工程热力学3.1理性气体状态方程与比热
3.1 理性气体状态方程与比热 工程热力学
热能转化为机械能主要通过工质膨胀，气体具有良好的可压缩性，是最适宜的工质必须掌握气体的热力性质
热能转化为机械能主要通过工质膨胀，气体 具有良好的可压缩性，是最适宜的工质 必须掌握气体的热力性质
理想气体与实际气体理想气体与实际气体理想气体意味着一系列假设，可以简化对气体的描述，采用更简单的公式
理想气体与实际气体 一、理想气体与实际气体 理想气体意味着一系列假设，可以简 化对气体的描述，采用更简单的公式
理想气体与实际气体理想气体与实际气体基于实际气体的科学抽象1.理想气体假设气体分子是一些弹性的、不占有体积的质点，分子相互之间没有作用力（引力和力）。F斤p0/→80的极限状态下的实际气体氩、氩、、氢、氧、氮、一氧化碳?F分子ro等单原子或双原子气体，在温度不太低、压力不太高时接近理想气体假设条件。FA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、常压下可作为理想气体处理
理想气体与实际气体 一、理想气体与实际气体 1、理想气体假设 气体分子是一些弹性的、不占有体积的质点，分子相互之 间没有作用力（引力和斥力）。 基于实际气体的科学抽象 p→0/v→∞ 的极限状态下的实际气体 氩、氖、氦、氢、氧、氮、一氧化碳 等单原子或双原子气体，在温度不太低、 压力不太高时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、常压下可作为理想气体处理
理想气体与实际气体理想气体与实际气体2、实际气体气体状态处于很高的压力或很低的温度，有很高的密度气体分子本身的体积及分子间的作用力不能忽略的气体为实际气体。不能用简单的式子描述的真实工质、石油气火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质、等应按实际气体处理
理想气体与实际气体 一、理想气体与实际气体 气体状态处于很高的压力或很低的温度，有很高的密度， 气体分子本身的体积及分子间的作用力不能忽略的气体为实 际气体。 2、实际气体 不能用简单的式子描述的真实工质 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质、石油气 等应按实际气体处理
理想气体状态方程二、理想气体状态方程pV=RT克拉贝龙方程F(p, V, T) = 0式中:某平衡态下理想气体的p，VT间关系为绝对压力Pam3/kgl为比体积K开温度T 为温度为气体常数RJ/kg·k与气体种类有关，与状态无关
理想气体状态方程 二、理想气体状态方程 pv = RT 式中： p 为绝对压力 Pa v 为比体积 m3 /kg T 为温度 K R 为气体常数 J/kg·k F(p, v, T) = 0 克拉贝龙方程 开矢温度 与气体种类有关，与状态无关 某平衡态下理想气体的p, v, T间关系
理想气体状态方程二、理想气体状态方程理想气体状态方程的几种形式1kg工质pV= RTVm:摩尔容积m3/kmolV:质量为mkg或kmolmkg工质pV= mRT气体所占的容积1kmol工质pVm=Ro1与气体种类及状态无关nkmol工质pV= nRoTRo：通用气体常数，J/kmol·K
二、理想气体状态方程 理想气体状态方程的几种形式 pv = RT 1kg工质 pV = mRT mkg工质 pVm = R0T 1kmol工质 pV = nR0T nkmol工质 V：质量为mkg或kmol 气体 所占的容积 Vm：摩尔容积m3/kmol R0：通用气体常数，J/kmol·K 与气体种类及 状态无关 理想气体状态方程
理想气体状态方程Ro通用气体常数(与气体种类无关R. =8.3143 [k/mol ]R-一气体常数(随气体种类变化)RmR=[kJ/kg.K]M-----摩尔质量MR8.3143例0.287kJ/mR气kg·KM28.97空气
R0——通用气体常数 (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 8.3143 [ ] m R kJ kmol K = [ / . ] Rm R kJ kg K M = m 8.3143 kJ 0.287 28.97 kg K R R M = = = 空气 空气 理想气体状态方程
理想气体状态方程常见气体的气体常数R化学式物质名称分子量J/(kg·K))氢H22.0164124.0氮He4.0032077.0甲烷CH,16.043518.2氨NH317.031488.2水蒸气H2018.615461.5R物质名称化学式分子量(J/(kgK))氮N2296.828.013CO一氧化碳28.014296.8CO2二氧化碳44.014188.9氧O232.0259.8空气28.97287.0
常见气体的气体常数 理想气体状态方程
理想气体状态方程V=1m3的容器有N，，温度为20℃，压力表读数1000mmHg，Pb=1atm，求N,质量。1000×1.0×28pVM计算实例168.4kgm:1)8.3143k20R.Tm1000工程经验×1.013×10x1.0x282)pVM7601531.5kgmR.T8.3143×293.15文m10001)×1.013×105×1.0×283)pVM7602658kgm8.3143293.15R.T10001)×1.013×10×1.0×284)pVM7602.658kgm=R.T8.3143x1000x293.15
计算实例 V=1m3的容器有N2，温度为20 ℃ ，压力表 读数1000mmHg，pb=1atm，求N2质量。 1000 1.0 28 168.4 m 8.3143 20 pVM m kg R T = = = 1） 2） 1000 5 1.013 10 1.0 28 760 1531.5 m 8.3143 293.15 pVM m kg R T = = = 3） 1000 5 ( 1) 1.013 10 1.0 28 760 2658 m 8.3143 293.15 pVM m kg R T + = = = 4） 1000 5 ( 1) 1.013 10 1.0 28 760 2.658 m 8.3143 1000 293.15 pVM m kg R T + = = = √ 工 程 经 验 理想气体状态方程