工程热力学 第3章 气体的热力性质

第三章气体的热力性质目录010203理想气体与实际气体理想气体的比热容理想气体的热力过程01理想气体与实际气体1.1理想气体的定义微观假定（1）气体分子是弹性的，不占体积的质点。（2）除弹性碰撞外，气体分子间没有作用力。气体的状态参数pvT满足方程理想气体实际上是一种不存在的假想气体，它是压力趋近于零，比体积趋近于无穷大的极限状态。但工程中很多气体远离液态时，接近于理想气体的假设条件。宏观1.2理想气体与实际气体实际气体理想气体P0v无穷大压力不太大、温度较高的双原子、单原子气体空气烟气PvT水蒸气制冷剂蒸气石油气2.1理想气体状态方程的形式理想气体的宏观定义R——气体常数与气体的种类有关，J/（kg*K）——1kg气体的状态方程（2-1）（2-1）两边同乘质量m——mkg气体的状态方程（2-2）（2-1）两边同乘质量M——1mol气体的状态方程（2-3）P，T相同时，1mol任何气体的摩尔体积均相同R0——通用气体常数与气体的种类、状态无关，J/（kmol*K）（2-3）两边同乘摩尔数n——nmol气体的状态方程（2-4）R0=？？？计算时一定注意量纲！！4种状态方程的形式根据实际情况选用！！2.2状态方程的应用已知气体的摩尔质量M，求该气体的气体常数；根据已知参数，求基本状态参数P、V、T；（P21例2-1）某一种工质（气体）不同状态下的参数关系；例1:求标准状态下空气的比体积和密度。例2：已知N2的

，求（1）N2的气体常数。（2）标准状态下N2的比体积和密度；（3）MPa，℃时的摩尔体积。例3：有一充满气体的容器，体积为5m3，压力表读数为250kPa，温度计读数为40℃。求标准状态下气体的体积为多少？（大气压B=100kPa）理想气体的比热容023.1比热容的定义三者的换算关系单位物量的物质，温度升高（或降低）1K（1℃），所吸收（或放出）的热量。质量比热容c体积比热容c’摩尔比热容cM3.2定压比热容与定容比热容定压比热容定压质量比热容定压体积比热容定压摩尔比热容定容比热容定容质量比热容定容体积比热容定容摩尔比热容定容加热定压加热定压比热容定容比热容——迈耶公式——比热容比（比热比）3.3比热容的计算3.3.1真实比热容对于理想气体，气体的比热容是温度T的单值函数。——热量是cn曲线在坐标图上

的垂直投影面积。3.3.2平均比热容真实比热容在某一范围内的平均值就是平均比热容。平均比热容是真实比热容在合理可接受范围内的简化计算。可各种常用气体不同温度段的平均比热值列表。但T1T2均为变量，制表复杂。由此可制作出平均比热容表通过查平均比热容表可查得任意温度对应的比热，计算得出相应温度区间的比热。表中两个温度之间的值，利用线性差值法。17了解：

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22)t

需用t1+t2代入注意:3.3.3定值比热容据气体分子运动理论，可导出定值比热容在温度区间较小，且比热容值变化不大的情况下取用，会存在一定误差。i——分子运动的自由度数目多原子误差更大，将多原子i=6，增加到7练习巩固：P32例题3-4理想气体的热力过程031.分析热力过程的目的热力过程构成循环，完成能量的转换使工质达到一定的热力状态2.热力过程中工质参数变化值的计算初、终状态基本参数的计算热力学能、焓和熵的变化值的计算理想气体状态方程式过程方程式3.热力过程中传递能量的计算功量热量4.分析热力过程的一般步骤(1)根据过程特点确定过程方程式(2)用过程方程或状态方程计算初、终态参数(3)在p-vT-s图上画出过程曲线(4)确定工质的初、终状态u、h、s的变化(5)计算膨胀功，技术功和过程热量5.典型热力过程1）定容过程pvTs2112（4）uhs（5）热量功量？？（1）过程方程式（2）初终状态参数2）定压过程pvTs1212（4）uhs（5）热量功量？？（1）过程方程式（2）初终状态参数3）定温过程（4）uhs？？（1）过程方程式（2）初终状态参数pvTs12123）定温过程（5）热量功量pvTs1212=??4）定熵过程pvTs2121（4）uhs（5）热量功量？？（1）过程方程式（2）初终