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工程热力学Engineering Thermodynamics 北京航空航天大学 作业 思考题2－5 习题2－5，2－6，2－9，2－15， 简单可压缩系统的能量转换与传递 可逆过程的膨胀功 可逆过程的热量 第二章 理想气体的性质 第二章 气体的热力性质 理想气体与实际气体 理想气体比热容 混合气体的性质 实际气体状态方程 对比态定律与压缩因子图 相关知识 理想气体 摩尔，摩尔体积，摩尔质量 阿伏加德罗常数 阿伏加德罗定律 理想气体与实际气体 哪些气体可当作理想气体 理想气体状态方程Ideal-gas equation of state 摩尔容积（Molar specific volume） 通用气体常数Rm与气体常数R 计算时注意事项 压力为绝对压力 采用热力学温标，温度单位为K 统一单位，最好采用国际单位 状态方程的应用 求平衡状态下的参数 两平衡状态间参数的计算 标准状态与任意状态间的换算 理想气体比热 比热容是过程量还是状态量？ 定容比热 定压比热 定压比热与定容比热的关系 定值比热，真实比热和平均比热 真实比热 平均比热 混合气体的性质 道尔顿分压定律 阿密盖特分容积定律 混合气体的成分表示方法及换算 折合分子量与气体常数 混合气体比热容 混合气体热力学能、焓、熵 道尔顿分压定律 阿密盖特分容积定律 混合气体成分表示方法 各成分之间的换算 折合分子量 折合气体常数 分压力与比热容 热力学能、焓、熵 作业 习题2-11，2-17，2-19，2-21 第二章 气体的热力性质 理想气体与实际气体 理想气体比热容 混合气体的性质 实际气体状态方程 对比态定律与压缩因子图 实际气体状态方程 范德瓦尔方程 其它几种二常数实际气体状态方程 范德瓦尔方程 实际气体状态与范德瓦尔方程 实际气体实例——CO2 等温线 饱和液体线 干饱和蒸汽线 临界点 临界参数 其它二常数实际气体状态方程 伯特洛方程 狄特里奇方程 瑞德里奇 对比态定律与压缩因子图 压缩因子z 对比参数与对比态定律 压缩因子图 压缩因子z的引入 对比参数与对比态方程 对比态定律 压缩因子图 压缩因子图 例题1 例题2 例题2 例题3 例题4 例题5 通过对理想气体的两个假设进行修正，得到描述实际气体性质的范德瓦尔方程 理想气体，忽略分子体积，分子自由运动空间为v 实际气体，考虑分子体积，分子自由运动空间为v－b 分子运动引起的动压力为 理想气体，忽略分子作用力，对气体压力无影响 实际气体，考虑分子作用力，气体压力减小 分子作用力导致压力减小量为 两个效应叠加，得到 图2-4 t31.1℃时，1个实根，两个虚根，p→v t＝31.1℃，p＝pc时，3个相等实根，临界点 t31.1℃时，三个不同的实根，气态与液态相互过渡 临界点的特点？ 临界点的特性：临界点定温线的切线与x轴平行， 临界点是定温线的拐点 实际气体状态方程 理想气体状态方程 复杂，不利于工程计算 简单，利于工程计算 用理想气体状态方程计算实际气体 不能直接利用，需修正 v=zvid pv=zRT z表示实际气体性质对理想气体的偏离程度，是状态函数。 对比参数：各状态参数与临界状态的同名参数的比值 对比温度 对比压力 对比比容 对比参数均是无因次量，表明偏离其临界状态的程度。 双常数实际气体状态方程 可用临界参数表示该常数 对比态方程 对应状态：不同气体对比态参数各自相同 对比态定律：对比态参数中若有两个相等，则第三个必相等，物质处于对应状态 满足同一对比态方程 服从对比态定律 不同气体 热力学相似 同一形式的函数描述 1. 压缩因子图上曲线的含义 2. 如何利用压缩因子图计算实际气体的性质 例题2-9 临界压缩因子 带活塞的气缸中，水被缓慢加热 缓慢加热 准静态过程 火与水有温差 外不可逆 以水为系统 内可逆 以水＋活塞为系统 活塞与壁面无摩擦 内可逆 活塞与壁面有摩擦 内不可逆 * * 如何求出 膨胀功 和热量？ 热力学的研究内容 工质的热物理性质 能量品质评价 能源转换的量的规律 能量转换的方向与程度 实际的动力、制冷循环 工质的热力性质是工程热力学研究的主要内容之一 理想气体（ideal gas）：经过科学抽象的假想气体模型 实际气体（real gas）：真实工质，热力状态不能用简单的方程描述。 假设条件 气体分子是弹性的、不占体积的质点 分子之间没有引力和斥力 为便于分析计算 完全意义的理想气体是不存在的 理想气体可以用简单的状态方程描述，遵循克拉贝龙方程。 理想气体实质上是实际气体压力p→0，或比容v→∞时的极限状态的气体。 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。