工程热力学第六版素材第二章

1、第二章气体的热力性质本章要求：掌握理想气体和实际气体概念，熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。了解实际气体状态方程的各种表述形式及应用的适用条件。基本概念、不占有体积的理想气体：气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力(引力和斥力)质点所构成。1K(1C)温度变化1K比热：单位物量的物体，温度升高或降低定容比热：在定容情况下，单位物量的物体,该物体的定容比热。所吸收或放出的热量，称为该物体的比热。(1C)所吸收或放出的热量，称为定压比热：在定压情况下，单位物量的物体,该物体的定压比热。温度变化1K(1C)所吸收或放出的热量，称为定压质量比热：在定压过程中，单位质量

2、的物体,换的热量，称为该物体的定压质量比热。定压容积比热：在定压过程中，单位容积的物体,当其温度变化当其温度变化1K(1C)时,物体和外界交1K(1C)时,物体和外界交换的热量，称为该物体的定压容积比热。定压摩尔比热：在定压过程中，单位摩尔的物体,换的热量，称为该物体的定压摩尔比热。定容质量比热：在定容过程中，单位质量的物体,换的热量，称为该物体的定容质量比热。定容容积比热：在定容过程中，单位容积的物体,换的热量，称为该物体的定容容积比热。定容摩尔比热：在定容过程中，单位摩尔的物体,换的热量，称为该物体的定容摩尔比热。当其温度变化当其温度变化当其温度变化当其温度变化1K1K1K1K(1C)(1

3、C)(1C)(1C)时,时,时,时,物体和外界交物体和外界交物体和外界交物体和外界交对比参数：各状态参数与临界状态的同名参数的比值。对比态定律:对于满足同一对比态方程式的各种气体，对比参数Pr、L和Vr中若有两个相等,则第三个对比参数就一定相等，物质也就处于对应状态中。2. 常用公式理想气体状态方程1.pvRT式中p一绝对压力Pam3/kgv比容T一热力学温度适用于1千克理想气体。2.pVmRT式中V质量为mkg气体所占的容积适用于m千克理想气体。pVmR0T式中Vm=Mv气体的摩尔容积，m3/kmol;Ro=MR-通用气体常数，J/kmolK适用于1千摩尔理想气体。4.pVnR0T式中VnK

4、mol气体所占有的容积，m3;n气体的摩尔数，n,kmolM适用于n千摩尔理想气体。5.通用气体常数：R0R08314J/Kmol-KR0与气体性质、状态均无关。6.气体常数：RR。8314J/kg-KR与状态无关，仅决定于气体性质。7.AMp2V2TiT2比热：1.比热定义式：c湍表明单位物量的物体升高或降低1K所吸收或放出的热量。其值不仅取决于物质性质,还与气体热力的过程和所处状态有关。2.质量比热、容积比热和摩尔比热的换算关系:.Mcc'22.4式中c一质量比热，kJ/Kg-kkJ/m3-kc'一容积比热,Mc摩尔比热,kJ/Kmol-kq、,3.定谷比热：cVdTdUv

5、udTTv表明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量。qpdhdTdT表明单位物量的气体在定压情况下升高或降低4.定压比热:Cp1K所吸收或放出的热量。5.梅耶公式:CpCvRC'pC'voRMCpMCvMRRo6.比热比:CpC'pMCpCvC'vMCvR1nRcp范德瓦尔(VanderWaals)方程RT对于1kmol实际气体ap2VMVmRT压缩因子:pvRT对比参数:Pr卫,PcvvrVc3.重要图表常用气体在理想状态下的定压摩尔比热与温度的关系Mcpaoc1Ta2T2a3T3(kJ/(kmol|k)气体分子式a0a1103a2106

6、a3109温度范围(K)最大误差%空气28.1061.96654.8023-1.966127318000.72氢H28.10-1.9159-4.0038-0.870427318001.01氧O225.17715.2022-5.06181.311727318001.19氮N228.907-1.57138.0805-28.725627318000.59一氧化碳CO28.2601.67515.3717-2.221927318000.89二氧化碳CO222.25759.8084-35.01007.469327318000.647水蒸气H2O32.2381.923410.5549-3.595227318

7、000.53乙烯C2H24.1261155.0213-81.545516.975529815000.30丙烯C3H43.7457234.0107-115.127821.735329815000.44甲烷CH419.88750.241612.6860-11.011327315001.33乙烷C2H65.413178.0872-69.37498.714729815000.70丙烷C3H8-4.233306.264-158.631632.145529815000.28几种气体在理想气体状态下的平均定压质量比热容t(C)O2N2H2CO空气CO2H2O00.9151.03914.1951.0401.0

8、040.8151.8591000.9231.04014.3531.0421.0060.8661.8732000.9351.04314.4211.0461.0120.9101.8943000.9501.04914.4461.0541.0190.9491.9194000.9651.05714.4771.0631.0280.9831.9485000.9791.06614.5091.0751.0391.0131.9786000.9931.07614.5421.0861.0501.0402.0097001.0051.08714.5871.0981.0611.0642.0428001.0161.09714

9、.6411.1091.0711.0852.0759001.0261.10814.7061.1201.0811.1042.11010001.0351.11814.7761.1301.0911.1222.14411001.0431.12714.8531.1401.1001.1382.17712001.0511.13614.9341.1491.1081.1532.21113001.0581.14515.0231.1581.1171.1662.24314001.0651.15315.1131.1661.1241.1782.27415001.0711.16015.2021.1731.1311.1892.

10、30516001.0771.16715.2941.1801.1381.2002.33517001.0831.17415.3831.1871.1441.2092.36318001.0891.18015.4721.1921.1501.2182.39119001.0941.18615.5611.1981.1561.2262.41720001.0991.19115.6491.2031.1611.2332.44221001.1041.19715.7361.2081.1661.2412.46622001.1091.20115.8191.2131.1711.2472.48923001.1141.20615.

11、9021.2181.1761.2532.51224001.1181.21015.9831.2221.1801.2592.53325001.1231.21416.0641.2261.1821.2642.554密度p(kg/m3)1.42861.25050.089991.25051.29321.96480.8042几种气体的临界参数和范德瓦尔常数物质名称Tc(K)Pc(MPa)a103(MPa.m6/kmol2)b103(m3/kmol)He5.30.229013.576724.05H233.31.2970224.930426.68N2126.23.39456136.811538.63O2154.85.07663137.642931.68CO2304.27.38696365.292042.78NH3405.511.29830424.381237.30