精品动力热力学第03章理想气体的性质.ppt

2、分容积定律(law?of?partial?volume)? 分容积——组分气体处在与混合气体同温同压状况下单独占有的体积。 亚美定律 三、混合气体成分 2.体积分数(volume?fraction?of?a?mixture) 3.摩尔分数(mole?fraction?of?a?mixture) 1.质量分数(mass fraction of a mixture) * 第三章 理想气体的性质 (properties of ideal gas ) 热力学内容 基本概念和定律 工质热力性质 理想气体 实际气体 状态方程 比热 内能、焓和熵的计算 过程和循环 §3-1 理想气体的概念 理想气体的基本假设 微观上：①分子为不占体积的弹性球体（质点）； ②除碰撞外分子间无作用力。 U=U(T) 宏观上：满足 pv=RgT 实际气体可以近似看作理想气体的条件： 通常压力下，当T(2.5-3)Tcr时，一般可看作理想气体。 理想气体是实际气体在低压高温时的抽象。 §3-2 理想气体状态方程(ideal-gas equation) Pa m3 kg K 气体常数：J/(kg.K) R=MRg=8.3145J/(mol.K) M—摩尔质量(kg/mol) 例题\第三章\A411133.ppt 例题\第三章\A410144.doc 讨论题\理想气体状态方程式.ppt §3-3 理想气体的比热 一、定义和基本关系式 定义： c与过程特性有关 c是温度的函数 根据物质量多少的不同，有以下三种形式： c可有正有负 1.质量比热容　c 物质量为1kg，比热为单位（J/kg?K）， 2.摩尔热容 3.体积比热容 单位为 标准立方米：标准状况(1atm,0℃)下1立方米容积内气体量。 注意：不是标况时，1标准立方米的气体量不变，但体积变化。 单位（J/mol?K） 三种比热的关系： 定压热容（比定压热容）? (constant?pressure?specific?heat capacity?per?unit?of?mass)? 定容热容（比定容热容）? (constant?volume?specific?heat capacity?per?unit?of?mass) 按过程 及 1、一般表达式 代入（A）式得 比热容的一般表达式 Lead—铅 Copper—铜 Iron—铁 定容过程?dv=0 若为理想气体 是温度的函数 2. 3. 据一般表达式 若为理想气体 cp是温度函数 4. cp-?cV? 迈耶公式（Mayer’s?formula） 理想气体可逆绝热过程的绝热指数k=γ 5.讨论 a)?cp与cV均为温度函数,但cp–cV恒为常数：Rg? b) (理想气体)cp恒大于cv? 物理解释: 定容 定压 b与c温度相同,均为(T+1)K 而 0 c)气体常数Rg的物理意义 由b) Rg是1kg某种理想气体定压升高1k对外作的功。 二、用比热计算热量 原理: 1.定值比热容(invariable?specific?heat?capacity)? 据气体分子运动理论，可导出 对cn作不同的技术处理可得精度不同的热量计算方法:? 单原子气体? i=3 双原子气体? i=5 多原子气体? i=6 多原子误差更大 工程上，建议参照附表3提供的 常用气体在各种温度下的比热容值 2.利用真实比热容(true?specific?heat?capacity)积分 附表\附表4.doc 比热多项式： 3.利用平均比热容表(mean? specific?heat?capacity) T1,?T2均为变量,?制表太繁复? =面积amoda-面积bnodb 而 由此可制作出平均比热容表 附表\附表5.doc 附:线性插值 4.平均比热直线式? 令cn=a+bt,则 即为 区间的平均比热直线式 t的系数已除过2? 注意: 附表\附表6.doc 三种方法的比较： 定值 最简单(估算) 精度低 平均 简单(手算) 精确 多项式 复杂(适合电算) 精确 哪种最好？权衡 本课练习中，一般用定值 §3-4 理想气体的热力学能、焓和熵 一.理想气体的热力学能和焓? 1.理想气体热力学能和焓仅是温度的函数? b) a) 因理想气体分子间无作用力 因此，热力学能和焓共有四种处理方法。 讨论:? 如图: 0 0 若为任意工质 对于理想气体一切