高职工程热力学课件02理想气体的性质

1

第二章

理想气体的性质

Properties

of

ideal

gas2

一、

理想气体状态方程

(perfect

gas、ideal

gas、permanent

gas)1、理想气体的基本假设

分子为不占体积的弹性质点除碰撞外分子间无作用力2、为什么要研究理想气体?

为分析问题方便工程上具有实际意义3、什么样的气体可以处理为理想气体3

二、理想气体的状态方程—ideal-gas

equationPam3

kg气体常数：J/(kg.K)K例

试按理想气体状态方程求空气在表列温度、压力条件下的比体积v，并与实测值比较。已知：空气气体常数Rg=287.06J/(kg·K)解：R=MRg=8.3145J/(mol.K)几点说明1、R为理想气体常数，与气体性质有关而与状态无关。2、在某一状态，P，V，T

中任意两个状态确定，第三个参数可由方程确定。3、P，V，T中任意两个状态确定，气体的状态也就确定。4、单位三、气体常数与通用气体常数

1、与物质种类无关2、与状态无关3、与过程无关标准状态：小结例题：煤气表上读得煤气消耗量是68.37m3，使用期间煤气表的平均表压力是44mmH2O，平均温度为17℃，大气平均压力为751.4mmHg，求：

1）消耗多少标准m3的煤气；

2）其他条件不变，煤气压力降低到30mmH2O，同样读数相当于多少标准m3煤气；

3）其它同1）但平均温度为30℃，又如何？解：1）由于压力较底，故煤气可作理想气体2）3）强调：气体p,T改变,容积改变,故以V作物量单位,

必与条件相连。9

§2–2理想气体的比热

—specific

heat;

specific

heat

capacity一、定义和分类定义：c与过程有关

c是温度的函数分类：按物量质量热容（比热容）cJ/(kg·K)

(specific

heat

capacity

per

unit

of

mass)

体积热容

c'

J/（Nm3·K）

(volumetric

specific

heat

capacity)

摩尔热容

CmJ/（mol·K）

(mole

specific

heat

capacity)注：

Nm3为非法定表示法，标准表示法为“标准m3”

几点讨论1、与气体所采用的物理单位有关2、与气体的性质有关3、与气体的过程性质有关4、与工质所处的状态有关11

1.

定容比热定容过程

dv=0二、定容比热与定压比热12

2.

定压比热定压过程

dp=013

3.定容比热与定压比热的关系

迈耶公式（Mayer’s

formula）14

5.讨论a)

cp与cV均为温度函数,但cp–cV恒为常数：Rg

b)(理想气体)cp恒大于cv15

b与c温度相同,均为(T+1)K而16

6、理想气体的比热比γ

(specific

heat

ratio;

ratio

of

specific

heat

capacity)注：理想气体可逆绝热过程的绝热指数

(adiabatic

exponent;

isentropic

exponent)κ=γ

17

四.利用比热容计算热量原理:

对cn作不同的技术处理可得精度不同的热量计算方法:

1、定值比热容2、真实比热容积分3、利用平均比热表4、利用平均比热直线18

1.定值比热容(invariable

specific

heat

capacity)

但多原子误差更大19

2.利用真实比热容(true

specific

heat

capacity)积分3.利用平均比热容表(mean

specific

heat

capacity)T1,

T2均为变量,

制表太繁复

=面积amoda-面积bnodb21

而由此可制作出平均比热容表22

附:线性插值23

4.平均比热直线式

令cn=a+bt,则即为区间的平均比热直线式

1)t的系数已除过2

2)t需用t1+t2代入注意:24

单原子气体

i=3双原子气体

i=5多原子气体

i=625

三、理想气体混合物考虑气体混合物的基本原则：混合气体的组分都处理想气体状态，则混合气体

也处理想气体状态；混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数

与组分气体质量之和及分子数之和相同；即有：即理想气体混合物可作为Rg混和M混的“某种”理想气体。

(reduced

gas

constant

of

a

mixture)(reduced

molar

mass

of

a

mixture)

26

四、混合气体的分压力定律和分容积定律1.分压力定律(Dalton

law

of

partial

pressure)

分压力——组分气体处在与混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力。

27

2、分容积定律(law

of

partial

volume)

分容积——组分气体处在与混合气体同温同压单独

占有的体积。28

五、混合气体成分2.体积分数(volume

fraction

of

a

mixture)3.摩尔分数(mole

fraction

of

a

mixture)1.质量分数(massfractionofamixture)29

4.各成分之间的关系30

6.利用混合物成分求M混和Rg混

a)已知质量分数31

b)已知摩尔分数

例