第三章气体热力学性质.ppt

第三章 理想气体  内能、焓、熵和比热的计算 3—1 理想气体的内能（热力学能）和焓 3—2 理想气体的比热 3—3 理想气体的熵 3—4 理想气体混合物 （三）、混合气体的折合气体常数 自检概念题 3、根据状态方程 ： 代入（1）， 二、定值比热： 由上述三式可以看出：过程中理想气体熵的变化完全取决于它的初、终状态，而与过程无关，这就证明了理想气体的熵是一个状态参数。 思考：如过程为非 准静过程，而初、终状态为平衡状态，是否可用上式计算熵的变化？ 若气体的温度变化较大或计算精度要求较高时，必须考虑比热随温度的变化关系，可通过前述的微分方程式进行积分运算。为了避免积分，可利用热力性质表中的标准状态熵进行计算。 三、变值比热： 取参考温度T0，且令： s0为标准状态熵，且仅为温度的函数。故在气体的热力性质表中按温度列出s0的数值。 只要在热力性质表中查得T1及T2温度下s0的数值，便可利用该式计算得到变比热理想气体熵变化的精确数值。 理想混合气体：由理想气体组成的混合气体。 在平衡状态下，理想混合气体具有理想气体的性质 ，它的压力、温度、比容同样遵循理想气体状态方程，即： 理想混合气体的性质取决于组成气体的性质及成分。 根据质量守恒定律，混合气体的质量应等于各组成气体质量的总和，即： m = m1+m2+m3+……+mi+ ……+mn 或混合气体包含的摩尔数应等于各组成气体摩尔数的总和，即： n = n1+n2+n3+……+ni+ ……+nn pV= nRmT 1、混合气体的分压力： 令各组成气体具有混合气体的温度和混合气体的容积， 此时它的压力为分压力，以pi表示。 对组成气体： P1V=n1RT P2V=n2RT ∶ PnV=nnRT 两边分别相加： 一、混合气体的分压力和分容积： 对混合气体： 二式对照： 此式为道尔顿分压定律。即混合气体压力为组成气体分压力之和。 即混合气体摩尔数为组成气之摩尔数和。 2、混合气体的分容积： 令各组成气体具有混合气体的温度和混合气体的压力，此时它的容积为分容积，以Vi表示。 对组成气体： PV1=n1RmT PV2=n2RmT ∶ ∶ PVn=nnRmT 两边分别相加 对混合气体： pV= nRmT 二式对照： 此式为亚美格分容积定律。即混合气体容积为组成气体的分容积之和。 3、分压力与分容积的关系： 取第i种组成气体，分别按分压力和分容积列出其状态方程： 二式相除得： 即：组成气体分压力与总压力之比等于分容积与总容积之比。 二、混合气体的成分及换算 1、成分：组成气体的含量与混合气体总量的比值。 质量成分： 容积成分： 摩尔成分： 空气： 以质量成分表示： 以容积成分表示： 2、各成分之间的换算： 质量成分与摩尔成分之间： 容积成分与摩尔成分之间： 利用上式，可以在质量成分、容积成分、摩尔成分之间进行换算。 三、 混合气体的密度、摩尔质量及折合气体常数 可根据同温同压下各组成气体的密度及混合气体的成分来求。 1、已知组成气体的密度及容积成分 2、已知组成气体的密度及质量成分 根据 即 根据 即 （一）、混合气体的密度 （二）、混合气体的摩尔质量 可根据组成气体的摩尔质量和混合气体的成分来求。 1、已知各组成气体的摩尔质量及质量成分： 2、已知各组成气体的摩尔质量及摩尔成分 即 根据 根据 即 空气的摩尔质量： 根据气体常数与通用气体常数的关系，在求出混合气体的摩尔质量的基础上，可求出混合气体的气体常数。 2、已知组成气体的摩尔质量及混合气体的质量成分时： 1、已知组成气体的摩尔质量及混合气体的摩尔成分时 空气的折合气体常数为： * * 3—1 理想气体的热力学能和焓 3—2 理想气体的比热 3—3 理想气体的熵 3—3 理想气体混合物 自检 一、热力学能 1、内能是温度的单值函数 理想气体的内能仅仅是内动能，而无内位能。 ∴内能是温度的单值函数。 u = f ( t )。 这个结论可通过焦耳实