三理想气体的热力性质.pptVIP

第三章 工质的热力性质 工程热力学研究的两大类工质 一 理想气体模型 二 哪些气体可当作理想气体 §3-1 理想气体状态方程 Rg与R的区别 一 (比)热容 3 比热容是过程量还是状态量? 4 定容比热容cv 5 定压比热容cp cv和cp的说明 §3-3 理想气体的u、h、s和热容 1 理想气体内能的物理解释 2 理想气体内能的计算 3 理想气体的焓的计算 4 理想气体的cv和cp的关系 二 理想气体的熵 三块相同的金属块被加热到温度TA，第一块迅速被冷却到环境温度T0，其熵变为ΔS1；第二块在环境中缓慢冷却到T0，其熵变为ΔS2；第三块先与温度为TB (TA TB T0)的热源接触，达到平衡后再被冷却到环境温度T0，其熵变为ΔS3；试说明这三个过程ΔS1、ΔS2和ΔS3的大小关系并简要说明理由。 判断题 §3-4 理想气体热容、u、h和s的计算 2、按真实比热计算理想气体的热容 3、按平均比热计算理想气体的热容 总结: 理想气体? h的计算 理想气体?s的计算 理想气体?s的计算 理想气体变比热 s 过程 理想气体变比热 s 过程 判断题 第三章 完End of Chapter Three 2、真实比热 若为空气，查 附表3得 Rg Rg Rg Rg ΔS 令标准状态熵变为 已知p1,T1,T2 , 求p2 若是空气，查附表3 Rg Rg Rg Rg 定义 vr用得较少 相对压力 已知p1,T1,T2 ,查附表，得pr(T1)和pr(T2)，求p2 Rg g g g ? 理想气体绝热自由膨胀，熵变？ 典型的不可逆过程 A B 真空 Q=ΔU+W W g * 1 、理想气体（ ideal gas） 2、实际气体（ real 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 当实际气体 p 不太高, V 较大, 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。 T常温，p7MPa 的气体 理想气体 如O2, N2, Air, CO, H2 (又称克拉贝龙方程) 注意: Rg 与R 摩尔容积Vm 状态方程 统一单位 理想气体状态方程的四种形式 1mol: PVm=RT n mol: PV=nRT 1Kg: Pv=RgT mKg : PV=mRgT R——通用气体常数 Rg——气体常数 M-----摩尔质量 例如 与气体种类无关 与气体种类有关 R=8.3143[kJ/Kmol·K 工程上在计算内能、焓、熵和热量都要用到热容 1 定义: 比热容 单位物量的物质在某特定过程（x）中,作单位温度变化时所吸收或放出的热量。 §3-4 气体的热力性质 2 比热容分类 ： c : 质量比热容 Cm: 摩尔比热容 Cm=M·c=22.414X10－6C K C′: 容积比热容 K T s (1) (2) 1 K c1 c2 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 任意准静态过程: 定容 v v T q c ) ( ? = d v v T q c ) ( ? = d 任意准静态过程： 定压 1、前面的推导没有用到理想气体性质 2、 h、u 、s的计算要用cv 和 cp 。 适用于任何气体 cv物理意义： v 时1kg工质变化1K内能的变化量 cp物理意义： p 时1kg工质变化1K焓的变化量 一、理想气体的u、h 1843年焦耳实验，对于理想气体 p v T 不变 A B 绝热自由膨胀 真空 内能＝分子动能＋分子位能 T, v 理想气体无分子间作用力，内能只决定于内动能 ? 如何求理想气体的内能 u T 理想气体u只与T有关,是温度的单值函数 理想气体，任何过程 定容比热 理想气体 因准静态过程 有 故 理想气体cv也只与T有关 ——理想气体内能的计算式 对理想气体 理想气体h只与T有关 适用：理想气体，任何过程 故 理想气体cP也只与T有关 g ——理想气体的焓的计算式 g 一般工质: 理想气体： ——迈耶公式 令 —比热比 g γ g γ γ g γ γ 1 熵的定义: 可逆过程 理想气体 pv = RgT 仅可逆适用？ T1 p1 v1 s1 T2 p2 v2 s2 1 2 理想气体，任何过程 可逆微元过程： S T 分析题 ? 任何过程，熵只增不减 ? 若从某一初态经可逆与不可逆两条路径到 达同一终点，则不可逆途径的?S必大于可逆过程的?S ? 可逆循环?S为零，不可逆循环?S大于零 ╳ ╳ ╳ ? 不可逆过程?S永远大于可逆过