工程热力学气体的热力性质

工程热力学气体的热力性质第1页，共22页，2023年，2月20日，星期一本章基本要求1掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并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

2掌握理想气体平均比热的概念和计算方法第2页，共22页，2023年，2月20日，星期一本章重点

1理想气体的热力性质

2理想气体状态参数间的关系3理想气体比热第3页，共22页，2023年，2月20日，星期一5.1理想气体状态方程一理想气体定义忽略气体分子间相互作用力和分子本身体积影响,仅具有弹性质点的气体，注意：当实际气体p→0v→的极限状态时，气体为理想气体。二理想气体状态方程的导出

V：nKmol气体容积m3；V：质量为mkg气体所占的容积；P：绝对压力Pa；v：比容m3/kg；T：热力学温度K状态方程VM：摩尔容积m3/kmol；RM

：通用气体常数，J/kmol·K；第4页，共22页，2023年，2月20日，星期一理想气体状态方程1、状态方程式反映平衡状态参数之间数量关系的方程，它只用于平衡状态，不能用于过程计算。2、必须采用绝对温度和绝对压力，而不能有摄氏温度和表压力。3、各物理量的单位必须与通用气体常数协调一致。第5页，共22页，2023年，2月20日，星期一工程热力学的两大类工质

1、理想气体（idealgas）可用简单的式子描述

如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气、空调中的湿空气等2、实际气体（realgas）不能用简单的式子描述，真实工质

火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质等第6页，共22页，2023年，2月20日，星期一状态方程的应用

1求平衡态下的参数2两平衡状态间参数的计算3标准状态与任意状态或密度间的换算4求气体体积膨胀系数第7页，共22页，2023年，2月20日，星期一

：体积为V的真空罐出现微小漏气。设漏气前罐内压力p为零，而漏入空气的流率与（p0－p）成正比，比例常数为，p0为大气压力。由于漏气过程十分缓慢，可以认为罐内、外温度始终保持T0不变，试推导罐内压力p的表达式。

例2：容器内盛有一定量的理想气体，如果将气体放出一部分后达到了新的平衡状态，问放气前、后两个平衡状态之间参数能否按状态方程表示为下列形式：（a）（b）题解解：放气前、后两个平衡状态之间参数能按方程式（a）形式描述，不能用方程式（b）描述，因为容器中所盛有一定量的理想气体当将气体放出一部分后，其前、后质量发生了变化根据，，而可证。

解例1第8页，共22页，2023年，2月20日，星期一例题1解:由题设条件已知

漏入空气的流率:

罐内的状态方程dV=0;dT=0

积分(P由0到p)得微分（2）

（1）

或或第9页，共22页，2023年，2月20日，星期一计算时注意事项

1、绝对压力2、温度单位

K3、统一单位（最好均用国际单位）第10页，共22页，2023年，2月20日，星期一Rm与R的区别Rm——通用气体常数(与气体种类无关)R——气体常数(随气体种类变化)M-----摩尔质量例如第11页，共22页，2023年，2月20日，星期一

但是,当实际气体p很小,V很大,T不太低时,即处于远离液态的稀薄状态时,可视为理想气体。

哪些气体可当作理想气体T>常温，p<7MPa的双原子分子理想气体O2,N2,Air,CO,H2如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等三原子分子（H2O,CO2)一般不能当作理想气体特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2，可以第12页，共22页，2023年，2月20日，星期一§5-2理想气体的比热

计算内能,焓,热量都要用到比热定义:比热单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量c:质量比热容Mc:摩尔比热容C’:容积比热容C=Mc=22.414C’标准状态第13页，共22页，2023年，2月20日，星期一Ts(1)(2)1K比热容是过程量还是状态量?c1c2用的最多的某些特定过程的比热容定容比热容定压比热容第14页，共22页，2023年，2月20日，星期一定容比热容cv任意准静态过程u是状态量，设

定容物理意义：v时1kg工质升高1K内能的增加量第15页，共22页，2023年，2月20日，星期一定压比热容cp任意准静态过程h是状态量，设

定压物理意义：p时1kg工质升高1K焓的增加量第16页，共22页，2023年，2月20日，星期一cv和cp的说明1、

cv和cp

，过程已定,可当作状态量。2、前面的推导没有用到理想气体性质，所以适用于任何气体。3、梅耶公式： ，，比热比：第17页，共22页，2023年，2月20日，星期一定值、真实、平均比热

定值比热：凡分子中原子数目相同因而其运动自由度也相同的气体，它们的摩尔比热值都相等，称为定值比热

真实比热：相应于每一温度下的比热值称为气体的真实比热。比热与温度的函数关系:第18页，共22页，2023年，2月20日，星期一平均比热容

表示两温度间隔内比热容的积分平均值第19页，共22页，2023年，2月20日，星期一理想气体的热力学能，焓和熵理想气体的热力学能和焓是温度的单值函数第20页，共22页，2023年，2月20日，星期一熵：

已知(T,P)已知（T,V）已知（P,V）第21页，共22页，2023年，2月20日，星期一

本章应注意的问题

2．考虑比热随温度变化后，产生了多种计算理想气体热力参数变化量的方法，要