气体的热力过程及热力学第一定律

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当工质有能量出入时，如从热源吸热或向外界膨胀作功时，必同时发生热力状态的变化，从而形成热力过程。对于没有能量(热能或机械能)损失，由连续的平衡状态组成的理想过程，称为可逆过程。

分析计算热力过程的主要目的：1．状态参数的变化规律；2．吸热量q；3．功量l。

分析计算热力过程的主要依据：1．气体状态方程式及物性关系式：2．热力学第一定律。热力学第一定律是能量转换及守恒定律在工程热力学中的具体应用。对于静止系统，热力学第一定律的解析式为

q=△u+l J／kg (1．4－36)

式中 q为工质在过程中的吸热量，J／kg；l为工质在过程中的膨胀功，J／kg；△u=u₂－u₁，是工质在过程终、初态时的内能变量，J／kg。

对微小的变化过程，(1．4－36)式可写成：

dq=du+dl J／kg (1．4－37)

对可逆过程又可写成：dq=du+pdv (1．4－38)

对理想气体又可写成：dq=c_DdT+pdv (1．4－39)

对mkg气体，(1．4－36)式可写成：Q=△U+L J (1．4－40)

对于流动系统，热力学第一定律的解析式为：

式中 q为工质在流动过程中的吸热量，J／kg；△i=i₂－t₁，是工质在出、进口截面上的焓的变量，J／kg；c₁、c₂，是工质在进、出口截面上的流速，m／s；l_a为工质在流动过程中对外输出的机械功，J／kg。

理想气体各种可逆过程的计算式列于表1．4－7。

表1．4－7 理想气体各种可逆过程的计算式