第4章  理想气体热力过程及气体压缩
 本章基本要求
熟练掌握定容、定压、定温、绝热、多变过程中状态参数p、v、T、 u、 h、 s的计算，过程量Q、W的计算，以及上述过程在p-v 、T-s图上的表示。
分析对象:  闭口系统        过程性质:可逆过程
过程特点: 定容过程、定压过程、定温过程、,绝热(多变)过程

目的: 研究外部条件对热能和机械能转换的影响，通过有利的外部条件，达到合理安排热力过程，提高热能和机械能转换效率的目的。

基本任务: 确定过程中工质状态参数,能量转换关系

实例: 取开口系统的气体压缩

4．1基本热力过程
4．2  多变过程
已知某多变过程任意两点参数 ，求n
一、多变过程方程及多变比热
过程方程:pv  =const
n=0时，定压过程  n=1时，定温过程
n=k时, 定温过程  n=±∞时，定容过程
二、多变过程分析
过程中q、w、 u的判断
l．q的判断：             以绝热线为基准:
2．w的判断：            以等容线为基准
3． u的判断：           以等温线为基准
简短讨论：
（1）仅给出过程量q和w时，还不能说明该过程程必是一个多变过程。所以，题目中又给中出“两个过程都是多变过程”的假设。
（2）求解时根据w和ΔT求出n，求出cp，再求得n。
（3）求得n即可画出图4.3根据图4.3上过程的走向和过程线下面积的的正负可了解过程进行中参数的变化情况和功量、热量的正负。对照题给条件可定性判断求解结果正确性。

4．3 压气机的理论压缩功

压气机: 用来压缩气体的设备
一、单机活塞式压气机工作过程
吸气过程、压缩过程、排气过程。理想化为可逆过程、无阻力损失.
4．4  多级压缩及中间冷却
   
即：压力比越大，其压缩终了温度越高，较高的压缩气体常采用中间冷却设备，称多级压气机.
最佳增压比：使多级压缩中间冷却压气机耗功最小时，各级的增压比称为最佳增压比。
压气机的效率：在相同的初态及增压比条件下，可逆压缩过程中压气机所消耗的功与实际不可逆压缩过程中压气机所消耗的功之比，称为压气机的效率。
特点:
1．减小功的消耗,由p-v图可知
2．降低气体的排气温度,减少气体比容
3．每一级压缩比降低,压气机容积效率增高
4．5 活塞式压气机余隙影响

一、余隙对排气量的影响
余隙：为了安置进、排气阀以及避免活塞与汽缸端盖间的碰撞，在汽缸端盖与活塞行程终点间留有一定的余隙，称为余隙容积，简称余隙

活塞式压气机的容积效率：活塞式压气机的有效容积和活塞排量之比，
 
结论：余隙使一部分汽缸容积不能被有效利用，压力比越大越不利。
本章重点

结合热力学第一定律，计算四个基本热力过程、多变过程中的状态参数和过程参数及在p-v 、T-s图上表示。本章的学习应以多做练习题为主，并一定注意要在求出结果后，在p-v 、T-s图上进行检验。

思考题：
1．在p-v图上，T和s减小的方向分别在哪个方向，在T-s图上p和v减小的方向分别在哪个方向。
2．工质为空气，试在p-v和T-s图上画出n=1.5的膨胀过程和n=1.2的压缩过程的大概位置，并分析二过程中q、w、 u的正负。
3．如果气体按 规律膨胀，其中c为常数，则此过程中理想气体被加热还是被冷却。
4．在多变过程中热量和功量之间的关系等于什么，即  =?
5．试在T-s图上用过程线和横坐标之间的面积来分析相同初态和相同终态压力下的定温、多变、绝热压缩中的能量转换关系，比较哪种压缩时耗功量最小。
6．如果气体压缩机在汽缸中采取各种冷却方法后，已能按定温过程进行压缩，这时是否还要采用分级压缩，为什么。

作业：4-2、4-3、4-6、4-7、4-9、4-18

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