理想气体热力过程及其方程

理想气体:理想气体是一种经过科学抽象的假想气体模型,它被假设为“气体分子是一些弹性的、不占有体积的质点,分子相互之间没有作用力(引力和斥力)”。理想气体遵循如下状态方程:[1]

pv=RT

理想气体的热力过程包括如下:[1]

(1)绝热过程:系统与外界没有热量交换情况下所进行的状态变化过程,称为绝热过程,可逆绝热过程为定熵过程。

(2)定熵过程:系统与外界没有热量交换情况下所进行的可逆热力过程,称为定熵过程。

(3)定容过程:定量工质容积保持不变时的热力过程称为定容过程。

(4)定压过程:定量工质压力保持不变时的热力过程称为定压过程。

(5)定温过程:定量工质温度保持不变时的热力过程称为定温过程。

(6)多变过程:凡过程方程为“pvn=常数”的过程,称为多变过程。

理想气体的热力过程可统一使用以下公式表示:

pvn = 常数

定熵过程:n=κ(κ称为比热比或绝热系数),R22、R134a、R717的κ值分别为1.194(10℃)、1.11(20℃)、1.32(20℃),

定容过程:n=±∞

定压过程:n=0

定温过程:n=1

多变过程:n为除以上数值之外的任意常数

理想气体主要热力过程在p-v图和T-s图上分别表示如下:

理想气体热力过程

图1 理想气体热力过程p-v图

理想气体热力过程

图2 理想气体热力过程T-s图

理想气体主要热力过程的基本方程如下:

表1 理想气体主要热力过程的基本公式

理想气体热力过程的基本公式

参考资料:
[1] 廉乐明, 谭羽非, 吴家正. 工程热力学(第五版)[M]. 北京: 中国建筑工业出版社, 2007.

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