工程热力学课件第3章15.ppt

* b) 取平均比热表 附表5 * c)气体热力性质表 附表7 * 定比热: Δu = 646.2 kJkg; Δh = 904.5 kJ/kg 平均比热表: Δu = 732.1 kJ/kg; Δh = 990.4kJkg 气体热力性质表 : Δu = 731.6 kJ/kg;Δh =989.9 kJ/kg 2）上述计算与压力变化无关？ 讨论： 1）定比热误差较大。 汇总： 本例中虽然给出了初态和终态的压力，但在解题过程没有 涉及压力，因为理想气体的焓和热力学能只与温度有关，不论 什么过程，只要初、终态温度相等，它们的焓变及热力学能变 分别相等。但是对于实际气体而言，只有定容过程的 才等于 定容过程的热量，只有定压过程的 才等于定压过程的热量， 其它过程的 不等于 ，其它过程的 也不等 。 返回 * 三、理想气体的熵 (entropy) 1.定义 2.理想气体的熵是状态参数(不是温度的单值函数） * 定比热 某种理想气体作自由膨胀， 求：Δs12。 方法一 容器刚性绝热，气体作自由膨胀 即T1=T2 0 A9101331 理想气体 解： 1 零点规定: 通常取标准状态下气体的熵为零 又因为是闭口系，m 不变，而V2 = 2V1 0 上述两种结论哪一个对？为什么？ 为什么熵会增加？ 既然 ? 方法二 2 1） 必须可逆 2）熵是状态参数，故用可逆方法推出的公式也 可用于不可逆过程。 3）不可逆绝热过程的熵变大于零。 结论： 本例中取全部气体为系统，过程中边界是移动的，没有能 量越过边界，所以没有功和热量的传输；虽然过程不可逆，但 初、终态均为平衡状态，所以其熵变可由理想气体熵变计算式 计算；虽然自由膨胀过程中无热量交换，但按熵的定义中规定 可逆微元过程的热量与换热时系统的温度之比才是系统在该过 程中的熵变。本例是不可逆过程，不可逆过程的热量与换热时 系统的温度之比仅仅是热温比，并不是熵变。不可逆绝热过程 的熵变必定大于零，在第五章有较为详细的讨论。 返回 3 * 3.零点规定: 通常取标准状态下气体的熵为零 4.理想气体的熵变计算 令 则 制成表则 附表7 例A4111551 例A4111552 1 kg 空气从初态 p1 = 0.1 MPa，t1 = 100 ℃，经历某种变化后到终态 p2 = 0.5 MPa，t2 = 1 000 ℃， 取 1）定比热容 ；2）变比热容, 求：熵变 解： 1） A4111551 1 2） 查表 返回 2 * 2 kmol 某种理想气体由127 ℃，5 atm，冷却到 27 ℃， 1atm，已知该气体的 求上述过程的熵变 解： A4111552 因为是理想气体 气体热容为温度的函数时过程的熵变计算，没有什么困难， 多个积分而已。 返回 第12章 返回 第3章 * 理想气体的热力学能、焓与实际气体的热力学能、焓的差异 * 第二版用Φ（见附表8），第三版用S0。 * 第三章 气体和蒸气的性质 3-1 理想气体 3-2 理想气体的比热容 3-3 理想气体的热力学能、焓和熵 3-4 饱和状态、饱和温度和饱和压力 3-5 水的定压加热汽化过程 3-6 水和水蒸气状态参数 3-7 水蒸气图表和图 * 3-1 理想气体 分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力 理想气体是实际气体在低压高温时的抽象。 一、理想气体(perfect gas or ideal gas)的基本假设 Pa m3 kg 气体常数,单位为J/(kg·K) K R=MRg=8.314 5 J/(mol·K) 二、理想气体的状态方程(ideal-gas equation) * 考察按理想气体状态方程求得的空气在表列温度、压力条件下的比体积v，并与实测值比较。空气气体常数Rg=287.06 J/(kg·K) 计算依据 相对误差= * （1）温度较高，随压力增大，误差增大; （2）虽压力较高，当温度较高时误差还不大，但温度较低， 则误差极大; （3）压力低时，即使温度较低误差也较小。 本例说明：低温高压时，应用理想气体假设有较大误差。 讨论理想气体状态方程式 摩尔质量、摩尔体积、标准状态及摩尔气体常数 摩尔（mol)是国际单位制中用来表示物质的量的基本单位。物质中应包含的基本单元数与0.012kg碳12的原子数目（大约为6.0225×1023个）相等时物质的量即为1mol.热力学中的基本单元式分子，因而1mol任何物质的分子数为6.0225×1023个。 摩尔质量：1mol物质的质量为摩尔质量，符号M，