第二章 理想气体的热力性质课件.ppt

本章基本要求 掌握混合气体分压力、分容积的概念 2.1 理想气体状态方程 2、哪些气体可当作理想气体? R0与R的区别与联系 计算时注意事项: §2.2 理想气体的比热容 Specific heat? 2、比热容是过程量还是状态量? 3、定容比热容cv Specific heat at constant volume 4、定压比热容cp Specific heat at constant pressure 5、cv和cp的说明 2.3 混合气体的性质 Properties of Ideal Gas Mixtures  分压力的确定: 质量成分mass fraction ： 容积成分volume fraction ： 摩尔成分mole fraction ： 某组元气体的质量 混合气体总质量 某组元气体的容积 混合气体总容积 组元气体的摩尔数 混合气体总摩尔数 5、混合气体的成分表示方法Composition of gas mixture 6、混合气体的各组成成分之间的换算 （1）容积成分与摩尔成分相等 （2）质量成分与容积成分（或摩尔成分）的换算 7、混合气体的折合分子量与气体常数 （1）折合分子量 （2）折合气体常数 7、混合气体的比热容 因为： 8、混合气体的热力学能、焓和熵 P32:例2-5 P33:例2-6 * * * 第二章 理想气体的热力性质 Properties of Ideal Gas 掌握理想气体状态方程的各种表达形式， 应用理 想气体状态方程及理想气体定值比热容进行各种热 力计算 掌握理想气体平均比热容的概念和计算方法 理解混合气体性质 1、理想气体定义 忽略气体分子间相互作用力和分子本身体积影响,仅具有弹性质点的气体。 Equation of State for Ideal Gas 当实际气体 p 很小, v很大 , 即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为理想气体。 t常温，p7MPa 的双原子分子 理想气体 O2, N2, Air, CO, H2 如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等可以认为 是理想气体。 三原子分子（H2O, CO2)一般不能当作理想气体 特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2 ，理想气体 3、理想气体状态方程 V：nkmol气体容积m3； V：质量为mkg气体所占的容积 P：绝对压力Pa ；v：比容m3/kg； T：热力学温度K 状态方程 VM =Mv,摩尔容积m3/kmol； R0 ：通用气体常数，J/(kmol·K)； R0——通用气体常数 (与气体种类无关) Universal Gas constant R——气体常数 (随气体种类变化) Gas constant M-----摩尔质量 例如 5、状态方程的应用 ⑴求平衡态下的参数 ⑵两平衡状态间参数的计算 ⑶标准状态与任意状态间的换算 P22:例2-3： 压气机 储气箱 压气 压气机每分钟吸入气体： 储气箱初时： 求：？分钟后，储气箱内 解题思路： 储气箱中原有气体质量m2 : (kg) 每分钟送入储气箱的质量为m1： 储气箱中最终有气体质量m3 : 储气箱内 初始压力: 初始温度: (1)绝对压力 (2)温度单位 K (3)统一单位（最好均用国际单位） 计算热力学能, 焓, 熵，热量都要用到比热容 1、比热容定义: 单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量 c : 质量比热容 Specific heat based on mass Mc:摩尔比热容 Specific heat based on mole cˊ: 容积比热容 Specific heat based on Volume at standard condition kJ/(kg.K) kJ/(kg. ℃) kJ/(kmol.K) kJ/(kmol. ℃) kJ/(Nm3.K) kJ/(Nm3. ℃) T s (1) (2) 1K c1 c2 用得最多的某些特定过程的比热容 定容比热容 定压比热容 任意可逆过程 u是状态量，设 物理意义： v 时1kg工质升高1K内能的增加量 任意可逆过程 h是状态量，设 物理意义： p 时1kg工质升高1K焓的增加量. （3）比热容比: (2)梅耶公式： 定压加热时，容积增大，吸热量中有一部分转变为机械能而对外作出膨胀功，所以同样温度升高1K所需的热量大。 能量守恒： 气体定容加热时，吸热量全部转变为分子的动能使温度升高。 梅耶公式推导过程： 6、各种比热容的表示方法小结： 7、定值、真实、平均比热容 （1）定值比热容：凡分子中原子数目相同因而其运动自由度也相同的气体，它们的摩尔比热值容都相等，称为定值比热容Const