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文档简介

热流科学与工程教育部重点实验室

KeyLaboratoryofThermo-FluidScienceandEngineeringofMOE

工程热力学EngineeringThermodynamics第3章气体和蒸汽的热力性质3.1理想气体一、宏观定义

若基本状态参数p、v、T满足方程这样的气体称为理想气体。二、微观定义假定：1）气体分子是些弹性的、不占体积的质点；

2）气体分子间没有相互作用力。

理想气体是一种实际上不存在的假想气体，它是压力趋近于零，比体积趋近于无穷大时的极限状态。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。23.2理想气体的状态方程f(p,v,T)=0根据理想气体宏观定义:令常数为Rg单位：p－Pa；v－m3/kg;T－K;Rg－J/(kg.K)

Rg为气体常数，它与气体的种类有关，常用气体的气体常数请看p393附表2

若物质的量m可以kg为单位，物质的量n可以mol为单位，用M表示物质的摩尔质量，则1mol气体的体积以Vm表，对状态方程式两边同乘以M得

所以MRg与物质的种类无关（也与状态无关）。令R＝MRg，

R称为摩尔气体常数。取标准状态参数得由于1摩尔的任何气体在压力p,温度T的状态下的摩尔体积相等。各种气体的气体常数理想气体状态方程可有以下四种形式：3.3理想气体的比热容3.3.1比热容的定义物体升高1K所需的热量称为热容，以C表示，1kg物质升高1K所需的热量称为比热容，单位J／(kg.K),以c表示，1mol物质的比热容称为摩尔热容，单位J／(mol.K)，符号为Cm

比热容c应与过程有关，不同的过程比热容不同。工程中常用的有比定容热容和比定压热容。3.3.2理想气体的比定压热容和比定容热容应用第一定律，并假定过程可逆则有：

热力学能包含内动能和内位能。对于理想气体其分子间无作用力，所理想气体的热力学能只含有内动能，而内动能只与温度有关，所以理想气体的热力学能是温度的单值函数,即u=u(T),而h=u+pv＝u+RgT,所以理想气体的焓也是温度的单位函数，即h=h(T).上式乘摩尔质量M，则有：比热容比3.3.3理想气体比定压热容与比定容热容的关系迈耶公式3.3.4理想气体比热容的计算3.3.4.1真实比热容

附表4(p439)中给出了真实摩尔比定压热容的无量纲三次方经验关系式。3.3.4.2平均比热容表(附表5，p440）对于一个定压过程，如果要计算过程的吸热量，则称为平均定压比热容。3.3.4.3平均比热容直线关系

上式称为比热容的线性关系。附表6，p441给出了一些常用气体的平均比热容直线关系式。3.3.4.4定值比热容

由分子运动论也可导出1mol理想气体的热力学能由些得出理想气体的摩尔定容比热容，定压比热容的比热容比。i是分子运动的自由度，单原子

i＝3，双原子i＝5，多原子取i＝71.291.401.67多原子气体（i＝7）双原子

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