《热力学》课程电子教案（PPT教学课件）第三章 理想气体的性质与过程

第三章 理想气体的性质与过程

第三章 理想气体的性质与过程

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

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

§3-1理想气体状态方程 理想气体定义 凡遵循克拉贝龙方程的气体 四种形式的克拉贝龙方程 1 kmol bol: p V=R 注意 状态方 n kmol: pv=nR 摩尔容积V Rn与R 1 kg: Pv=RT 程 m kg: pV=RT 统一单位圆

§3-1 理想气体状态方程 理想气体定义： 凡遵循克拉贝龙方程的气体 四种形式的克拉贝龙方程： 1kmol : pVm = Rm T n kmol : pV = nRm T 1 kg : pv RT = m kg : pV = mRT 注意: Rm 与R 摩尔容积Vm 状 态 方 程 统一单位

理想气体模型 1.分子之间没有作用力 2.分子本身不占容积 现实中没有理想气体 但是,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

1. 分子之间没有作用力 2. 分子本身不占容积 但是, 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。 理想气体模型 现实中没有理想气体

哪些气体可当作理想气体 但是,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。 T常温,p<7MPa 的双原子分子 理想气体 O.N. Air co. h 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(H2QO,CO)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

但是, 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，p<7MPa 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(比热容 计算内能,焓,热量都要用到热容 定义:比热容C=°4 dt 单位物量的物质升高1K或1C所需的热量 c:质量比热容 KJ KJ /kg.K g Cn:摩尔比热容 KJ kmol·K kmol·°C C:容积比热容 Nm. K Nm3.°C C=Mc=22.414C

§3-2 (比)热容 计算内能, 焓, 热量都要用到热容 定义: 比热容 单位物量的物质升高1K或1 oC所需的热量 q C dt  = c : 质量比热容 kJ kg K : Cm 摩尔比热容 kJ kmol K C’: 容积比热容 3 kJ Nm K Cm=Mc=22.414C’ o kJ kg C  o kJ kmol C  3 o kJ Nm C 

比热容是过程量还是状态量? T IK S 定容比热容 用的最多的某些特定过程的比热容 定压比热容

T s (1) 1K (2) 比热容是过程量还是状态量? c1 c2 q C dt  = 用的最多的某些特定过程的比热容 定容比热容 定压比热容

定容比热容cv 任意准静态过程q=M+p=dh- u是状态量,设=/(7,y d=()d7+()1dh aT 6q= aT +p+m定容 dq=os dr OT aT 物理意义:(v时1kg工质升高K内能的增加量

定容比热容cv 任意准静态过程  q du pdv dh vdp = + = − u是状态量，设 u = f (T,v) v T ( ) ( ) u u du dT dv T v   = +   v T ( ) [ ( ) ] u u q dT p dv T v     = + +   定容 v ( ) u q dT T    =  v v ( ) ( ) v q u c dT T   = =  物理意义： v 时1kg工质升高1K内能的增加量

定压比热容c p 任意准静态过程q=M+p=dh- h是状态量,设h=f(7, h h dh=(),dT+(-) OT ah q=( d+(m)-定压 aT h dq ch og aT/P dT aT 物理意义:P时1kg工质升高1K焓的增加量

定压比热容cp 任意准静态过程  q du pdv dh vdp = + = − h是状态量，设 h f T p = ( , ) p T ( ) ( ) h h dh dT dp T p   = +   p T ( ) [( ) ] h h q dT v dp T p     = + −   定压 p ( ) h q dT T    =  p p ( ) ( ) p q h c dT T   = =  物理意义： p 时1kg工质升高1K焓的增加量

c和cn的说明 1、c和cn,过程已定,可当作状态量。 前面的推导没有用到理想气体性质, 所以 h OT OT/P 适用于任何气体。 3、h、l、s的计算要用c和c p

cv和cp的说明 1、 cv 和 cp ，过程已定, 可当作状态量 。 2、前面的推导没有用到理想气体性质， 所以 3、 h、u 、s的计算要用cv 和 cp 。 v v ( ) u c T  =  适用于任何气体。 p p ( ) h c T  = 