs(h1c1gz1)m(h2c2gz2)m 22

两边同时除以m,得单位时间流入及流出1kg工质时系统的能量方程式：

. .112qs(h1c12gz1)(h2c2gz2) 22

Wmw

第二节、理想气的能量表达

气体工质：像内燃机一类的热机，需要通过工质的膨胀对外做工，因此，热机常用气体作为工质。

理想气体：

气体通常具有较大的比体积，分子之间的作用力很小，并且，分子的体积与气体所占体积比可以忽略。

假设气体内部分子不占体积，分子之间没有吸引力，这样的气体称之为理想气体。

当气体比体积较小，气体处于高压时，分之间作用力较大时，气体就必须按实际气体计算。

1、理想气体状态方程：

根据分子运动论和理想气体假设，结合气体试验的一些定律克拉贝隆发现了气体状态参数p、v、T之间的关系,即为理想气体状态方程。

pv=RT。

其中R是气体常数，单位是J/(kg.K)，它与气体分子量有关。 R=Rm/µ。

µ是摩尔质量kg/kmol；

Rm是通用气体常数。由阿佛加德罗定律，即在标准状态下（101325pa,0ºC），1kmol的任何气体均为22.4m3,可以推出： Rm=8.31kJ/(kmol.K)

2、理想气体的比热容

比热容是单位量的物质发生单位温度变化时所吸收或放出的热量。 常用符号c表示比热容。 C=dq/dT 其基本单位是kJ/(kg.K).

工质在压力不变和容积不变的情况下的比热容分别叫做比定压热容和比定容热容，工程上也常称之为定压比热和定容比热，分别用cp和cv表示。

对于理想气体， cp和cv的比值为常数k，在热力学中把这个比值叫做比热比，又叫做等熵指数（绝热指数）。

比热比k仅与分子结构有关，单元子气体k=1.66；双原子气体k=1.4；多原子气体k=1.29

理想气体的比热容只是温度的函数与压力无关。通常，c=a0+a1T+a2T2+a3T3，与气体性质和温度有关

3、理想气体的内能u与焓h dqvcdqvcvdT由比定压热容和比定容热容的定义： vdT dqpcpdqpcpdT dT由闭口系统能量方程：dq=du+pdv

由当为定容条件： dqv=du 所以: du=cvdT

由焓的定义：h=u+pv 可得：u=h-pv

du=dh-pdv-vdp

所以：dq=du+pdv=dh-pdv-vdp+pdv=dh-vdp

当条件为定压时：dq=dh-vdp=dh=dqp=cpdT

dh=CpdT 可见焓与内能均是温度的函数

4、理想气体焓、内能与熵的关系 dqdupdsdv由熵的定义 dQ 和能量方程：dq=du+pdv dsTTTdq=dh-vdp 可得： Tdqdhv dsdpTTT

将du=cvdT和dh=cpdT带入： 对初始和终了状态积分上式得：

5、技术功wt

.由开口系统能量方程：. 112qs(h1c12gz1)(h2c2gz2) 22

.. 122qs(c2c1)g(z2z1)(h2h1) 2

...可以得到： 122s(c2c1)g(z2z1)qht 2

通常把动能、势能和轴功统称为技术功.

由能量守恒定律:dq=du+pdv=dh-vdp可得：

dq-dh=-vdp=dwt 所以：6、可逆热力过程

可逆过程：系统由状态1变化到状态2， 如果能够沿着原来的变化过程逆向回到1状态，没有对外界产生任何影响，系统内部也没有发生任何变化，我们把这个过程称之为可逆过程。 只有无摩擦生热、无温差传热的内平衡过程才是可逆性。

第三节、理想气体的热力过程

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