文档介绍：第二章 发动机的工作循环和性能
工程热力学基础知识：
气体的热力性质；
热力学基本定律；
基本热力过程；
发动机性能：
发动机理论循环;
发动机实际循环；
指示指标；
有效指标；
机械损失与机械效率；
发动机热平衡。
主要内容：
发动机的工作循环和性能
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一 基本概念
1 热力系统:在热力学中，将所要研究的对象从周围物体中隔离出来，构成一个热力系统；
界面
---系统以外的一切物质，称为外界；
---热力系统和外界的分界面，称为界面。
热力系统的分类:
闭口系统：与外界无质量交换的系统(空调制冷剂循环）；
开口系统：与外界有质量交换的系统（发动机混合气）；
绝热系统：与外界无热量交换的系统（理想状态）；
孤立系统：与外界即无质量交换，又无热量交换的系统（理想状态） 。
2 工质：在热力设备中完成能量转换的媒介物质。
热力系统通过工质状态的变化实现与外界的能量交换(发动机的工质通过燃烧吸热膨胀将热能转换为机械能)。
第一节 工程热力学基础
热力系统
外界
发动机的工作循环和性能
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3 热力状态：热力系统在某一瞬间所呈现的宏观物理状况(压力、比容、温度 )。
4 热力平衡状态：一个热力系统中，如果不受外界影响，系统总是保持不变的状态，即其状态参数P、V、T不随时间和系统内空间的改变而改变。
5 状态参数：用来描述气体热力状态的物理量。
主要状态参数：压力P、比容ν、温度T、内能Ｕ、熵Ｓ。
是可以直接测量的状态参数，称为基本状态参数。
发动机的工作循环和性能
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基本状态参数：
温度-T ：描述物体冷热程度的物理量。
单位是K-开尔文。
温度的数值表示法称为温度标尺，简称温标。
温标
经验温标
摄氏温标
公制系统
0 ℃ ~100℃
经验温标的测温物质的物理性质与其温度不是完全的线性关系，除冰点和沸点外，不同的测温物质会有微小差别。
华氏温标
英制系统
32 ℉ ~212℉
基本温标
热力学摄氏温标
不依赖于测温物质
发动机的工作循环和性能
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压力-p ：系统单位面积上受到的法向作用力。
即： p=F/A 单位是Pa、kPa 、Mpa。
比容-ν ：单位质量的物质所占的容积。
即：ν=V/M 单位是m3/kg 。
V--物质的容积,[m3];
M--物质的质量，[kg]。
比容的倒数是什么？
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6 理想气体：气体分子本身不占有体积，分子之间无相互作用力的气体。
理想气体的状态方程：
R--气体常数
7 压容图
气体的状态可以用P-V图上的点表示,这种用气体压力和体积两个参数来描述气体状态的图示方法叫压容图。
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8 热力过程：热力系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的变化历程。
P-V图上,一个点表示气体的一个热力状态;
一条曲线表示一个热力过程。
9 膨胀功Ｗ（Ｊ）
气体在热力过程中由于体积发生变化所做的功，又称为容积功。
物理学中有：W=FX
δW=Fdx=pAdx=pdV
工质从状态1到状态2做的功:
W1-2=∫21pdV
※故p-V图上,
W1-2为过程线与横轴围成的面积。
发动机的工作循环和性能
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规定：热力系统对外界做功为正，外界对热力系统做功为负。
由δW=pdV得：
1-2:膨胀,dV>0,系统对外界做功,δW>0 ；
2-1:压缩,dV<0,外界对系统做功,δW<0 ；
系统与外界之间无功量传递时，dV=0，δW=0。
膨胀,W>0
压缩,W<0
对于汽缸内的混合气—热力系统
受压缩时…
燃烧膨胀时…
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10 热量：系统与外界之间依靠温差来传递的能量形式，用Q表示
规定：传入热力系统的热量为正值，即吸热为正；传出热力系统的热量为负值，即放热为负。
※热量与功一样，是系统在热力过程中与外界传递的能量形式，因此是过程量，不是状态参数。
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11 熵S:熵的增量是系统在热力过程中交换的热量与传热时绝对温度（热力学温标）的比值。
ds=δq/T
1Kg工质的熵的单位J/kgK
mKg工质熵的单位Ｊ/K
思考？
对于热力系统：比容ν的变化标志着 ，熵s的变化标志着 。
熵s是一个状态参数
吸热：Q>0，ds>0;
放热：Q<0