工程热力学第3章幻灯片.pptVIP

第 3 章  气体热力性质 §3-1 理想气体 §3–2 理想气体的比热容 §3–3 理想气体热力学能、焓和熵 §3–4 饱和状态、饱和温度和饱和压力 §3–5 水定压加热汽化过程 §3–6 水和水蒸气状态参数 §3–7 水蒸气表和图 §3–8 水和水蒸气热力性质程序简介 ●水和水蒸气的状态参数可按不同区域，由给出的独立状态参数通过实际气体状态方程及其他一般关系式计算（通常由计算机计算）或查图表确定。 ●在动力工程中水蒸气不 宜利用理想气体性质计算 第三章 气体热力性质 一、零点规定 规定：三相点液态水热力学能及熵为零 可近似为零 第三章 气体热力性质 二、计算原理（t，p） 第三章 气体热力性质 压力为 p 温度为 t 的水（蒸汽)可视为由三相点加压到 p ，再定压加热到 t 得到。在绝热加压过程中 再定压加热后： 2.饱和水(ps和ts) 查图表或由专用程序计算。 第三章 气体热力性质 1.未饱和水（t，p） 3.干饱和水蒸气(ps和ts) 第三章 气体热力性质 4.过热蒸汽（p，t） 5.湿饱和蒸汽 一、 水蒸气表 1.饱和水和干饱和蒸汽表 第三章 气体热力性质 * 武汉大学动力与机械学院 杨 俊 2007.08 第三章 气体热力性质 分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力 理想气体是实际气体在低压高温时的抽象 一、理想气体的基本假设 Pa m3 kg 气体常数,单位为J/(kg·K) K R=MRg=8.314 5 J/(mol·K) 二、理想气体的状态方程 第三章 气体热力性质 考察按理想气体状态方程求得的空气在表列温度、压力条件下的比体积v，并与实测值比较。空气气体常数Rg=287.06 J/(kg·K) 第三章 气体热力性质 （1）温度较高，随压力增大，误差增大; （2）虽压力较高，当温度较高时误差还不大，但温度较低， 则误差极大; （3）压力低时，即使温度较低误差也较小。 本例说明：低温高压时，应用理想气体假设有较大误差。 相对误差= 计算依据 第三章 气体热力性质 一、比热容定义和分类 定义：单位物量的物质温度升高1度所需要的热量 c与过程有关 c是温度的函数 分类： 按物量 质量热容（比热容）c J/(kg·K) 体积热容 C J/（Nm3·K） 摩尔热容 Cm J/（kmol·K） 第三章 气体热力性质 按过程 质量定压热容（比定压热容） 质量定容热容（比定容热容） 二、理想气体比定压热容，比定容热容和迈耶公式 1.比热容一般表达式 第三章 气体热力性质 2. 比定容热容cV 定容过程 dv=0 理想气体 温度的函数 第三章 气体热力性质 3. 比定压热容Cp 理想气体 cp是温度函数 4.迈耶公式 第三章 气体热力性质 1) cp与cV均为温度函数,但cp–cV恒为常数：Rg 2) (理想气体)cp恒大于cV 物理解释: 定容 定压 Rg是1 kg某种理想气体定压升高1 K对外作的功。 第三章 气体热力性质 三、理想气体的比热容比 四、利用比热容计算热量 第三章 气体热力性质 对cn作不同的技术处理可得精度不同的热量计算方法: 1.真实比热容积分 附表4 第三章 气体热力性质 T1, T2均为变量, 制表太繁复 =面积amoda-面积bnodb 2.利用平均比热容表 附表5 第三章 气体热力性质 而 由此可制作出平均比热容表给出系列T值，按右式计算出对应的0——T的平均比热容列入表中。 根据温度在平均比热容表中查出平均比热容代入上式计算。 第三章 气体热力性质 3. 平均比热直线式 令cn = a + bt, 则比热容近似为温度的线性函数 区间的平均比热直线式 1) t 的系数已除过2 2) t 需用t1+t2代入 注意: 附表6 第三章 气体热力性质 4. 定值比热容 据气体分子运动理论，可导出 多原子误差更大 第三章 气体热力性质 单原子气体 i=3 双原子气体 i=5 多原子气体 第三章 气体热力性质 1. 理想气体热力学能和焓仅是温度的函数 2) 一、理想气体的热力学能和焓 1)因理想气体分子间无作用力 第三章 气体热力性质 讨论： 如图 0 0 第三章 气体热力性质 对于理想气体一切同温限之间的过程Δu及Δh相同,且均可用cV ΔT及cp ΔT计算; 对于实际气体Δu及Δh不仅与ΔT 有关,还与过程有关。且只有定容过程Δu = cVΔT, 定压过程Δh = cp ΔT。 2. 热力学能和焓零点的规定 可