3-1理想气体及其热力性质.ppt

工 程 热 力 学Engineering Thermodynamics 理想气体及其热力性质 内 容 提 要 一 理想气体及其状态方程式 二 理想气体比热容 三 理想气体热力学能、焓、熵的变化量的计算 第三章 理想气体及其热力性质 一 理想气体及其状态方程式 1 理想气体和实际气体 气态工质 理想气体 实际气体 热功转换 体积膨胀 注意 如何区分两类气体？－偏离液态的程度 ? 分子可视为是一些弹性的、不占体积的质点且分子之间不存在相互作用力的气体。 课堂思考 1 为什么引入理想气体？ 气体分子占据一定体积，气体分子之间有相互作用力的，导致实际气体的性质是比较复杂的。引入理想气体的概念后，气体分子运动的规律大为简化，各状态参数之间可以得出简单的函数关系式，大大简化了分析计算。 2 如何判断偏离液态的程度？ 理想气体与实际气体没有明显界限，在什么情况下应视为何种气体，要根据工程计算所允许的误差范围而定。 一 理想气体及其状态方程式 2 理想气体状态方程式 质量单位 摩尔单位 J/(kg·K)，气体常数，其值与状态无关，仅随气体的种类而异 普适气体常数，其值恒为8314.3 J/(kmol·K) 摩尔体积 二 理想气体比热容 1 热容的概念和分类 气体温度升高1K所需要的热量叫热容 注意! 体积热容的体积是标准状态下的体积。 质量热容 1kg物质温度变化1K所需的热量 c J/(kgK) 容积热容 1m3物质温度变化1K所需的热量 J/(m3K) 摩尔热容 1mol物质温度变化1K所需的热量 cM J/(molK) 名 称 定 义 单位 符号 二 理想气体比热容 2 比定压热容和比定容热容 热力设备中的吸热通常为定压（压力不变）和定容（体积不变）过程 比定容热容cv 比定压热容cp 质量 摩尔 体积 二 理想气体比热容 2 比定压热容和比定容热容 结论 由于气体吸热膨胀，其cpcv ；对于液态，其体积受压力变化的影响不大，故不区分定压热容和定容热容。 q 定容 q 定压 二 理想气体比热容 2 比定压热容和比定容热容 比热比（绝热指数） 二 理想气体比热容 3 定值比热容 在精度要求不高或温度范围变化不大时，忽略温度对比热容的影响 4 真实比热容和平均比热容 压力和比体积对气体比热容的影响不大，往往可以忽略不计，而温度对气体比热容的影响就比较显著。 直线关系 曲线关系 二 理想气体比热容 4 真实比热容和平均比热容 c c1 c2 1 2 t A B c＝f (t) t1 t2 0 常用 二 理想气体比热容 5 用比热计算热量 真实比热容 平均比热容 三 理想气体热力学能、焓、熵的变化量的计算 1 热力学能和焓的计算 根据比定容热容可知 这个结论对定容以外的热力过程是否适用？ 1 2 V P 热力学能是状态参数 对任一热力过程均成立 三 理想气体热力学能、焓、熵的变化量的计算 2 熵变化量的计算 根据熵与热量的关系，对可逆过程