第0章 工程熱力學基礎

第0章工程熱力學基礎熱力學：研究熱能以及熱能和其它能量轉(zhuǎn)換規(guī)律的學科。工程熱力學：研究和熱能工程有關的熱能和機械能相互轉(zhuǎn)換的規(guī)律?；救蝿眨和ㄟ^對熱力系統(tǒng)、熱力平衡、熱力狀態(tài)、熱力過程、熱力循環(huán)和工質(zhì)的分析研究，改進和完善熱力發(fā)動機、制冷機和熱泵的工作循環(huán)，不斷提高熱能利用率和熱功轉(zhuǎn)換效率。

本章學習發(fā)動機基本理論所必須的熱力學知識。其主要內(nèi)容有：常用工質(zhì)的熱力性質(zhì)；熱能和機械能之間的轉(zhuǎn)換規(guī)律，熱力學第一定律、第二定律；熱力狀態(tài)變化過程、基本熱力參數(shù)之間的關系和變化；發(fā)動機理想循環(huán)，探討提高發(fā)動機性能、提高熱效率的方法和途徑，為學習發(fā)動機原理提供必要的理論基礎和計算方法。1.基本概念及定義2.熱力學第一定律3.氣體的熱力過程4.熱力學第二定律5.發(fā)動機理論循環(huán)（教材1.1）主要內(nèi)容一、熱力學系統(tǒng)

熱力學系統(tǒng)（熱力系統(tǒng)、熱力系、系統(tǒng)）——人為選定的某些確定的物質(zhì)或某個確定空間中的物質(zhì)。

外界—系統(tǒng)之外與系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)換過程有關的一切其他物質(zhì)。

邊界—分割系統(tǒng)與外界的界面。第一節(jié)基本概念及定義工質(zhì)—用以實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的工作物質(zhì)。＊熱源——具有無限熱量儲存能力的假想熱力系統(tǒng)，其作用只是與其他系統(tǒng)交換熱量。一般情況下，交換熱量后其溫度不發(fā)生變化。

高溫熱源：向其他系統(tǒng)供熱的熱源；低溫熱源：吸收其他系統(tǒng)放出熱量的熱源。系統(tǒng)的分類：閉口系統(tǒng)——與外界無質(zhì)量交換的系統(tǒng)（控制質(zhì)量）。開口系統(tǒng)——與外界有質(zhì)量交換的系統(tǒng)（控制容積、控制體）。絕熱系統(tǒng)——與外界無熱量交換的系統(tǒng)。孤立系統(tǒng)——與外界既無能量（功量、熱量）交換，又無質(zhì)量交換的系統(tǒng)。系統(tǒng)的選取，取決于分析問題的需要及分析方法上的方便。二、熱力學系統(tǒng)的狀態(tài)及基本狀態(tài)參數(shù)基本狀態(tài)參數(shù)：可以直接測量得到的狀態(tài)參數(shù)（p、v、T）。導出狀態(tài)參數(shù)：由基本狀態(tài)參數(shù)計算得到的狀態(tài)參數(shù)（u、h、s等）。狀態(tài)參數(shù)的特點：狀態(tài)參數(shù)僅決定于狀態(tài)。對應某一確定狀態(tài)，就有一組狀態(tài)參數(shù)。反之，一組確定的狀態(tài)參數(shù)就可以確定一個狀態(tài)。狀態(tài)參數(shù)的數(shù)值僅決定于狀態(tài)，而與達到該狀態(tài)的所經(jīng)歷的途徑無關。1.熱力學狀態(tài)：熱力學系統(tǒng)所處的宏觀狀況。2.狀態(tài)參數(shù)：描述系統(tǒng)熱力學狀態(tài)的宏觀物理量。一、比體積v

——單位質(zhì)量物質(zhì)占有的體積。描述系統(tǒng)內(nèi)部物質(zhì)分布狀況的參數(shù)。3.基本狀態(tài)參數(shù)：m3/kg

密度和比體積互為倒數(shù)，即kg/m3

絕對壓力p：流體的真實壓力。

相對壓力(表壓力pe、真空度pv)：壓力計(真空表)顯示的壓力。二、壓力(壓強)p——流體在單位面積上的垂直作用力。描述流體物質(zhì)組成的熱力系統(tǒng)內(nèi)部力學狀況的參數(shù)。

壓力的單位：Pa，工程上常用MPa(1MPa＝106Pa)。其他還在應用的壓力單位有bar

(巴)、atm

(標準大氣壓)、mmHg

(毫米汞柱，0℃)及mmH2O

(毫米水柱，4℃)等t＝T－273.15K三、溫度T——表征物體的冷熱程度，是描述系統(tǒng)熱狀況的參數(shù)。

按氣體分子運動學說，氣體的溫度為氣體分子平均移動動能的量度。

熱力學溫標的基本溫度為熱力學溫度T，采用水的固相、液相和汽相三相共存狀態(tài)的溫度作為定義熱力學溫標的固定點，規(guī)定該點的熱力學溫度為273.16?K。

熱力學溫標也用攝氏溫度t來表示。單位為℃(攝氏度)。攝氏溫度的定義為4.平衡狀態(tài)和狀態(tài)參數(shù)坐標圖

平衡狀態(tài)：在沒有外界影響的條件下，熱力系統(tǒng)的宏觀狀況不隨時間變化的狀態(tài)。平衡條件：熱平衡——系統(tǒng)內(nèi)具有均勻一致的溫度。力平衡——系統(tǒng)內(nèi)具有確定不變的壓力分布?；瘜W平衡

系統(tǒng)狀態(tài)變化，取決于系統(tǒng)和外界間的能量傳遞。狀態(tài)公理表明，確定系統(tǒng)平衡狀態(tài)所需的獨立狀態(tài)參數(shù)的數(shù)目等于系統(tǒng)和外界間進行能量傳遞方式的數(shù)目。對于常見的氣態(tài)物質(zhì)組成的系統(tǒng)，沒有化學反應時，它和外界間傳遞的能量只有熱量和系統(tǒng)容積變化功，因此只要有兩個獨立的狀態(tài)參數(shù)即可確定系統(tǒng)的狀態(tài)。

熱力過程——熱力學狀態(tài)連續(xù)變化的歷程。非準靜態(tài)過程——由一系列不平衡狀態(tài)組成的過程。準靜態(tài)過程——由一系列無限接近平衡狀態(tài)的準靜態(tài)組成的過程。

準靜態(tài)過程進行的條件：推動過程進行的作用無限小。三、熱力過程、準靜態(tài)過程、可逆過程

實際過程是否可以作為準靜態(tài)過程來處理取決于弛豫時間。弛豫時間：氣體平衡狀態(tài)被破壞后恢復平衡所需的時間。

大部分實際過程可近似看做準靜態(tài)過程。因為氣體分子熱運動平均速度可達每秒數(shù)百米以上，氣體壓力傳播速度也達每秒數(shù)百米，因而在一般工程設備的有限空間內(nèi)，氣體的平衡狀態(tài)被破壞后恢復平衡所需的時間，即弛豫時間非常短。例如，內(nèi)燃機的活塞運動速度僅每秒十余米，與其中的氣體分子熱運動的平均速度相比相差一個數(shù)量級，機器工作時氣體工質(zhì)內(nèi)部能及時地不斷建立平衡狀態(tài)，因而工質(zhì)的變化過程很接近準靜態(tài)過程。準靜態(tài)過程應用的條件可逆過程——熱力學系統(tǒng)進行一個熱力過程后，能沿原過程逆向進行，使系統(tǒng)和有關的外界都返回原來的初始狀態(tài)，不留下任何變化的熱力過程。摩擦、渦流以及溫差傳熱等均為不可逆因素。可逆過程=無耗散的準靜態(tài)過程，即無溫差，無摩擦的準靜態(tài)過程四、功1、定義：功的定義（力學）：W＝F

x

功的熱力學定義：熱力學系統(tǒng)和外界間通過邊界而傳遞的能量，且其全部效果可表現(xiàn)為舉起重物。

功是過程量；功是傳遞的能量（瞬時量）。2、容積變化功：直接由系統(tǒng)容積變化與外界間發(fā)生作用而傳遞的功（膨脹功或壓縮功）。3、功的計算：由氣缸和活塞所包圍的熱力系統(tǒng)進行一個微元過程，如活塞所受推力F，位移dx,則系統(tǒng)對外界作的膨脹功為：功的符號：系統(tǒng)對外作功（膨脹功，dv>0）為正；外界對系統(tǒng)作功（壓縮功,dv<0）為負。p-v圖上過程曲線與橫坐標所夾的面積表示功。4、功量在p-v圖上的表示5、功是過程量，與路徑(過程）有關

//對可逆過程，F(xiàn)=pA,所以，，五、熱量一、熱量的定義：熱力學系統(tǒng)和外界之間僅僅由于溫度不同而通過邊界傳遞的能量。二、熱量是過程量；熱量是傳遞的能量（瞬時量）。熱量是物體間通過紊亂的分子運動發(fā)生相互作用而傳遞的能量；而功則是物體間通過有規(guī)則的微觀運動或宏觀運動發(fā)生相互作用而傳遞的能量。三、熱量符號：系統(tǒng)吸熱時熱量為正，系統(tǒng)放熱時熱量為負。

1、熱量與功量的類比：

勢（勢參數(shù)）：推動能量傳遞的作用力，如p,T。狀態(tài)坐標：其變化可作為衡量某種能量傳遞作用的標志，如v。四、熵的導出及定義：

功量：

勢：p

狀態(tài)坐標:V熱量：

勢：T

狀態(tài)坐標:

？

取描述熱量傳遞的狀態(tài)坐標為熵：S,單位為J/K。因此有對1kg工質(zhì)：和

，2、熵及溫熵圖（T-s圖）1）熵的定義：熵的增量等于系統(tǒng)在可逆過程中交換的熱量除以傳熱時的絕對溫度所得的商。2）熵是工質(zhì)的一個狀態(tài)參數(shù)3）熵的變化可判斷熱量傳遞的方向。4）T-s圖T-s圖中過程曲線與橫坐標所夾的面積表示熱量。六、工質(zhì)的比熱容2、影響比熱容的因素⑴物量單位質(zhì)量熱容(比熱容)c——1kg物質(zhì)溫度升高1K(或1℃)所需的熱量，摩爾熱容——1mol物質(zhì)溫度升高1K(或1℃)所需要的熱量，用Cp,m及Cv,m表示，單位為J/(mol·K)。容積熱容——標準狀態(tài)下1m3的氣體溫度升高1?K(或1?℃)所需要的熱量，用Cp及Cv表示，單位為J/(m3·K)。1、定義：

1kg物質(zhì)溫度升高1K(或1℃)所需的熱量。⑵熱力過程性質(zhì)熱量是過程量。比熱容與熱力過程有關。定容過程的比熱容稱為比定容熱容cv

,定壓過程的比熱容稱為比定壓熱容cp.設比熱比

k=cp/cv.k又稱絕熱指數(shù)。比熱容是隨著溫度的升高而增大的。1）真實比熱容考慮溫度對比熱容的影響2）平均比熱容考慮溫度對比熱容的影響3）定值比熱容不考慮溫度對比熱容的影響，把比熱容作為常量。⑶加熱時工質(zhì)的狀態(tài)七、理想氣體狀態(tài)方程式理想氣體狀態(tài)方程式（克拉貝龍方程）：

對1mol理想氣體：

pVm＝RT

R＝8.314510J/(mol·K)—摩爾氣體常數(shù)；Vm—摩爾容積，m3/mol

。

對1kg理想氣體：pv＝RgT

Rg＝R/M—氣體常數(shù)，M—摩爾質(zhì)量。

對n(mol)理想氣體：

pV＝nRT

對m(kg)理想氣體：

pV＝mRgT

理想氣體狀態(tài)方程式表示了三個基本狀態(tài)參數(shù)之間的內(nèi)在聯(lián)系。狀態(tài)方程式：三個基本狀態(tài)參數(shù)(p,v,T

)之間的函數(shù)關系，即：F(p,v,T)＝0顯函數(shù)形式：T＝f1(p，v)，p＝f2(v，T)，v＝f3(p，T)

理想氣體：相互之間沒有作用力的質(zhì)點組成的可壓縮流體。第二節(jié)熱力學第一定律一、熱力學第一定律熱能可以轉(zhuǎn)換為機械能。機械能也能轉(zhuǎn)換為熱能。轉(zhuǎn)換中能量的總量守恒。即

W=Q

[J]W---功Q---熱量熱力學第一定律是能量轉(zhuǎn)換和守恒定律在熱力學上的應用。二、熱力學能U熱力學能U是系統(tǒng)內(nèi)部各種形式能量的總和。包括內(nèi)動能（是溫度的函數(shù)）和內(nèi)位能（是壓力或比體積的函數(shù)）。熱力學能也是工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)。對理想氣體，熱力學能僅是溫度的單值函數(shù)。U=f(T)系統(tǒng)的總能量E（J）：宏觀動能宏觀位能三、閉口系統(tǒng)能量方程式

閉口系統(tǒng)與外界間可能發(fā)生的能量交換：Q和W

一般不作整體位移，Ek與Ep的變化均為零，因此與外界交換能量（功量W、熱量Q）的結(jié)果只是導致熱力學能U的變化。

對于熱力過程1-2,有

對1kg工質(zhì)，有

正、負號規(guī)定：系統(tǒng)吸熱為正，放熱為負；系統(tǒng)對外作功為正，外界對系統(tǒng)作功為負。

上式既適用于準靜態(tài)過程，也適用于非準靜態(tài)過程。

對于微元過程，有閉口系統(tǒng)能量方程式說明：閉口系統(tǒng)在熱力過程中從外界接受的熱量，一部分用于增加系統(tǒng)的熱力學能，另一部分用于對外界作功。閉口系統(tǒng)能量方程式的應用：定容過程的加熱量或放熱量的計算；發(fā)動機壓縮、燃燒、膨脹過程能量計算等。

對可逆過程:四、開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動能量方程式及焓1、開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動能量方程式整個系統(tǒng)各點的熱力狀態(tài)和流速、流量均不隨時間而變化的流動稱為穩(wěn)定流動。上式說明：穩(wěn)定流動過程中，系統(tǒng)接受的熱量，一部分用于對外輸出軸功及凈推動功，另一部分則用于使流過系統(tǒng)的工質(zhì)增加熱力學能、宏觀動能及重力位能。軸功：一般為通過機器軸所傳遞的功。推動功：在進、出口界面上為推動工質(zhì)進、出系統(tǒng)所傳遞的功。2、焓1）焓的定義焓也是工質(zhì)的一個狀態(tài)參數(shù)。理想氣體的焓也是溫度的單值函數(shù)。(pv=RgT)2）引入焓之后的穩(wěn)定流動能量方程式

3）焓的物理意義：焓并不能看作是工質(zhì)儲存的能量，而是隨工質(zhì)流動跨越邊界而轉(zhuǎn)移的能量。熱力學能是工質(zhì)內(nèi)部儲存能量的唯一形式。由，有即←熱力學第一定律的另一主要形式。，3、開口系統(tǒng)穩(wěn)定流動能量方程式的應用氣體在噴管中的流動；發(fā)動機進氣、排氣過程等。第三節(jié)氣體的熱力過程在發(fā)動機中熱能向機械能的轉(zhuǎn)換是通過工質(zhì)狀態(tài)的變化及熱力過程來實現(xiàn)的，因此對熱力過程基本規(guī)律進行分析是很重要的。分析熱力過程的目的是：1、確定熱力過程中氣體狀態(tài)參數(shù)的變化規(guī)律；2、揭示出熱力過程中能量變換的特性。假設工質(zhì)為理想氣體，熱力過程為可逆過程，比熱容為定值比熱容。一、定容過程1、過程方程式v=常量2、p-v圖、T-s圖在p-v圖上，定容過程曲線為一條垂直于v軸的鉛垂線。在T-s圖上，定容過程曲線為一條對數(shù)曲線。3、狀態(tài)參數(shù)的變化4、能量的變化（略）

比體積保持不變時系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化所經(jīng)歷的過程。二、定壓過程1、過程方程式p=常量2、p-v圖、T-s圖在p-v圖上，定壓過程曲線為一條平行于v軸的水平線。在T-s圖上，定壓過程曲線為一條較為平坦的對數(shù)曲線。3、狀態(tài)參數(shù)的變化4、能量的變化（略）///

壓力保持不變時系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化所經(jīng)歷的過程三、定溫過程1、過程方程式T=常量2、p-v圖、T-s圖在p-v圖上，定溫過程曲線是一條等邊雙曲線。在T-s圖上，定溫過程曲線是一條平行于s軸的水平線。3、狀態(tài)參數(shù)的變化4、能量的變化（略）

溫度保持不變時系統(tǒng)狀態(tài)發(fā)生變化所經(jīng)歷的過程四、絕熱過程（定熵過程）1、過程方程式2、p-v圖、T-s圖在p-v圖上，絕熱過程曲線是一條高次雙曲線。在T-s圖上，絕熱過程曲線是一條平行于T軸的垂直線。

系統(tǒng)與外界不發(fā)生熱量交換時所經(jīng)歷的過程。

無功耗散的準靜態(tài)絕熱過程即為定熵過程，因此有3、狀態(tài)參數(shù)的變化4、能量的變化（略）五、多變過程(1)過程方程式

各種熱力過程，其過程方程式通常都可以表示為下述形式：式中，n為多變指數(shù)，-∞<n<+∞。

前述的四種典型過程均為多變過程的一個特例：

當n=0時，pv0=p=常量，即為定壓過程；

當n=1時，pv=常量，即為定溫過程；

當n=κ時，pvκ=常量，即為絕熱過程；

當n=∞時，p1/nv=p0v=v=常量，即為定容過程。2、p-v圖、T-s圖多變過程在狀態(tài)參數(shù)坐標圖上的一些規(guī)律：

①n值順時針方向增大。②dv>0,功量為正。③ds>0,熱量為正。//④dT>0→du>0，dh>0。3、狀態(tài)參數(shù)的變化4、能量的變化（略）第四節(jié)熱力學第二定律熱力學第二定律說明了熱能向機械能轉(zhuǎn)換時過程的方向性、條件及限度問題。一、熱力學第二定律的兩種表述方法說法1：開爾文-普朗克說法（針對熱功轉(zhuǎn)換問題，說明熱功轉(zhuǎn)換條件）：

“不可能建造一種循環(huán)工作的機器，其作用只是從單一熱源吸熱并全部轉(zhuǎn)變?yōu)楣Α薄?/p>

“第二類永動機（單熱源熱機）是造不成的”。

“熱機的熱效率不可能達到100%”

。即熱機工作時除了有高溫熱源提供熱量外，同時還必須有低溫熱源，把一部分來自高溫熱源的熱量排給低溫熱源，作為實現(xiàn)把高溫熱源提供的熱量轉(zhuǎn)換為機械功的必要補償。說法2：克勞修斯說法（針對傳熱問題，說明熱量傳遞過程的方向性。）“不可能使熱量由低溫物體向高溫物體傳遞而不引起其他的變化”。即當利用制冷機實現(xiàn)由低溫物體向高溫物體傳遞熱量時，還必須消耗一定的機械功，并把這些機械功轉(zhuǎn)變?yōu)闊崃糠懦?，以此作為由低溫物體向高溫物體傳遞熱量的補償。熱力學第二定律的概括性表述：一切自發(fā)地實現(xiàn)的涉及熱現(xiàn)象的過程都是不可逆的。二、熱力循環(huán)使工質(zhì)經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化重新回到原來狀態(tài)的全部過程，稱為熱力循環(huán)。重復這些循環(huán)就能連續(xù)不斷地把熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能。循環(huán)又分為正向循環(huán)和逆向循環(huán)。正向循環(huán)(熱機循環(huán)）：將燃料燃燒放出的熱能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械功，實現(xiàn)熱功轉(zhuǎn)換的熱力循環(huán)。逆向循環(huán)（制冷循環(huán)）：消耗一定的機械功，實現(xiàn)熱量由低溫物體向高溫物體傳遞的循環(huán)。1、熱機循環(huán)

吸熱量

放熱量循環(huán)凈功熱機循環(huán)熱效率

實踐證明：企圖不向溫度較低的環(huán)境放熱而把高溫物體的熱能連續(xù)地完全轉(zhuǎn)換為機械能是不可能的。

2、制冷循環(huán)吸熱量放熱量耗功制冷系數(shù)實踐證明，企圖不消耗機械功而實現(xiàn)由低溫物體向高溫物體傳遞熱量是不可能的。三、卡諾循環(huán)和卡諾定理1、卡諾循環(huán)的組成卡諾循環(huán)：利用兩個熱源，由兩個可逆定溫過程和兩個可逆絕熱組成的熱機循環(huán)。2、卡諾循環(huán)的熱效率3、卡諾定理在兩個給定的熱源間工作的所有熱機，不可能具有比可逆熱機更高的熱效率。推論：在兩個給定的熱源間工作的熱機，其循環(huán)熱效率的最大限度等于卡諾循環(huán)的熱效率。卡諾循環(huán)及卡諾定理的理論指導意義在于它揭示了在一定溫差間工作的熱機循環(huán)的最高極限，指出了提高熱效率的方向——即提高工質(zhì)吸熱時的溫度和降低工質(zhì)放熱時的溫度。但提高工質(zhì)吸熱時的溫度往往受金屬材料耐溫性質(zhì)的限制，降低工質(zhì)放熱時的溫度又受限于自然環(huán)境的溫度。所有發(fā)動機的熱效率就必須有一個理論上的極限值。實際循環(huán)由于有摩擦、節(jié)流、渦流以及溫差傳熱等影響因素的存在，其熱效率必低于相應的可逆循環(huán)。四、孤立系統(tǒng)的熵增原理1、孤立系統(tǒng)的熵增原理

dSiso≥0即孤立系統(tǒng)的熵變不可能減小，不可逆過程中孤立系統(tǒng)的熵總是不斷增大，可逆過程中孤立系統(tǒng)的熵保持不變。上述原理稱為孤立系統(tǒng)熵增原理。2、熵是孤立系統(tǒng)內(nèi)過程方向性的判據(jù)用以判斷過程實現(xiàn)的可能性。凡是符合熵增原理的就能實現(xiàn)，反之，兩者熵的總和減少的過程是不可能實現(xiàn)的。推論：孤立系統(tǒng)內(nèi)過程的方向只能朝著熵增加的方向進行。（因為可逆過程實際是不存在的。）熵增原理給熱力學分析帶來了很大方便。1）以空氣為工質(zhì)，并視為理想氣體，在整個循環(huán)中工質(zhì)物理及化學性質(zhì)保持不變，比熱容為常數(shù)。2）忽略發(fā)動機進排氣過程，將實際的開口循環(huán)簡化為閉口循環(huán)。3）把壓縮和膨脹過程簡化成理想的絕熱等熵可逆過程，忽略工質(zhì)與外界的熱量交換及其泄漏對循環(huán)的影響。4）將燃燒過程簡化為等容、等壓或混合加熱過程，將排氣過程簡化為等容放熱過程。5）所有過程為可逆過程一、實際循環(huán)向理論循環(huán)簡化的假設條件第五節(jié)發(fā)動機理論循環(huán)

（見教材第一章第一節(jié)）二、理論循環(huán)的評價指標1、循環(huán)熱效率ηt定義：工質(zhì)所做循環(huán)功與循環(huán)加熱量之比。式中：W—mkg工質(zhì)的循環(huán)凈功[J]Q1、Q2—mkg工質(zhì)在循環(huán)中吸收、放出的熱量[J]ηt用來評定循環(huán)中的經(jīng)濟性。2、循環(huán)平均壓力pt定義：單位氣缸工作容積所做的循環(huán)功。式中：Vs—氣缸工作容積[L]Pt用來評定循環(huán)的動力性。

(a)等容加熱循環(huán)(b)等壓加熱循環(huán)(c)混合加熱循環(huán)三、四沖程內(nèi)燃機的理論循環(huán)三、三種理論循環(huán)1、三種理論循環(huán)的p-v圖混合加熱循環(huán)的p-v圖定容加熱循環(huán)的p-v圖定壓加熱循環(huán)的p-v圖///循環(huán)特性參數(shù)定義：

實際循環(huán)：

0-1進氣過程（由于進氣阻力，氣缸內(nèi)壓力稍低于環(huán)境壓力）

1-2壓縮過程（由于傳熱作用，多變指數(shù)變化）

2-3-4燃燒過程（燃燒需要時間）

4-5膨脹(作功)過程（由于傳熱，多變指數(shù)變化）

5-0

自由排氣過程＋強制排氣過程（一）、混合加熱循環(huán)（薩巴特循環(huán)）

理想化：1.熱力過程的理想化①進氣過程→0-1大氣壓力下定壓進氣②壓縮過程→1-2定熵（絕熱）壓縮③燃燒過程→2-3定容加熱＋3-4定壓加熱（外熱源加熱）④膨脹過程→4-5定熵（絕熱）膨脹⑤排氣過程→5-1定容放熱＋1-0定壓線2.工質(zhì)以理想氣體對待開口系統(tǒng)簡化為閉口系統(tǒng)（進排氣功近似相等，相互抵消）得到如下理論循環(huán)。

混合加熱循環(huán)的熱效率：利用內(nèi)燃機的特性參數(shù)來表示熱效率：

①壓縮比：②壓力升高比：1-2為絕熱過程2-3為定容過程3-4為定壓過程③預脹比：4-5為絕熱過程混合加熱循環(huán)熱效率將各點溫度與特性參數(shù)的關系代入熱效率表達式，得到可見：。；混合加熱循環(huán)的循環(huán)凈功：利用循環(huán)中各狀態(tài)間的參數(shù)關系，可以得到可見：。（二）、定容加熱循環(huán)和定壓加熱循環(huán)①定容加熱循環(huán)（奧圖循環(huán)）特點：ρ＝1，為混合加熱循環(huán)的一個特例，將ρ＝1代入混合加熱循環(huán)的熱效率及循環(huán)凈功的表達式，即分別有可見：。；②定壓加熱循環(huán)（笛塞爾循環(huán)）

特點：λ＝1，為混合加熱循環(huán)的一個特例，將λ