第三章 理想气体的性质与过程 Properties and Process of the Ideal-Gas
第三章 理想气体的性质与过程 Properties and Process of the Ideal-Gas
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
53-1理想气体状态方程 Ideal-gas equation of state 理想气体定义: 凡遵循克拉贝龙( Clapeyron)方程的气体 四种形式的克拉贝龙方程: 1 kmol: pl pV=R 注意 状态 m n kmol: pV=nRm 摩尔容积L m 方[kg:p=RT Rn与R 程 m kg: pV=RT 统一单位
§3-1 理想气体状态方程 理想气体定义： 凡遵循克拉贝龙(Clapeyron)方程的气体 四种形式的克拉贝龙方程： 1 kmol: pV R T m m = m n pV nR T kmol : = 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 Ideal-gas equation of state
计算时注意事项实例 V=1m3的容器有N2,温度为20℃,压力 表读数1000mHg,pb=1atm,求N2质量。 pWM00×0×28 1684kg RT8.314320 1000 2) ×1.013×10×1.0×28 M 5760 1531.5kg RT 8.3143×293.15 1000 3)DpM(760 +1)×1.013×10×1.0×28 2658kg RT 8.3143×293.15 1000 +1)×1.013×103×1.0×28 760 =2658kg RT 8.3143×1000×293.15
计算时注意事项实例 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 8.3143 20 m 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 + = = =
理想气体模型 Model of iedal-gas 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, 7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Model of iedal-gas 现实中没有理想气体
哪些气体可当作理想气体 当实际气体p很小,V很大,7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,p7MPa 理想气体 的双原子分子 O. No 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(H2O,CO2)一般不能当作理想气体 特殊可以,如空调的湿空气,高温烟气的CO2
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 特殊可以，如空调的湿空气，高温烟气的CO2
§3-2(比)热容 Specific Heats 计算内能,焓,热量都要用到热容 定义:比热容|c=y 单位物量的物质升高IK或1C所需的热量 The energy required to raise the temperature of a unit mass of a substance by one degree
§3-2 (比)热容Specific Heats 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 = The energy required to raise the temperature of a unit mass of a substance by one degree
§3-2(比匕)热容 Specific Heats 比热容C Sq dt c:质量比热容 kg·K g Cm:摩尔比热容 kmol·K kmol.°C C:容积比热容 KJ Nm. K C=M=22.414C
§3-2 (比)热容Specific Heats 比热容 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=M·c=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 K 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) 1 K (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c Specific heat at constant volume 任意准静态过程4=Mp=dh- u是状态量,设=f(7,) du=(m) dT +()dv aT ou dt +p 6q=() OT +(and定容 6=(7),7 6q、_/O OT dT aT
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 = = Specific heat at constant volume