理想气体的性质-1.pptVIP

* * * 理想气体的性质 Properties of ideal gas * 本章的基本内容 理想气体特性； 理想气体的状态方程式； 理想气体的比热容及求解； 理想气体的热力学能、焓和熵计算； 理想气体混合物的热力学能、焓和熵计算。 * 理想气体的基本假设： §3-1 理想气体的概念 分子为不具体积的弹性质点 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（因为高温低压的气体密度小、比体积大，若大到分子本身体积远小于其活动空间，分子间平均距离远到作用力极其微弱的状态就很接近理想气体，因此，理想气体是气体压力趋近于零、比体积趋近于无穷大时的极限状态）。 * 一般来说，当实际气体 p 很小, V 很大, T 不太低时, 即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为理想气体。 哪些气体可当作理想气体 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 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 ，可以 * §3-2 理想气体的状态方程式 一、理想气体的状态方程式 气体的基本状态参数p、v、T之间存在有以下隐函数关系 根据分子运动论的观点，气体的压力和温度可根据统计热力学知识表示为 N：单位体积内的气体分子数；m：每个分子的质量； C：分子平移运动均方根速度；k：波兹曼常数； Rg : 气体常数， 理想气体的状态方程式(克拉贝龙方程) * (a) 波义耳——马略特定律： (b) 查理定律： (c) 盖*吕萨克定律： 显然，对于理想气体，同样满足以下定律 因为k是玻尔兹曼常数， 是1 kg质量的气体所具有的分子数，每一种气体都有确定的值。所以，气体常数是一个只与气体种类有关，而与气体所处状态无关的物理量。 强调： 单位：p: Pa T: K v: m3/kg Rg: J/(kg K) * 二、摩尔质量和摩尔体积 1 摩尔（mol）：物质中包含的基本单元数与0.012 kg碳 12的原子数目相等时物质的量即为1 mol。 (原子、分子、离子、电子等） 0.012 kg碳12的原子数目: 热力学中的基本单元是分子，1 mol任何物质的分子数为 摩尔质量: 1 mol物质的质量, 符号 M, 单位: kg/mol。物质的量n（mol）等于物质质量m (kg) 除以物质的摩尔质量，即 * 摩尔体积: 1 mol物质的体积, 符号 Vm, 显然 阿伏伽德罗定律： 在相同的压力和温度下，各种气体的摩尔容积相等。 标准状态时： 1 mol 任意气体的体积同为 * 三、摩尔气体常数 标准状态时： 对于1mol的任何气体， * 令 通用气体常数 由气体状态方程，得 即有 理想气体状态方程的另一表达式 不同物量时理想气体状态方程可归纳如下： * §3-3 理想气体的比热容 一、比热容的定义 热容：物体温度改变1K而传入或传出的热量， 用符号 C 表示； 热量是过程量，物体的热容与物体自身的热力性质、状态有关，同时还与物体所进行的热力过程有关。不同热交换过程的热容C不同。 比热容：单位质量的热容，用符号 c 表示，单位 J/（kg K） 单位：J/K 或 * 比热容的标识方法 （2）体积热容：标准状态下，1m3气体温度升高1度所需的 热量，用C’表示；单位： （3）摩尔热容：1mol气体温度升高1度所需的热量，用CM 表示；单位： （3 -9） 三者之间的关系： （1）质量热容：单位质量物体温度升高1度所需的热量； * 比定压热容和比定容热容 依照换热过程不同热容可分为比定压热容和比定容热容。 （1）比定容热容（质量定容热容）：工质与外界交换热量是 在容积接近不变的条件下进行；用符号cV表示； （2）比定压热容（质量定压热容） ：工质与外界交换热量是 在压力接近不变的条件下进行；用符号cp表示； 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。 * ，对于可逆过程 根据热力学第一定律解析式 定容时 ，则 定压时 ，则 （3 -10） （3 -11） 注意：（1）上式虽由理想气体导出，但适用于一切工质