3第三章理想气体的性质与热力过程课案.ppt

⑤功和热量 ④状参计算 ⑶ 定温过程 ⑷ 定熵过程（绝热过程） ②状态参数关系： ①过程方程： ⑷ 定熵过程（绝热过程） ③在 p-v 图和 t-s 图上的表示 斜率 ⑤功和热量 ④状参计算 ⑷ 定熵过程（绝热过程） ⑤基本过程在 pv 图 和 Ts 图 上的表示 3-4 理想气体的热力过程 3 多变过程 3-4 理想气体的热力过程 ①过程方程： n 称为多变指数 n = 0，p = 常数，定压过程； n = 1，pv= 常数，定温过程； n = ?，pv?? = 常数，绝热过程； ，v = 常数，定容过程。 3-4 理想气体的热力过程 ②状态参数关系： ③状参计算 ④功和热量 3-4 理想气体的热力过程 —— 多变热容 小 结 1. 理想气体的概念及状态方程式； 2. 理想气体的热力学能、焓； 3.理想气体各种可逆过程的特性、参数计算、功、 热的计算。 4. 各热力过程分析：在p-v图和T-s图上表示，并分 析该过程q、w、wt 和 ?u 的正负。 基本过程的计算是我们的基础，要非常清楚，非常熟悉。 基本要求：拿来就会算 参见书上P61表3－2 公式汇总 P77，思考题1~5 4 5：（1）1＜n ＜κ；（2）-∞ ＜n ＜1 （3）q＜0、w＞0、△u ＜0； （4）q＜0、w ＜ 0、△u ＞ 0； 作 业 3-3 3-7 3-9 3-14 Fundamentals of thermal engineering 热工基础 Fundamentals of thermal engineering 热工基础 第三章 理想气体的性质与热力过程 3-1 理想气体及其状态方程 满足两个假设：一是气体的分子是一些弹性的、不占体积的质点；二是分子间没有相互的作用力。 1 理想气体 凡遵循克拉贝龙方程（理想气体状态方程）的气体。 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。 2. 理想气体状态方程式 又称克拉贝龙方程式。Rg为气体常数，单位为J/(kg·K)，其数值取决于气体的种类，与气体状态无关。 对质量为m 的理想气体，有 3-1 理想气体及其状态方程 3-1 理想气体及其状态方程 在标准状况下 对1mol气体 阿伏伽德罗假说：相同 p 和 T 下各理想气体的摩尔 容积Vm相同。 对 n mol气体 计算中注意：（1）绝对压力 （2）温度单位 K （3）统一单位（最好均用国际单位） R与Rg的区别： 3-1 理想气体及其状态方程 R——通用气体常数 (与气体种类无关) Rg——气体常数 (随气体种类变化) 3-1 理想气体及其状态方程 例1：V=1m3的容器有N2，温度为20 ℃ ，压力表读数1000mmHg，pb=1atm，求N2质量。 解： 1 热容 3-2 理想气体的热容、热力学能、焓和熵 物体的温度升高1K 或 1oC所需的热量。 c：单位质量的热容，称比热容（质量热容） Cm：1mol 物质的热容，称摩尔比热容 影响比热容的主要因素（1）气体的种类 （2）过程特性 3-2 理想气体的热容、热力学能、焓和熵 热工中常用定容比热容cv 和定压比热容cp 3-2 理想气体的热容、热力学能、焓和熵 定容过程 3-2 理想气体的热容、热力学能、焓和熵 定压过程 可逆过程 3-2 理想气体的热容、热力学能、焓和熵 2 理想气体的比热容 （1）理想气体的比定容热容与比定压热容 即 J.R. Mayer (1814~1878) 德国物理学家。曾就学于蒂宾根大学医学系，1838年获医学博士学位，毕业后在巴黎行医。1841年从行医开始转而研究物理学，于1842年发表了《论无机性质的力》的论文，他从“无不生有，有不变无”和“原因等于结果”的观念出发，表述了物理、化学过程中各种力(能)的转化和守恒的思想。迈耶是历史上第一个提出能量守恒定律并计算出热功当量的人。迈耶于偏重于从一般哲学方面即自然力的相互联系方面提出能量守恒的概念，焦耳从实验方面1843年测定了热功当量值，而亥姆霍兹则是从物理理论方面论证了能量转换的规律性。所以，提出能量守恒定律的荣誉通常归之于亥姆霍兹、迈耶和焦耳三人。 3-2 理想气体的热容、热力学能、焓和熵