第二章气体的热力性质.ppt
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1、第二章 气体的热力性质 理想气体与实际气体 理想气体比热容 混合气体的性质 实际气体状态方程 对比态定律与压缩因子图,本章基本要求,4掌握混合气体分压力、分容积的概念,1 掌握理想气体状态方程的各种表述形式, 并应用理想气体状态方程及理想气体定值 比热进行各种热力计算,2掌握理想气体平均比热的概念和计算方法,3理解混合气体性质,本章重点,1 理想气体的热力性质,2 理想气体状态参数间的关系,3 理想气体比热,-1 理想气体与实际气体,一、理想气体的基本假设 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,,理想气
2、体是实际气体在低压高温时的抽象,氩、氖、氦、氢、氧、氮、一氧化碳等临界温度低的单原子或双原子气体,在温度不太低、压力不太高时均远离液态,接近理想气体假设条件。 工程中常用的氧气、氮气、氢气、一氧化碳等及其混合空气、燃气、烟气等工质,在常温、常压下都可作为理想气体处理。,工程热力学的两大类工质,1、理想气体( ideal gas),可用简单的式子描述 如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气、空调中的湿空气等,2、实际气体( real gas),不能用简单的式子描述,真实工质 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质等,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
3、, 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,二、理想气体状态方程式,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:摩尔容积m3/kmol; RO:通用气体常数,J/kmolK;,1kmol: pVm=ROT,nkmol: pV=nROT,Ro(或Rm)与R的区别,Rm通用气体
4、常数 (与气体种类无关),R气体常数 (随气体种类变化),M-摩尔质量,例如,三、状态方程的应用,1 求平衡态下的参数,2 两平衡状态间参数的计算,3 标准状态与任意状态或密度间的换算,4 求气体体积膨胀系数,计算时注意事项,1、绝对压力,2、温度单位 K,3、统一单位(最好均用国际单位),-2 理想气体比热容,计算内能, 焓, 热量都要用到比热,定义: 比热,单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量,c : 质量比热容,Mc :摩尔比热容,c: 体积比热容,Mc = 22.4c 或 c=c0,一、比热容的定义与单位,按过程,质量定压热容(比定压热容) (constant pressure s
5、pecific heat capacity per unit of mass) 质量定容热容(比定容热容) (constant volume specific heat capacity per unit of mass),及,二、气体定压比热容与定容比热容,定容比热:在定容情况下,单位物量的物体,温度变化1K(1)所吸收或放出的热量,称为该物体的定容比热。 定压比热:在定压情况下,单位物量的物体,温度变化1K(1)所吸收或放出的热量,称为该物体的定压比热。,定压质量比热: 在定压过程中,单位质量的物体,当其温度变化1K(1)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压质量比热。 “cp” 定压
6、容积比热: 在定压过程中,单位容积的物体,当其温度变化1K(1)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压容积比热。 定压摩尔比热: 在定压过程中,单位摩尔的物体,当其温度变化1K(1)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定压摩尔比热。,定容质量比热: 在定容过程中,单位质量的物体,当其温度变化1K(1)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容质量比热 定容容积比热: 在定容过程中,单位容积的物体,当其温度变化1K(1)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容容积比热。 定容摩尔比热: 在定容过程中,单位摩尔的物体,当其温度变化1K(1)时,物体和外界交换的热量,称为该物体的定容摩尔比热
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