热工基础与发动机原理 作者 刘永峰 第1章 1.4.pptVIP

1.4.1 理想气体及其状态方程 1.理想气体模型 气体分子之间的平均距离相当大，分子体积与气体的总体积相比可忽略不计； 分子之间没有任何作用力； 分子之间的相互碰撞以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。 1.4.1 理想气体及其状态方程 2. 理想气体的状态方程 当工质为理想气体时，其温度、压力、比体积之间存在一定的函数关系 1.4.1 理想气体及其状态方程 例1-6：体积为0.03 m3的钢瓶内装有氧气，压力为0.7MPa, 温度为20℃.由于使用，压力降至0.28MPa，温度未变，问使用了多少氧气？ 1.4.2 理想气体的比热容 单位质量物质的热容称为该物质的比热容或质量热容，用c表示 2.比定容热容和比定压热容 由于热量是过程量，因此比热容也与热力过程有关，即同种气体同样升高一度，经历不同的热力过程所需要的热量不同。 3.理想气体比热容 (1)真实比热容 实验表明，理想气体的比热容仅是温度的复杂函数，相应于每一温度下的比热值称为气体的真实比热。 (2)平均比热容 (3)平均比热容的直线关系式 工程上为了简化计算，将气体的真实比热容拟合为 温度的直线关系近似式c =a+bt。此式适合于气体工质温度变化范围不大，或计算精确度要求不高的场合。此时热量 4.定值比热容 在精度要求不高或温度范围变化不大的计算及理论分析中，常常使用定值比热容。定值比热容忽略比热容随温度的变化，取比热容为定值。其数值见表1-8。 例1-7：在燃气轮机装置中，用从燃气轮机中排出的气体对空气进行加热（加热在空气回热器中进行），然后将加热后的空气进入燃烧室进行燃烧。若空气在回热器中，从127℃定压加热到327℃,试按下列比热容值计算对每公斤空气所加入的热量。 （1）按平均比热容计算； （2）按比热容随温度变化的直线关系或计算； （3 ）按定值比热容计算； 1.4.3 理想气体的热力学能、焓 理想气体的热力学能和焓仅仅是温度的函数 1.4.4 理想气体的熵 为系统在微元可逆过程中与外界交换的热量；T为传热时系统的热力学温度；dS为此微元过程中系统熵的变化量。 1.4.4 理想气体的熵 1.4.4 理想气体的熵 例1-8 氧气O2经冷却器后,其压力由0.1MPa下降到0.09MPa，温度由240℃下降到40℃，试求质量为40kg 的O2经冷却器后的热力学能、焓和熵的变化。 (1)按定值比热容计算。 (2)按平均比热容的直线关系式计算。 (3)按平均比热容表计算。 1.4.5 理想气体的混合物 理想气体混合物，即在混合气体中，各组元间不发生化学反应，均可单独视为理想气体，它们各自互不影响地充满整个容器。 混合气体作为整体，仍具有理想气体的性质，仍满足理想气体的状态方程，它的热力学能和焓仍是温度的单值函数 1.理想混合气体的成分 2.分压力定律 当混合气体中任一组元i在与混合气体的温度及容积相同条件下单独存在时，该组元所呈现的压力称为该组元在混合气体中的分压力 2.分压力定律 道尔顿分压力定律 理想混合气体的总压力等于各组元气体的分压力之和 3.分体积定律 当混合气体中任一组元i在与混合气体的温度及压力相同条件下单独存在时，该组元所占体积称为该组元在混合气体中的分体积 . 3.分体积定律 理想气体混合物的总体积等于各组元分体积之和 . 4.混合物的密度、折合气体摩尔质量和折合气体常数 5.混合气体的比热容、热力学能、焓、熵 5.混合气体的比热容、热力学能、焓、熵 5.混合气体的比热容、热力学能、焓、熵 例1-9 由氧气、氮气和二氧化炭组成的混合气体，各组元的摩尔分数分别为12%、60%、28%，求： (1)各组元的质量分数。 (2)折合摩尔质量和折合气体常数。 谢谢大家! * * * * 热工基础与发动机原理 第1章 热工基础 1.4 理想气体的热力性质 北京建筑工程学院 在线教务辅导网： 教材其余课件及动画素材请查阅在线教务辅导网 QQ:349134187 或者直接输入下面地址： * 学习目标 掌握理想气体的状态方程 掌握理想气体的比热容 能正确运用比热容计算理想气体的热力学能、焓和熵。 * 重点： 理想气体状态方程 理想气体的比热容、热力学能概念及计算分析。 难点： 理想气体的焓和熵概念及计算分析。 Rg为气体常数（单位J/kg·K），与气体所处的状态无关，随气体的种类不同而异. 1.定义 物体温度升高1K所需的热量称为热容： 比定压热容 比定容热容 比热比 图1-19 比热容与温度的关系 单位质量理想气体在热力过程中的吸热量 定容过程 定压过程 当采用平均比热容时 当