当前课程知识点：工程热力学（上） > 第2章 热力学第一定律 > 第2章讨论习题课 > Video 2-8（1）讨论
我们下面进入这一章的讨论和习题课
我们想用一些具体的例子
加深大家对一些概念的理解
和学习我们《工程热力学》分析问题的方法
首先是判断对错
我们来看一下 工质膨胀是否一定对外做功
不一定 它要满足条件 一定要有做功部件
还要有做功对象
如果没有的话
那工质膨胀也是不做功的
比如说自由膨胀 然后我们再来看
定容过程是否一定不做功
比容不变 它就一定不做功吗
比如说开口系的技术功等于-vdp
在这过程中压力变化
比容不变的话 照样有技术功
所以说定容过程不一定不做功
我们再来看定温过程
或者说等温过程是否一定不传热
一般来说有温差就有热量的传递
没有温差是不是就不传热了
大家学过物理应该知道
在相变的过程中温度变化吗
相变 比如说冰融化成水
或者说水的汽化
在这个过程中温度是不变的
但是在这个过程中热量是传递的
不传递它怎么能发生相变
所以说等温过程不一定不传热
我们再来看一下 工质吸收热量
它的温度反而降低
这种情况不可能 对吗 当然是不对的
我们来分析一下 工质吸热
Q是大于0的 然后温度降低
内能的变化量是小于0的
我们只要保证膨胀
就可以实现这样一个过程
工质吸热 温度降低 但是它膨胀做功
使得它的内能降低
所以说这种情况是有可能的
工质吸热它的温度反而降低
为什么 因为它膨胀做功了
我们再来看一下
气体一边膨胀一边放热 可能吗
实际上我们的动力机械就是这样的
边膨胀边放热
只不过我们在分析动力机械的时候
我们假设它是绝热的 但实际的动力机械
膨胀过程都是放热的
我们再来看一下 右边是我们的p-v图
1经过a到2先是一个等压过程
再一个等容过程到的2点
第二个过程
1到2是经过一个斜的曲线过去
直接过去的 然后我们来对比这些量
第一个量 W12和W1a2
对比它的大小
W是什么 容积变化功
它中间应该是什么符号
p-v图是示功图
这个容积变化功是什么
是过程线与横坐标围成的面积
从这图上可以很明显地看出来
从1经过a再到2这个过程
与横坐标围成的面积
要大于1直接到2下面
曲线围成的面积
所以说它俩中间是小于号
然后我们再来看第二对量
内能的变化量的对比
也就是说从1经过a再到2
还有一个是1直接到2 两个路径
经过两个不同的路径 初终态是相同的
内能的变化量有什么关系 相等的
为什么相等 内能是状态参数
状态参数有什么特点
它的变化量与路径没关系
只要它初终态相同
不管它中间是怎样的路径
内能的变化量都是相等的
所以第二个应该是等于号
好 我们再来看热量
经过这两个过程
热量 系统与外界交换的
热量的相对大小 那就由能量方程
经过1到2这个过程
它交换的热量等于内能的变化量
然后加上容积变化功
后一个是完全类似的
内能的变化量是一样的
第一个过程的容积变化功要小
所以第一个过程与外界交换的热量
要比第二个过程交换的热量要小
所以是小于号
我们再来进一步地来比较
这个是表示什么 Wt技术功
我们来看技术功
这两个过程的技术功
技术功在p-v图上
是过程线与纵坐标围成的面积
从这图上你可以很直观地看出来
哪个大 从1经过了a到2
那个过程它的技术功要大一些
所以第一个是小于号
然后我们再来看焓的变化量
1 2两个路径 但是初终态是相同的
所以焓的变化量怎么样
应该是相等的 因为焓是状态参数
所以焓的变化量是相同的
我们再来看循环
实际上这可以构成一个循环
1到a到2再回去
这不也同样是一个循环吗
经过一个循环内能的变化量
怎么样 等于0 又回到了初态
焓的循环怎么样 也是等于0
这个热量的环积分
就等于容积变化功的环积分
也等于技术功的环积分
实际上就是这个围成的面积
1 a 2然后再回到1这个围成的面积
我们再来看一个例子
这是我们的教材第二章的第14道题
这个图画的内容比较多
它实际上就是一个燃气动力循环
工质进到压气机被压缩
然后中间经过了一个回热器
回热器吸收热量 这热量哪来的
是由燃气轮机做了功之后的气体
所携带的热量
给了从压气机出来的气体
这个我们后面讲燃气动力循环的时候还会讲
然后我们再来看
从压气机出来的气体
到回流器里吸收热量
然后到燃烧室进行燃烧
燃烧除了空气以外还需要油
通过泵打进来的
也就是说在燃烧室里
空气与油一起进行燃烧
燃烧工质温度升高 压力升高
到燃气轮机里进行膨胀做功
做了功之后的气体到回热器里
把热量放给来自于压气机的空气
对它进行预热
这道题的问题是什么呢？
问题是 告诉你
进来的空气的流量 油的流量
还告诉你燃料的燃烧热值
请你求什么
求输出的功发的电 功是多少
要分析这个问题
就要取系统 系统怎么取
系统的取法应该说很关键
我们前面讲了系统可以人为的去取
但你如果取的不合适的话
你的问题就解决不了
对于这个问题
我们既有油要进来 还有空气要进来
然后还有废气要排出去
这边还输出功
我们尽量把相关的内容都包含起来
对于这个问题
把所有的这些内容全部都包含起来
取出一个系统
这个系统是一个什么系统
是一个稳定流动过程
画了红色的断线
就是我们的系统 边界框图画出来了
工质有进有出
进来的有油有空气 出去的有废气
首先用热力学第一定律分析之前
我们先来看一下
出去的烟气的质量流率没给你
那就还要用到质量守恒
利用质量守恒把这个排出去
废气的质量流率给它算出来
这个很简单
然后整个系统的能量方程
稳定流动过程的能量方程
交换的热量等于焓的变化量
然后加上输出的功
焓的变化量那就是出去的
减去进来的 出去的是什么
就是这个废气
进来的有两项有空气还有油
我们就列出来这样一个表达式
稳定流动过程能量方程
在这个方程中
唯一的一个未知的量就是要求的这功
输出的这个功是多少
我们把相应的参数
已知参数代进去就算出来了
-0-0 导引
-0-1 热能及其利用
-0-1 作业
-0-2 热能转换装置工作过程简介
-0-2 作业
-0-3 工程热力学的研究内容及方法
-0-3 作业
-0-4 工程热力学与中国能源战略及环保
-0-4 作业
-绪论 章节小测验
-1-1 热力系统
-1-1 作业
-1-2 状态和状态参数
-1-2 作业
-1-3 基本状态参数
-1-3 作业
-1-4 平衡状态
-1-4 作业
-1-5 状态方程、坐标图
-1-5 作业
-1-6 准静态过程与可逆过程
-1-6 作业
-1-7 功量
-1-7 作业
-1-8 热量与熵
-1-8 作业
-1-9 热力循环
-1-9 作业
-第1章小结及讨论习题课
-第1章 章节小测验
-2-1 热力学第一定律的本质
-2-1 作业
-2-2 热力学第一定律的推论——内能
-2-2 作业
-2-3 闭口系统能量方程
-2-3 作业
-2-4 开口系统能量方程与焓
-2-4 作业
-2-5 稳定流动能量方程与技术功
-2-5 作业
-2-6 稳定流动能量方程的应用
-2-6 作业
-第2章小结
-第2章讨论习题课
-第2章 章节小测验
-3-0 导引
-3-1 理想气体状态方程
-3-1 作业
-3-2 比热容
-3-2 作业
-3-3 理想气体的内能、焓、熵和比热容
-3-3 作业
-3-4 理想气体比热容、内能、焓和熵的计算
-3-4 作业
-3-5 研究热力过程的目的和方法
-3-5 作业
-3-6 理想气体的等熵过程
-3-6 作业
-3-7 理想气体热力过程综合分析
--Video 3-7（2）基本过程在p-v图和T-s图上的表示
-3-7 作业
-3-8 气体的压缩
-3-8 作业
-3-9 活塞式压气机压缩过程分析
-3-9 作业
-第3章小结及讨论习题课
-第3章 章节小测验
-4-0 导引
-4-1 热二律的表述与实质
-4-1 作业
-4-2 卡诺定理与卡诺循环
-4-2 作业
-4-3 克劳修斯不等式及熵的引出
-4-3 作业
-4-4 不可逆过程熵的变化
-4-4 作业
-4-5 孤立系统熵增原理
-4-5 作业
-4-6 熵方程及对熵的小结
-4-6 作业
-4-7 熵与不可逆及熵的物理意义
-4-7 作业
-第4章讨论习题课
-4-8 㶲及其计算
-4-8 作业
-第4章 章节小测验
-5-0 导引
-5-0 作业
-5-1 活塞式内燃机动力循环
-5-1 作业
-5-2 活塞式内燃机几种循环的比较
-5-2 作业
-5-3 斯特林循环
-5-3 作业
-5-4 勃雷登循环
-5-4 作业
-5-5 提高勃雷登循环热效率的其它途径
-5-5 作业
-5-6 动力循环的一般规律
-第5章 章节小测验
-期末考试
