工程热力学课件：第四章.ppt

1、第二部分第二部分 工质的热力性质工质的热力性质第四章第四章 热力学一般关系热力学一般关系本章介绍本章介绍l热力性质热力性质l状态参数：状态参数：p, v, T,u, h, sl比热容：比热容： Cp，Cvl一一.工质的热物理性质工质的热物理性质确定工质的六个状态参数及比热容确定工质的六个状态参数及比热容二二.主要的任务主要的任务 解决气体的解决气体的 P,V,T,U,H,S, ，具体的讲，有具体的讲，有:1.建立气体的状态方程；建立气体的状态方程；2.建立可测与不可测量之间的关系式；建立可测与不可测量之间的关系式；3.用一般关系指导减少实验工作量。用一般关系指导减少实验工作量。三三.研究的主要

2、方法研究的主要方法 应用热力学第一定律及热力学第二定律以及数学关系式；应用热力学第一定律及热力学第二定律以及数学关系式；以理论分析为主的半经验方法；以理论分析为主的半经验方法；以热力学一般关系式为工具的实验研究方法；以热力学一般关系式为工具的实验研究方法；对象：简单可压缩系统。对象：简单可压缩系统。基本知识点基本知识点1.偏导数基础dz为状态参数（全微分）的充要条件是：即：混合偏导数与求导次序无关yxxyxNyMNdyMdxdyyzdxxzdz基本热力学关系式基本热力学关系式l根据：第一、第二定律du=TdS-pdvh=u+pvdh=Tds+vdp作用：建立不可测的熵与可测P，V，T的关系自由

3、能f=u-Ts自由焓g=h-TsvdpsdTdgpdvsdTdfLegendre变换变换Tshsupv)()(Pvfvus)()(vpgPhTs)()(表示可以用表示可以用不同热力学不同热力学参数表达基参数表达基本热力学关本热力学关系系sTgTfpv)()(基本热力学关系式基本热力学关系式二元函数的二阶混合微商与求导顺序无关二元函数的二阶混合微商与求导顺序无关麦克斯韦麦克斯韦关系式关系式vTTpvspTTvpspdvsdTdfvdpsdTdg比热容比热容l定义：在准平衡过程中，单位质量工质温度升高1K所吸收的热量l比定容热容l比定压热容vVdTqc)(vVTuc)(pPdThc)(pPpdTq

4、cdhq)(常用状态函数常用状态函数l简单可压缩系统简单可压缩系统：三个可测参数：三个可测参数：F（P，T，V）=0l热力学能函数热力学能函数u=u（T，v）l焓函数焓函数h=h（T，P）l熵函数熵函数s=s（T，v）=s（T，p）热力学能微分式热力学能微分式dvpTpTdTcduTpvspvsTvupdvduTdsdvvudTTuduvTuvVvTTTTv)()()()()()()(),(焓的微分式焓的微分式dpvTvTdTcdhpsTvvTvTphvdpTdsdhdpphdTThdhpThppTppTTp)()()()()()()(),(熵的微分式熵的微分式dPPsdTTsdvvsdTTs

5、dsTPTv)()()()(pTvTTvPsTPvsTcshThTsTcsuTuTsppppvvvv/dpTvdTTcdsdvTpdTTcdsppvv)()(比热容之间的关系比热容之间的关系l比热容差值完全取决于状态方程vpvpvPpvvvTpTvTccTPTvTcTsTcTsT)()()()()()(结论：结论：Cp-Cv0（见书见书113）；对于固体和液体差值很小）；对于固体和液体差值很小vpcc比热比TVVpTvcc/2热系数热系数l体积膨胀系数体积膨胀系数l定温压缩率定温压缩率（定温压缩系数）（定温压缩系数）l压力温度系数压力温度系数l等熵压缩率等熵压缩率 （绝热压缩系数）（绝热压缩系数）l绝热节流系数绝热节流系数PVTvv)(1TTpvv)(1vTpp1sspvv1hJPT补充补充dvvTTcdppTTcdsvpsvTTcvspTTcpsppvVpppvVv),(