汽车发动机原理与汽车理论学习教案.pptx

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1、会计学1汽车发动机原理汽车发动机原理(yunl)与汽车理论与汽车理论第一页，共154页。05AA1第十六章汽车第十六章汽车(qch)(qch)的操纵稳定性的操纵稳定性348348第十七章汽车第十七章汽车(qch)(qch)的平顺性及通过性的平顺性及通过性373373第一章第一章第二章第二章第1页/共154页第二页，共154页。05AA1第一章工程(gngchng)热力学基础2第2页/共154页第三页，共154页。05AA1第一章工程第一章工程第一章工程第一章工程(gngchng)(gngchng)热力学基础热力学基础热力学基础热力学基础2 2第一节热功转换的基础知识第一节热功转换的基础知识2

2、2第二节热力学第一定律第二节热力学第一定律7 7第三节热力过程分析第三节热力过程分析(fnx)12(fnx)12第四节热力学第二定律第四节热力学第二定律1818第3页/共154页第四页，共154页。05AA1第二章发动机的性能指标24第4页/共154页第五页，共154页。05AA1第二章发动机的性能指标第二章发动机的性能指标第二章发动机的性能指标第二章发动机的性能指标2424第一节发动机的理论循环第一节发动机的理论循环2424第二节四冲程发动机的实际循环第二节四冲程发动机的实际循环2828第三节发动机的指示第三节发动机的指示(zhsh)(zhsh)指标、有效指标和指标、有效指标和第四节发动机的

3、热平衡第四节发动机的热平衡3434第五节发动机技术的现状与发展第五节发动机技术的现状与发展3535第5页/共154页第六页，共154页。05AA1第三章发动机的换气(hun q)过程38第6页/共154页第七页，共154页。05AA1第三章发动机的换气第三章发动机的换气第三章发动机的换气第三章发动机的换气(hun q)(hun q)过程过程过程过程3838第一节四冲程发动机的换气过程第一节四冲程发动机的换气过程3838第二节四冲程发动机的充气效率第二节四冲程发动机的充气效率4242第三节提高第三节提高(t go)(t go)发动机充气效率的措施发动机充气效率的措施4444第四节二冲程发动机的换

4、气过程第四节二冲程发动机的换气过程4949第五节工程应用实例第五节工程应用实例(文摘文摘)53)53第7页/共154页第八页，共154页。05AA1第四章发动机废气(fiq)涡轮增压59第8页/共154页第九页，共154页。05AA1第四章发动机废气第四章发动机废气第四章发动机废气第四章发动机废气(fiq)(fiq)涡轮增压涡轮增压涡轮增压涡轮增压5959第一节概述第一节概述5959第二节废气涡轮增压器的基本结构第二节废气涡轮增压器的基本结构(jigu)(jigu)第三节废气能量的利用第三节废气能量的利用6666第四节涡轮增压器与柴油机的匹配第四节涡轮增压器与柴油机的匹配6969第五节工程应用

5、实例第五节工程应用实例(文摘文摘)74)74第9页/共154页第十页，共154页。05AA1第五章燃料(rnlio)与燃烧热化学77第10页/共154页第十一页，共154页。05AA1第五章燃料第五章燃料第五章燃料第五章燃料(rnlio)(rnlio)与燃烧热化学与燃烧热化学与燃烧热化学与燃烧热化学7777第一节发动机的燃料及使用特性第一节发动机的燃料及使用特性(txng)77(txng)77第二节燃烧热化学第二节燃烧热化学8181第三节燃烧的基础知识第三节燃烧的基础知识8484第11页/共154页第十二页，共154页。05AA1第六章柴油机混合气的形成(xngchng)与燃烧87第12页/共

6、154页第十三页，共154页。05AA1第六章柴油机混合气的形成第六章柴油机混合气的形成第六章柴油机混合气的形成第六章柴油机混合气的形成(xngchng)(xngchng)与燃烧与燃烧与燃烧与燃烧8787第一节燃料喷射与雾化第一节燃料喷射与雾化(w hu)87(w hu)87第二节柴油机的燃烧过程第二节柴油机的燃烧过程9595第三节可燃混合气的形成与燃烧室第三节可燃混合气的形成与燃烧室9898第四节影响燃烧过程的运转因素分析第四节影响燃烧过程的运转因素分析106106第五节影响燃烧过程的结构因素第五节影响燃烧过程的结构因素107107第六节工程应用实例第六节工程应用实例(文摘文摘)112)11

7、2第13页/共154页第十四页，共154页。05AA1第七章汽油机混合气的形成(xngchng)与燃烧116第14页/共154页第十五页，共154页。05AA1第七章汽油机混合气的形成第七章汽油机混合气的形成第七章汽油机混合气的形成第七章汽油机混合气的形成(xngchng)(xngchng)与燃烧与燃烧与燃烧与燃烧116116第一节化油器的工作原理第一节化油器的工作原理116116第二节汽油机的燃烧过程第二节汽油机的燃烧过程122122第三节汽油机的燃烧室第三节汽油机的燃烧室128128第四节工程应用实例第四节工程应用实例(shl)(shl)(文摘文摘)131)131第15页/共154页第十六

8、页，共154页。05AA1第八章发动机的特性(txng)136第16页/共154页第十七页，共154页。05AA1第八章发动机的特性第八章发动机的特性第八章发动机的特性第八章发动机的特性(txng)136(txng)136第一节发动机工况、性能指标与工作过程第一节发动机工况、性能指标与工作过程第二节发动机的负荷特性第二节发动机的负荷特性138138第三节发动机的速度特性第三节发动机的速度特性140140第四节柴油机的调速特性第四节柴油机的调速特性145145第五节发动机的万有特性第五节发动机的万有特性148148第六节发动机有效第六节发动机有效(yuxio)(yuxio)功率和燃油消耗率功率和

9、燃油消耗率第七节发动机与动力装置的匹配第七节发动机与动力装置的匹配153153第17页/共154页第十八页，共154页。05AA1第九章发动机的排放(pi fn)与噪声156第18页/共154页第十九页，共154页。05AA1第九章发动机的排放第九章发动机的排放第九章发动机的排放第九章发动机的排放(pi fn)(pi fn)与噪声与噪声与噪声与噪声156156第一节排放物及危害第一节排放物及危害156156第二节排放污染物的机内、机外第二节排放污染物的机内、机外第三节排放法规及测试方法第三节排放法规及测试方法171171第四节柴油机的噪声第四节柴油机的噪声182182第五节工程应用实例第五节工

10、程应用实例(shl)(shl)(文摘文摘)187)187第19页/共154页第二十页，共154页。05AA1第十章汽车(qch)发动机新技术189第20页/共154页第二十一页，共154页。05AA1第十章汽车第十章汽车第十章汽车第十章汽车(qch)(qch)发动机新技术发动机新技术发动机新技术发动机新技术189189第一节汽油机的新型燃烧室第一节汽油机的新型燃烧室189189第二节电控汽油喷射系统第二节电控汽油喷射系统197197第三节电控电子点火第三节电控电子点火(din hu)(din hu)系统系统210210第四节柴油机的电子控制第四节柴油机的电子控制214214第五节可变配气机构与

11、可变进气管第五节可变配气机构与可变进气管219219第六节工程应用实例一第六节工程应用实例一(文摘文摘)222)222第七节电控气体燃料喷射系统第七节电控气体燃料喷射系统226226第八节工程应用实例二第八节工程应用实例二(文摘文摘)233)233第21页/共154页第二十二页，共154页。05AA1第十一章发动机试验(shyn)238第22页/共154页第二十三页，共154页。05AA1第十一章发动机试验第十一章发动机试验第十一章发动机试验第十一章发动机试验(shyn)238(shyn)238第一节发动机试验的种类及有关第一节发动机试验的种类及有关(yugun)(yugun)标准标准2382

12、38第二节功率与燃油消耗率的测量第二节功率与燃油消耗率的测量239239第三节发动机其他参数的测量第三节发动机其他参数的测量251251第四节发动机台架试验第四节发动机台架试验255255第23页/共154页第二十四页，共154页。05AA1第十二章汽车(qch)的动力性260第24页/共154页第二十五页，共154页。05AA1第十二章汽车第十二章汽车第十二章汽车第十二章汽车(qch)(qch)的动力性的动力性的动力性的动力性260260第一节汽车的动力性指标第一节汽车的动力性指标260260第二节汽车的驱动力第二节汽车的驱动力261261第三节汽车的行驶阻力第三节汽车的行驶阻力266266

13、第四节汽车的动力方程第四节汽车的动力方程273273第五节汽车行驶的驱动第五节汽车行驶的驱动附着条件附着条件277277第六节汽车的驱动力第六节汽车的驱动力行驶阻力平衡图行驶阻力平衡图第七节汽车的功率平衡第七节汽车的功率平衡285285第八节装有液力变矩器的动力特性第八节装有液力变矩器的动力特性286286第九节影响汽车动力性的主要因素第九节影响汽车动力性的主要因素(yn s)291(yn s)291第十节汽车的驾驶性能第十节汽车的驾驶性能294294第十一节汽车动力性试验第十一节汽车动力性试验297297第25页/共154页第二十六页，共154页。05AA1第十三章汽车(qch)的燃油经济性

14、303第26页/共154页第二十七页，共154页。05AA1第十三章汽车第十三章汽车第十三章汽车第十三章汽车(qch)(qch)的燃油经济性的燃油经济性的燃油经济性的燃油经济性303303第一节汽车燃油经济性的评价指标第一节汽车燃油经济性的评价指标303303第二节汽车在各工况下的燃油消耗第二节汽车在各工况下的燃油消耗304304第三节影响第三节影响(yngxing)(yngxing)汽车燃油经济性的因素汽车燃油经济性的因素309309第27页/共154页第二十八页，共154页。05AA1第十四章汽车动力装置参数(cnsh)的确定314第28页/共154页第二十九页，共154页。05AA1第十

15、四章汽车第十四章汽车第十四章汽车第十四章汽车(qch)(qch)动力装置参数的确定动力装置参数的确定动力装置参数的确定动力装置参数的确定314314第一节发动机功率的选择第一节发动机功率的选择(xunz)314(xunz)314第二节传动比的选择第二节传动比的选择(xunz)315(xunz)315第三节利用燃油经济性第三节利用燃油经济性加速时间曲线加速时间曲线第29页/共154页第三十页，共154页。05AA1第十五章汽车(qch)的制动性321第30页/共154页第三十一页，共154页。05AA1第十五章汽车第十五章汽车第十五章汽车第十五章汽车(qch)(qch)的制动性的制动性的制动性的

16、制动性321321第一节制动性的评价指标第一节制动性的评价指标321321第二节制动时车轮第二节制动时车轮(ch ln)(ch ln)的受力分析的受力分析322322第三节汽车的制动效能及其恒定性第三节汽车的制动效能及其恒定性326326第四节制动时汽车的方向稳定性第四节制动时汽车的方向稳定性332332第五节前后制动器制动力的比例关系第五节前后制动器制动力的比例关系335335第六节自动防抱死系统第六节自动防抱死系统342342第七节制动能量的回收第七节制动能量的回收343343第八节汽车行驶安全性发展动向第八节汽车行驶安全性发展动向345345第31页/共154页第三十二页，共154页。0

17、5AA1第十六章汽车(qch)的操纵稳定性348第32页/共154页第三十三页，共154页。05AA1第十六章汽车第十六章汽车第十六章汽车第十六章汽车(qch)(qch)的操纵稳定性的操纵稳定性的操纵稳定性的操纵稳定性348348第一节概述第一节概述348348第二节轮胎第二节轮胎(lnti)(lnti)侧偏特性侧偏特性351351第三节线性二自由度汽车模型对前轮角第三节线性二自由度汽车模型对前轮角第四节汽车操纵稳定性与悬架、转向系第四节汽车操纵稳定性与悬架、转向系第五节汽车操纵稳定性的道路试验第五节汽车操纵稳定性的道路试验365365第六节操纵稳定性的主动控制第六节操纵稳定性的主动控制369

18、369第33页/共154页第三十四页，共154页。05AA1第十七章汽车的平顺(pngshn)性及通过性373第34页/共154页第三十五页，共154页。05AA1第十七章汽车第十七章汽车第十七章汽车第十七章汽车(qch)(qch)的平顺性及通过性的平顺性及通过性的平顺性及通过性的平顺性及通过性373373第一节汽车的平顺第一节汽车的平顺(pngshn)(pngshn)性性373373第二节汽车的通过性第二节汽车的通过性377377第35页/共154页第三十六页，共154页。05AA1第一章第36页/共154页第三十七页，共154页。05AA1第一章第一章第一章第一章第一节热功转换的基础知识第

19、一节热功转换的基础知识第二节热力学第一定律第二节热力学第一定律(dngl)(dngl)第三节热力过程分析第三节热力过程分析第四节热力学第二定律第四节热力学第二定律(dngl)(dngl)第37页/共154页第三十八页，共154页。05AA1第一节热功转换第一节热功转换第一节热功转换第一节热功转换(zhunhun)(zhunhun)的基础知识的基础知识的基础知识的基础知识一、能量与能源一、能量与能源二、工质的热力状态二、工质的热力状态(zhungti)(zhungti)及其基本状态及其基本状态(zhun(zhungti)gti)参数参数三、理想气体状态三、理想气体状态(zhungti)(zhun

20、gti)方程式方程式四、工质的比热容四、工质的比热容五、热力过程五、热力过程第38页/共154页第三十九页，共154页。05AA1一、能量(nngling)与能源世界由物质构成。一切物质都处于运动状态，能量世界由物质构成。一切物质都处于运动状态，能量是物质运动的度量。一切物质都具有能量，如果没是物质运动的度量。一切物质都具有能量，如果没有能量，世界就会永远处于静止状态，也就不会有有能量，世界就会永远处于静止状态，也就不会有生命。能量也是人类社会生命。能量也是人类社会(shhu)(shhu)进步的动力。人进步的动力。人类在日常生活和生产过程中需要各种形式的能量。类在日常生活和生产过程中需要各种形

21、式的能量。随着人类社会随着人类社会(shhu)(shhu)的发展，人们对能量的认识的发展，人们对能量的认识和利用水平不断提高。到目前为止，人类所认识的和利用水平不断提高。到目前为止，人类所认识的能量主要有机械能、热能、电能、化学能、核能、能量主要有机械能、热能、电能、化学能、核能、辐射能等几种形式。能源是指能够直接或间接提供辐射能等几种形式。能源是指能够直接或间接提供能量的物质资源能量的物质资源第39页/共154页第四十页，共154页。05AA1二、工质的热力状态(zhungti)及其基本状态(zhungti)参数1.1.热力系统热力系统(xtng)(xtng)2.2.基本状态参数基本状态参数

22、3.3.压力压力4.4.温度温度.比体积比体积.工质的平衡态工质的平衡态第40页/共154页第四十一页，共154页。05AA11.热力(rl)系统在热力学中，把某一宏观尺寸范围内的工质作为研究在热力学中，把某一宏观尺寸范围内的工质作为研究的具体对象，称为热力系统，简称系统。与该系统有的具体对象，称为热力系统，简称系统。与该系统有相互作用的其他系统称为外界。包围系统的封闭表面相互作用的其他系统称为外界。包围系统的封闭表面就是系统与外界的分界面，称为边界就是系统与外界的分界面，称为边界(或界面或界面)。边界。边界可以是真实的，也可以是假想的。根据可以是真实的，也可以是假想的。根据(gnj)(gnj

23、)边界上边界上物质和能量交换情况，热力系统分为下述几类：物质和能量交换情况，热力系统分为下述几类：开口开口系统，指与外界有物质交换的系统；系统，指与外界有物质交换的系统；封闭系统，指与封闭系统，指与外界无物质交换的系统；外界无物质交换的系统；绝热系统，指与外界无热交绝热系统，指与外界无热交换的系统；换的系统；孤立系统，指与外界既无物质交换，也无孤立系统，指与外界既无物质交换，也无能量交换的系统。能量交换的系统。第41页/共154页第四十二页，共154页。05AA12.基本(jbn)状态参数标志气体热力状态的各个物理量叫做气体的状态参数。标志气体热力状态的各个物理量叫做气体的状态参数。常用的状态

24、参数主要有六个，即压力、温度、比常用的状态参数主要有六个，即压力、温度、比体积、内能、焓体积、内能、焓HH、熵、熵S S。其中、可以直。其中、可以直接用仪表测量，且其物理意义易被理解，所以成为接用仪表测量，且其物理意义易被理解，所以成为(ch(chngwi)ngwi)描述工质状态最常用的基本状态参数。描述工质状态最常用的基本状态参数。第42页/共154页第四十三页，共154页。05AA13.压力(yl)气体气体(qt(qt)对单位面积容器壁所施加的垂直作用力称为压对单位面积容器壁所施加的垂直作用力称为压力。按分子运动论，气体力。按分子运动论，气体(qt(qt)的压力是大量分子向容的压力是大量分

25、子向容器壁面撞击的统计量。压力单位为，被记做器壁面撞击的统计量。压力单位为，被记做，工程上亦常用和。容器内压力的大小有两，工程上亦常用和。容器内压力的大小有两种不同的表示方法。一种是指明气体种不同的表示方法。一种是指明气体(qt(qt)施于器壁上压施于器壁上压力的实际数值，叫绝对压力，记做；另一种是测量时压力的实际数值，叫绝对压力，记做；另一种是测量时压力计的读数压力，叫表压力，记做。力计的读数压力，叫表压力，记做。第43页/共154页第四十四页，共154页。05AA14.温度(wnd)温度表示气体的冷热程度。按照分子运动论，气体的温度表示气体的冷热程度。按照分子运动论，气体的温度是气体内部温

26、度是气体内部(nib)(nib)分子不规则运动激烈程度的量分子不规则运动激烈程度的量度，是与气体分子平均速度有关的一个统计量。气体度，是与气体分子平均速度有关的一个统计量。气体的温度越高，表明气体分子的平均动能越大。的温度越高，表明气体分子的平均动能越大。第44页/共154页第四十五页，共154页。05AA1.比体积比体积是单位比体积是单位(dnwi)(dnwi)质量的物质所占的体积质量的物质所占的体积第45页/共154页第四十六页，共154页。05AA1.工质的平衡态为了对系统中能量转换情况进行分析计算，系统中气体各为了对系统中能量转换情况进行分析计算，系统中气体各部分的温度和压力必须均匀一

27、致部分的温度和压力必须均匀一致(即处于热平衡和机械平即处于热平衡和机械平衡衡)，且不随时间而变化，这样的状态称为热力学平衡状，且不随时间而变化，这样的状态称为热力学平衡状态态(简称平衡态简称平衡态)。处于平衡态时，气体的所有状态参数都。处于平衡态时，气体的所有状态参数都有确定有确定(qudng)(qudng)的数值。只要知道两个独立的状态参数的数值。只要知道两个独立的状态参数(如压力和温度如压力和温度)，就可以确定，就可以确定(qudng)(qudng)气体所处的状气体所处的状态及参数。态及参数。第46页/共154页第四十七页，共154页。05AA1三、理想气体(l xin q t)状态方程式

28、所谓理想气体就是假设气体内部分子不占有体积，分所谓理想气体就是假设气体内部分子不占有体积，分子间没有吸引力，这样的气体称为理想气体，在热力子间没有吸引力，这样的气体称为理想气体，在热力计算和分析中，常常把空气、燃气、烟气等气体近似计算和分析中，常常把空气、燃气、烟气等气体近似的看作理想气体，因为气体分子间的平均距离要比固的看作理想气体，因为气体分子间的平均距离要比固体和液体大得多，所以，气体分子本身的体积比气体体和液体大得多，所以，气体分子本身的体积比气体所占的容积所占的容积(rngj)(rngj)小得多，气体分子间的相互吸引小得多，气体分子间的相互吸引力也很小。通常把实际气体近似地看作理想气

29、体来进力也很小。通常把实际气体近似地看作理想气体来进行各种热力计算，其结果极其相似。所以，对理想气行各种热力计算，其结果极其相似。所以，对理想气体性质的研究在理论上和实际应用中都很重要。体性质的研究在理论上和实际应用中都很重要。第47页/共154页第四十八页，共154页。05AA1四、工质的比热容(一一)比热容与物质单位的关系比热容与物质单位的关系(二二)比定压热容和比定容热容比定压热容和比定容热容(三三)真实真实(zhnsh)(zhnsh)比热容和平均比热容比热容和平均比热容(四四)定比热容定比热容第48页/共154页第四十九页，共154页。05AA1(一)比热容与物质(wzh)单位的关系因

30、为工质的计量单位可用、，所以工质的比热容有因为工质的计量单位可用、，所以工质的比热容有如下如下(rxi)(rxi)三种：三种：比质量热容：比质量热容：()比摩尔热容：比摩尔热容：()比容积热容：比容积热容：()第49页/共154页第五十页，共154页。05AA1(二)比定压热容(r rn)和比定容热容(r rn)气体在压力气体在压力(yl)(yl)不变或体积不变的情况下被加热时的比热容，分不变或体积不变的情况下被加热时的比热容，分别叫比定压热容和比定容热容，通常用脚标别叫比定压热容和比定容热容，通常用脚标 和和V V来标注。来标注。第50页/共154页第五十一页，共154页。05AA1(三)真

31、实(zhnsh)比热容和平均比热容根据大量精确(jngqu)的试验数据和量子力学理论，理想气体的比热容与压力无关，而应是温度的函数。第51页/共154页第五十二页，共154页。05AA1(四)定比热容表-理想气体(l xin q t)的定值比摩尔热容和比热容比第52页/共154页第五十三页，共154页。05AA1五、热力过程图-第53页/共154页第五十四页，共154页。05AA1五、热力过程图-2第54页/共154页第五十五页，共154页。05AA1第二节热力学第一第二节热力学第一第二节热力学第一第二节热力学第一(dy)(dy)定律定律定律定律一、功、热量和内能一、功、热量和内能二、封闭系统

32、能量二、封闭系统能量(nngling)(nngling)方程式方程式三、开口系统稳定流动能量三、开口系统稳定流动能量(nngling)(nngling)方程式与焓方程式与焓四、熵及温熵图四、熵及温熵图第55页/共154页第五十六页，共154页。05AA1一、功、热量(rling)和内能1.1.工质的膨胀功工质的膨胀功2.2.热量热量(rling)(rling).工质的内能工质的内能第56页/共154页第五十七页，共154页。05AA11.工质的膨胀(png zhng)功图-3可逆过程的体积(tj)变化功第57页/共154页第五十八页，共154页。05AA12.热量(rling)热力学中把热量定

33、义为系统和外界之间仅仅由于温度不同而热力学中把热量定义为系统和外界之间仅仅由于温度不同而通过边界传递的能量。热量和功一样通过边界传递的能量。热量和功一样(yyng)(yyng)不是热力状态不是热力状态的参数，而是工质状态改变时对外的效应，即传递中的能量的参数，而是工质状态改变时对外的效应，即传递中的能量，没有能量的传递过程也就没有功和热量，因此说工质在某，没有能量的传递过程也就没有功和热量，因此说工质在某一状态下具有多少热量是毫无意义的。一状态下具有多少热量是毫无意义的。热量和功又有不同之处：功是两物体间通过宏观的运动发生热量和功又有不同之处：功是两物体间通过宏观的运动发生相互作用而传递的能量

34、；热量则是两物体间通过微观的分子相互作用而传递的能量；热量则是两物体间通过微观的分子运动发生相互作用而传递的能量；传热过程中不出现能量形运动发生相互作用而传递的能量；传热过程中不出现能量形态的转化；功转变成热量是无条件的，而热量转变成功是有态的转化；功转变成热量是无条件的，而热量转变成功是有条件的。条件的。第58页/共154页第五十九页，共154页。05AA1.工质的内能(ni nn)工质内部所具有的各种能量，总称为工质的能量。由于工程热力学主要讨论工质内部所具有的各种能量，总称为工质的能量。由于工程热力学主要讨论内能和机械能之间的相互转换，不考虑化学变化和原子核反应的热力过程，内能和机械能之

35、间的相互转换，不考虑化学变化和原子核反应的热力过程，故可以认为这两部分能量保持不变，而认为工质的内能是分子热运动的动能故可以认为这两部分能量保持不变，而认为工质的内能是分子热运动的动能和克服分子间作用力的分子位能的总和。分子动能是由分子直线运动动能、和克服分子间作用力的分子位能的总和。分子动能是由分子直线运动动能、旋转旋转(xunzhu(xunzhu n)n)运动动能、分子内原子振动能、原子内电子振动能组成，由运动动能、分子内原子振动能、原子内电子振动能组成，由于工质内动能与内位能都与热能无关，故也称工质内部的热能。分子运动动于工质内动能与内位能都与热能无关，故也称工质内部的热能。分子运动动能

36、是温度的函数，分子间的位能是比体积的函数。因此工质内能决定于工能是温度的函数，分子间的位能是比体积的函数。因此工质内能决定于工质的比体积和温度，即与工质的热力状况有关。一旦工质的状态发生变化，质的比体积和温度，即与工质的热力状况有关。一旦工质的状态发生变化，内能也跟着改变。内能也跟着改变。第59页/共154页第六十页，共154页。05AA1二、封闭系统能量(nngling)方程式热力学第一定律应用到不同系统的能量转换过程中热力学第一定律应用到不同系统的能量转换过程中去，可得到不同的能量平衡方程式。现在讨论最简去，可得到不同的能量平衡方程式。现在讨论最简单单(ji(ji ndn)ndn)的封闭系

37、统的能量转换情况。的封闭系统的能量转换情况。第60页/共154页第六十一页，共154页。05AA1三、开口系统稳定流动(lidng)能量方程式与焓图-4开口(ki ku)系统示意图第61页/共154页第六十二页，共154页。05AA1四、熵及温熵图)熵是一状态参数，如已知两个独立的状态参数，即可求出熵的值。熵是一状态参数，如已知两个独立的状态参数，即可求出熵的值。)只有在平衡状态下，熵才有确定值。只有在平衡状态下，熵才有确定值。)与内能和焓一样与内能和焓一样(yyng)(yyng)，通常只需求熵的变化量，而不必求熵，通常只需求熵的变化量，而不必求熵的绝对值。的绝对值。)熵是可加性的量，工质的熵

38、是工质的熵的倍，熵是可加性的量，工质的熵是工质的熵的倍，。)在可逆过程中，从熵的变化过程中可判断热量的传递方向：在可逆过程中，从熵的变化过程中可判断热量的传递方向：系统吸热；系统绝热；系统放热。系统吸热；系统绝热；系统放热。)熵可以判断自然界一切自发过程的熵变。熵可以判断自然界一切自发过程的熵变。第62页/共154页第六十三页，共154页。05AA1四、熵及温熵图图-5可逆过程的图和图)图)图第63页/共154页第六十四页，共154页。05AA1第三节热力过程分析第三节热力过程分析第三节热力过程分析第三节热力过程分析(fnx)(fnx)一、定容过程一、定容过程(guchng)(guchng)二

39、、定压过程二、定压过程(guchng)(guchng)三、定温过程三、定温过程(guchng)(guchng)四、定熵过程四、定熵过程(guchng)(guchng)五、理想气体的多变过程五、理想气体的多变过程(guchng)(guchng)第64页/共154页第六十五页，共154页。05AA1一、定容过程(guchng)()过程方程过程方程(fngchng)(fngchng)()基本状态参数间关系式基本状态参数间关系式()功量与热量分析计算功量与热量分析计算()图和图和图根据过程方程图根据过程方程(fngchng)(fngchng)可知，在可知，在pp图上定容线是一条与横坐标垂直的直线，如图

40、图上定容线是一条与横坐标垂直的直线，如图-所示。所示。第65页/共154页第六十六页，共154页。05AA1()过程(guchng)方程定值定值第66页/共154页第六十七页，共154页。05AA1()基本(jbn)状态参数间关系式第67页/共154页第六十八页，共154页。05AA1()功量与热量分析(fnx)计算定容过程，故定容过程膨胀功定容过程，故定容过程膨胀功(-)定容过程的技术功为定容过程的技术功为()()(-)根据比定容热容根据比定容热容(r rn(r rn)定义，定容过程吸收的热量为定义，定容过程吸收的热量为(-)或由热力学第一定律表达式或由热力学第一定律表达式 第68页/共15

41、4页第六十九页，共154页。05AA1()图和图图-6定容过程(guchng)第69页/共154页第七十页，共154页。05AA1二、定压过程(guchng)()过程方程过程方程()基本状态参数间关系式基本状态参数间关系式()功量和热量分析计算功量和热量分析计算()图和图和图根据过程方程知，在图根据过程方程知，在图上定压线为一条与纵坐标垂直图上定压线为一条与纵坐标垂直(chuzh)(chuzh)的直线，如图的直线，如图-所示。所示。第70页/共154页第七十一页，共154页。05AA1()过程(guchng)方程定值定值第71页/共154页第七十二页，共154页。05AA1()基本(jbn)状

42、态参数间关系式第72页/共154页第七十三页，共154页。05AA1()功量和热量(rling)分析计算定压过程，则膨胀功和技术功为定压过程，则膨胀功和技术功为()()(-)(-)类似类似(li s)(li s)于定容过程分析，定压过程吸热量于定容过程分析，定压过程吸热量 第73页/共154页第七十四页，共154页。05AA1()图和图图-7定压过程(guchng)第74页/共154页第七十五页，共154页。05AA1三、定温过程(guchng)()过程方程过程方程(fngchng)(fngchng)由定义知，定温过程温度保持不变，即定值。由定义知，定温过程温度保持不变，即定值。()基本状态参

43、数间关系基本状态参数间关系()功量和热量的分析计算功量和热量的分析计算()图和图和图图根据过程方程根据过程方程(fngchng)(fngchng)知，定温线在知，定温线在图上是等轴双曲线，如图所示。图上是等轴双曲线，如图所示。第75页/共154页第七十六页，共154页。05AA1()过程(guchng)方程由定义知，定温过程温度由定义知，定温过程温度(wnd)(wnd)保持不变，即保持不变，即定值。定值。第76页/共154页第七十七页，共154页。05AA1()基本(jbn)状态参数间关系第77页/共154页第七十八页，共154页。05AA1()功量和热量(rling)的分析计算根据过程方程，

44、过程的膨胀功为根据过程方程，过程的膨胀功为 (-)根据理想气体热力性质，根据理想气体热力性质，即，即，从而有，从而有 因此在理想气体的定温过程中，膨胀功、技术因此在理想气体的定温过程中，膨胀功、技术(jsh)(jsh)功和热量三者相等。功和热量三者相等。第78页/共154页第七十九页，共154页。05AA1()图和图图-8定温过程(guchng)第79页/共154页第八十页，共154页。05AA1四、定熵过程(guchng)()过程方程过程方程()基本基本(jbn)(jbn)状态参数间的关系状态参数间的关系()功量和热量的分析计算功量和热量的分析计算()图和图和图图由定熵过程的过程方程由定熵过

45、程的过程方程=定值可知，定熵过程在定值可知，定熵过程在图上是一条幂指数为负的幂函数曲线图上是一条幂指数为负的幂函数曲线(又称高次双曲线又称高次双曲线)。第80页/共154页第八十一页，共154页。05AA1()过程(guchng)方程根据理想气体熵变的微分根据理想气体熵变的微分(wi(wi fn)fn)表达式和定熵过程熵不变的特点，有表达式和定熵过程熵不变的特点，有 定值定值第81页/共154页第八十二页，共154页。05AA1()基本(jbn)状态参数间的关系(-)(-)(-)(-)第82页/共154页第八十三页，共154页。05AA1()功量和热量(rling)的分析计算定熵过程定熵过程(

46、guchng)(guchng)的技术功为的技术功为 定熵过程定熵过程(guchng)(guchng)是绝热可逆过程是绝热可逆过程(guchng)(guchng)，故，故 第83页/共154页第八十四页，共154页。05AA1()图和图图-9绝热过程(ju r u chn)第84页/共154页第八十五页，共154页。05AA1五、理想气体(l xin q t)的多变过程图-0多变过程(guchng)第85页/共154页第八十六页，共154页。05AA1第四节热力学第二第四节热力学第二第四节热力学第二第四节热力学第二(d r)(d r)定律定律定律定律一、自发过程的方向性与热力学第二一、自发过程的

47、方向性与热力学第二(d r)(d r)定律的表述定律的表述二、热力循环与热效率二、热力循环与热效率三、卡诺循环与卡诺定理三、卡诺循环与卡诺定理四、孤立系统的熵增原理四、孤立系统的熵增原理第86页/共154页第八十七页，共154页。05AA1一、自发过程的方向性与热力学第二定律(dngl)的表述.自发过程的方向性自发过程的方向性2.2.热力学第二定律热力学第二定律(dngl)(dngl)的表述的表述第87页/共154页第八十八页，共154页。05AA1.自发过程的方向性所谓自发过程就是不需要任何外界作用而自动进行的所谓自发过程就是不需要任何外界作用而自动进行的过程。例如热量由高温物体传向低温物体

48、就是一个自过程。例如热量由高温物体传向低温物体就是一个自发过程，反之则不能自发进行，这是人所共知发过程，反之则不能自发进行，这是人所共知(rn su(rn su gng zh)gng zh)的常识。的常识。第88页/共154页第八十九页，共154页。05AA12.热力学第二定律(dngl)的表述热力学第二定律揭示了自然界中一切热过程进行的方向、条热力学第二定律揭示了自然界中一切热过程进行的方向、条件和限度。自然界中热过程的种类很多，因此热力学第二定件和限度。自然界中热过程的种类很多，因此热力学第二定律的表述方式也很多。由于各种表述所揭示的是一个共同律的表述方式也很多。由于各种表述所揭示的是一个

49、共同(g(gngtng)ngtng)的客观规律，因而它们彼此是等效的。下面介绍两种的客观规律，因而它们彼此是等效的。下面介绍两种具有代表性的表述。具有代表性的表述。第89页/共154页第九十页，共154页。05AA1二、热力循环与热效率1.1.热力循环热力循环.热效率热效率第90页/共154页第九十一页，共154页。05AA11.热力循环图-1正向(zhn xin)循环示意图第91页/共154页第九十二页，共154页。05AA1.热效率为了评价热力循环在能源利用方面的经济性，通常为了评价热力循环在能源利用方面的经济性，通常(tngchn(tngchng)g)采用热力循环的净功采用热力循环的净功

50、0 0与工质从高温热源受的热量的与工质从高温热源受的热量的比值作指标，称为循环热效率比值作指标，称为循环热效率第92页/共154页第九十三页，共154页。05AA1三、卡诺循环与卡诺定理1.1.卡诺循环卡诺循环.卡诺定理卡诺定理第93页/共154页第九十四页，共154页。05AA11.卡诺循环)卡诺循环的热效率仅决定于高温热源和低温热源的温度。卡诺循环的热效率仅决定于高温热源和低温热源的温度。)由于不可能为无限大，不可能为零，所以卡诺循环的热由于不可能为无限大，不可能为零，所以卡诺循环的热效率不可能达到。效率不可能达到。)无论采用什么工质和什么循环，也无论将不可逆损失减小到何种无论采用什么工质