理想气体的性质 工程热力学课件（第四版）技术方案.pptVIP

第三章 理想气体的性质 3-1 理想气体的概念 3-2 理想气体状态方程式 3-3 理想气体的比热容 3-4 理想气体的热力学能、焓和熵 3-5 理想气体混合物 课件目录 本章作业 第三章 习题 5、8、12、 13、16、 19、 pp. 95~97 第四版 §3-1 理想气体的概念 理想气体是一种假想气体。在宏观上，它遵守理想气体的三个定律(?)；在微观上，其分子是些弹性的、不具体积的质点，分子间相互没有作用力。 理想气体可看作是实际气体在 时的极限状态，此时分子本身体积远小于其活动空间，内位能可以忽略。 工程中常用的氧气、氮气、空气、燃气等工质，在通常使用的温度、压力下都可作为理想气体处理。 一、理想气体状态方程式(Claypeyron方程)的推导 §3-2 理想气体的状态方程式 显然，上式中的Rg只与气体种类有关，而与气体所处状态无关，故称之为某种气体的气体常数。 根据三大实验定律可知，对单位质量的任一种理想气体而言，均有： （3-1） 注：式（3-1）可反证之 摩尔（mol）是表示物质的量的基本单位。 摩尔质量(? ) ：1mol物质的质量，单位是g/mol或kg/kmol，数值上等于物质的相对分子质量?r（过去称分子量）。物质的量n与物质的质量m有以下关系： ???????? ?1mol气体的体积以Vm 表示，显然 ???????????????????? 　 ? 二、摩尔质量和摩尔体积 （3-2） （3-3） 某台压缩机每小时输出3 200 m3、表压力pe=0.22 MPa、温度t=156 ℃的压缩空气。设当地大气压力pb=765mmHg，求压缩空气的质量流量qm以及标准状态下的体积流量qv0。 例 3-1　 压缩机出口处空气的温度T = t + 273 = 429(K)， 绝对压力　 p = pe + pb = 0.322 MPa 该状态下的体积流量 qV =3 200 m3/h。 将上述各值代入以流率形式表达的理想气体状态 方程式，得摩尔流量qn为 　　 查附表2，可推知M = 28.97×103 kg/mol。所以空气的 质量流量为： qm = Mqn =8 368.76 kg/h 标准状态体积流量为: 　 qv, 0 = qn Vm = 6 474.98 m3/h 例题索引 解: §3-3 理想气体的比热容 一、比热容的定义 物体温度升高1K所需的热量称为热容（C ，J/K）。 1kg物质温度升高 1K 所需的热量称为质量热容，又称为比热容『c ，J/(kg·K)）』，其定义式为： ???? 或 1mol物质的热容称为摩尔热容『Cm, J/（mol·K）』。 标态下1m3 物质的热容为体积热容『C ’, J/(m3N·K)』。 上述三种比热容之间的关系为： 　 （3-9） 热力设备中，工质往往是在接近压力不变或体积不变的条件下吸热或放热的，因此定压过程和定容过程的比热容最常用，它们分别称为比定压热容和比定容热容，分别以 和 表示。 （3-10） （3-11） 迈耶公式： 比值 称为比热容比，或质量热容比，它在热力学理论研究和热工计算方面是一重要参数，以 表示。????????????????? ??????????????????????????? 二、定压热容与定容热容的关系 （3-12） （3-13） （3-14） （3-12a） 1 定值比热容??????? 三、利用比热容计算热量 单原子气体 i＝3 ，γ＝1.67 双原子气体 i＝5 ，γ＝1.40 多原子气体 i＝7 ，γ＝1.29 （ i为分子的自由度，多原子气体 “i=7 ”？） 考虑到振动动能，实际值比理论值高且随着T 和分子的原子数↑，偏差↑。 分子中原子数相同的理想气体，其定值摩尔比热相同。 2 真实比热容 ???? 3 平均比热容 ???? 4 平均比热容直线关系式 ???? ??????? （3-15） （3-16） （3-17） §3-4 理想气体的热力学能、焓和熵 一、热力学能和焓 ??? 二、状态参数熵 （见1－6节） ? 三、理想气体的熵变计算