第四章-理想氣體的熱力性質(zhì)

鍋爐汽輪機(jī)

發(fā)電機(jī)給水泵

凝汽器過熱器

1234工質(zhì)：實(shí)現(xiàn)熱能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的媒介物質(zhì)。1工程應(yīng)用的兩大類工質(zhì)理想氣體實(shí)際氣體熱力性質(zhì)可以用簡單的式子進(jìn)行描述。如：內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)中以空氣為主要成分的燃?xì)?、空調(diào)中的濕空氣等。熱力學(xué)不能用簡單的式子進(jìn)行描述，真實(shí)工質(zhì)。如：火電廠蒸汽動力循環(huán)中的水和水蒸氣、空調(diào)制冷循環(huán)中的制冷劑。2第四章理想氣體的熱力性質(zhì)3第一節(jié)理想氣體及其狀態(tài)方程理想氣體凡是遵循克拉貝龍狀態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。1kmol：n

kmol：

1kg：mkg：狀態(tài)方程摩爾體積氣體常數(shù)摩爾氣體常數(shù)4摩爾體積Vm相同溫度和壓力下任何理想氣體的摩爾體積相同。阿伏伽德羅定律：在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下：p=101325Pa，T=273.15K時對于任意氣體：5氣體常數(shù)R——摩爾（通用）氣體常數(shù)Rg——?dú)怏w常數(shù)與氣體種類無關(guān)與氣體種類有關(guān)6計算時的注意事項(xiàng)絕對壓力熱力學(xué)溫度單位統(tǒng)一7理想氣體的微觀模型氣體分子是不占據(jù)體積的彈性質(zhì)點(diǎn)。氣體分子相互之間沒有任何作用力。理想氣體現(xiàn)實(shí)中沒有理想氣體當(dāng)實(shí)際氣體的p

很小、v

很大的時候，即處于遠(yuǎn)離液態(tài)的稀薄狀態(tài)時，可以視為理想氣體。8第二節(jié)理想氣體的比熱容計算熱力學(xué)能、焓、熵都需要用到比熱容熱容：（質(zhì)量）比熱容：摩爾熱容：體積熱容：9比熱容是過程量還是狀態(tài)量？TOsab1Kcacb使用某些特定過程的比熱容比定容熱容比定壓熱容10比定容熱容cV對于任意的可逆過程：u是狀態(tài)量：定容過程11比定壓熱容cp對于任意的可逆過程：h是狀態(tài)量：定壓過程12cV和cp的說明cV和cp，過程已定，可以當(dāng)做狀態(tài)量。推導(dǎo)過程沒有引入理想氣體的假設(shè)，適用于任何氣體。cV的物理意義：定容變化時1kg工質(zhì)變化1K時熱力學(xué)能的增量。cp的物理意義：定壓變化時1kg工質(zhì)變化1K時焓的增量。u、h、s的計算要用到cV和cp。13理想氣體熱力學(xué)能和焓的微觀解釋熱力學(xué)能=內(nèi)動能+內(nèi)位能Tv理想氣體分子間無作用力，熱力學(xué)能僅決定于內(nèi)動能。理想氣體的u和h僅為T的函數(shù)14理想氣體的比熱容一般工質(zhì)：理想氣體：邁耶公式15理想氣體比熱容及熱量的計算真實(shí)比熱容平均比熱容平均比熱容的直線關(guān)系式定值比熱容16真實(shí)比熱容理想氣體：實(shí)驗(yàn)研究：17平均比熱容cOtt1t2c=c(t)表A-4a、A-4b18平均比熱容的直線關(guān)系式cOtt1t2c=c(t)bt表A-519定值比熱容比熱容單原子氣體雙原子氣體多原子氣體cV（CV,m）cp（Cp,m）20第三節(jié)理想氣體的比熱力學(xué)能和比焓及比熵1、△u1)、真實(shí)比熱容：2)、平均比熱容：使用條件3)、定值比熱容：理想氣體、任意過程212、△h理想氣體、任意過程1)、真實(shí)比熱容：2)、平均比熱容：3)、定值比熱容：222、△s熵的定義：可逆過程：理想氣體23理想氣體、任意過程1)、真實(shí)比熱容：2)、平均比熱容：3)、定值比熱容：24第四節(jié)理想氣體混合物分壓力定律p1VTpVTp2VTp3VT分壓力pi分壓力狀態(tài)是每種組元?dú)怏w在混合氣體中的實(shí)際存在狀態(tài)。25分體積定律pTVpTV1pTV2pT

V3分體積Vi分體積狀態(tài)不是每種組元?dú)怏w在混合氣體中的實(shí)際存在狀態(tài)。26混合物的成分設(shè)混合氣體由1,2,3,…,n種氣體組成質(zhì)量分?jǐn)?shù)：摩爾分?jǐn)?shù)：體積分?jǐn)?shù)：27

之間的換算28折合摩爾質(zhì)量和折合氣體常數(shù)設(shè)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為Meq，摩爾數(shù)為n，則混合氣體質(zhì)量：平均摩爾質(zhì)量為Meq平均氣體常數(shù)：