第三讲：理想气体概述.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 压缩机械 1) 体积不大 2）流量大 3）保温层 q ? 0 ws = -△h = h1 - h20 输入的轴功转变为焓升 例3：换热设备Heat Exchangers 火力发电： 锅炉、凝汽器 核电： 热交换器、凝汽器 制冷 空调 蒸发器、冷凝器 换热设备 热流体放热量： 没有作功部件 热流体 冷流体 h1 h2 h1’ h2’ 冷流体吸热量： 焓变 例4：绝热节流Throttling Valves 管道阀门 制冷 空调 膨胀阀、毛细管 绝热节流 绝热节流过程，前后h不变，但h不是处处相等 h1 h2 没有作功部件 绝热 小 结 Summary ? 热力学第一定律的本质 ? 热一律各表达式之间的关系和用法 ? 准静态或可逆条件下的表达式 ? 热力学能与焓 ? 四种功的关系和使用场合 (比)热容Specific Heats 计算热力学能, 焓, 热量都要用到热容 定义: 比热容 单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量 The energy required to raise the temperature of a unit mass of a substance by one degree (比)热容Specific Heats 比热容 c : 质量比热容 Cm: 摩尔比热容 C’: 容积比热容 Cm=M·c=22.414C’ T s (1) (2) 1 K 比热容是过程量还是状态量? c1 c2 用的最多的某些特定过程的比热容 定容比热容 定压比热容 定容比热容cv 任意准静态过程 u是状态量，设 定容 Specific heat at constant volume 定压比热容cp 任意准静态过程 h是状态量，设 定压 Specific heat at constant pressure cv和cp的说明 1、 cv 和 cp ，过程已定, 可当作状态量 。 2、前面的推导没有用到理想气体性质 3、 h、u 、s的计算要用cv 和 cp 。 适用于任何气体。 cv物理意义： v 时1kg工质升高1K热力学能的增加量 cp物理意义： p 时1kg工质升高1K焓的增加量 常见工质的cv和cp的数值 0oC时： cv,air= 0.716 kJ/kg.K cp,air= 1.004 kJ/kg.K cv,O2= 0.655 kJ/kg.K cp,O2= 0.915 kJ/kg.K 1000oC时： cv,air= 0.804 kJ/kg.K cp,air= 1.091 kJ/kg.K cv,O2= 0.775 kJ/kg.K cp,O2= 1.035 kJ/kg.K 25oC时： cv,H2O= cp,H2O= 4.1868 kJ/kg.K 理想气体的u、h、s和热容 一、理想气体的u 1843年焦耳实验，对于理想气体 p v T 不变 A B 绝热自由膨胀 真空 理想气体的热力学能u 理气绝热自由膨胀 p v T 不变 理想气体热力学能的物理解释 热力学能＝内动能＋内位能 T, v 理想气体无分子间作用力，热力学能只决定于内动能 ? 如何求理想气体的热力学能 u T 理想气体u只与T有关 理想气体热力学能的计算 理想气体，任何过程 理想气体 实际气体 理想气体的焓 理想气体 实际气体 理想气体h只与T有关 理想气体，任何过程 熵的定义: 可逆过程 理想气体 理想气体的熵 pv = RT 仅可逆适用？ T1 p1 v1 s1 T2 p2 v2 s2 1 2 理想气体，任何过程 一般工质: 理想气体： 迈耶公式Mayer’s formula 理想气体的热容 令 比热比 1、按定比热 2、按真实比热计算 理想气体热容、u、h和s的计算 3、按平均比热法计算 理想气体热容的计算方法： h、u 、s的计算要用cv 和 cp 小结 Summary 1、什么样的气体是理想气体？ 2、理想气体状态方程的正确使用 3、理想气体比热、内能、焓的的特点和计算 * * * * * * * * * * 热一律的文字表达式 热一律: 能量守恒与转换定律 = 进入系统的能量 离开系统的能量 系统内部储存能量的变化 - Total energy entering the system Total energy leavi