上海交大工程热力学(第四版)课件第3章气体和蒸气的性质.pptxVIP

第3章气体和蒸气的性质作者：

3.1气体分子及其运动分子运动理论气体由大量不断运动的分子组成，分子之间存在相互作用力。宏观性质气体的宏观性质如压强、温度和体积，是由分子运动的统计平均值决定的。

3.1.1气体分子的基本性质无固定形状气体分子没有固定形状，可以自由移动，并占据整个容器。无固定体积气体分子间距离较大，没有固定的体积，可压缩。热运动气体分子处于无规则的热运动状态，速度和方向不断变化。相互作用气体分子之间存在着微弱的吸引力和排斥力，但这些力远小于固体和液体。

3.1.2气体分子的平均速度平均速度描述气体分子运动的平均速度。均方根速度考虑了分子速度平方平均值的平方根，更能反映分子运动的剧烈程度。最概然速度分子速度分布曲线中出现概率最高的分子速度。

3.1.3气体分子的平均自由程定义气体分子在运动过程中，不断与其他分子发生碰撞，从一次碰撞到下一次碰撞之间所经过的平均距离称为平均自由程。影响因素平均自由程与气体分子的尺寸、气体密度和温度有关。气体分子尺寸越小、气体密度越低、温度越高，平均自由程越大。

3.1.4气体分子的动量和动能1/2动量单个气体分子动量等于质量乘以速度。1/2动能单个气体分子动能等于1/2乘以质量乘以速度平方。

3.2气体的状态方程理想气体状态方程描述理想气体状态参数之间关系的方程。范德华状态方程考虑气体分子间作用力和分子体积影响的方程。两相共存的气体和蒸气气体和蒸气在特定条件下可以共存，例如饱和蒸气。

3.2.1理想气体状态方程压力气体对容器壁的压强。体积气体所占据的空间大小。温度气体分子的平均动能。

3.2.2范德华状态方程1考虑分子间作用力与理想气体状态方程相比，范德华状态方程考虑了气体分子之间的吸引力和排斥力。2修正项方程中引入了两个修正项，a和b，分别代表分子间吸引力和分子体积的影响。3更准确描述范德华状态方程能够更准确地描述实际气体在较高压力和较低温度下的行为。

3.2.3两相共存的气体和蒸气液态处于液体状态的水分子。气态处于气体状态的水分子。平衡液态和气态之间的动态平衡。

3.3气体的热力学性质内能气体分子无规则运动的动能总和。焓气体内能和压强体积积之和。比热容单位质量气体温度升高1摄氏度所需的热量。

3.3.1气体的内能和焓内能焓气体分子热运动的能量气体内能加上气体压强和体积的乘积与温度有关与温度和压强有关是状态函数是状态函数

气体的比热容CvCp气体的比热容是指在等容或等压条件下，气体每升高1摄氏度所吸收的热量。等容比热容Cv是指在等容条件下，气体每升高1摄氏度所吸收的热量。等压比热容Cp是指在等压条件下，气体每升高1摄氏度所吸收的热量。

3.3.3气体的熵1定义熵是描述体系混乱程度的物理量，它反映了体系内部微观状态的无序性2性质熵是一个状态函数，它只取决于体系的初始和最终状态，与过程无关3应用熵的概念在热力学中有着广泛的应用，例如，它可以用来判断一个过程的自发性

蒸气的热力学性质饱和蒸气压饱和蒸气压是指在一定温度下，蒸汽与液体处于平衡状态时的蒸汽分压。热力学蒸汽表热力学蒸汽表提供了在不同温度和压力下水的热力学性质数据，如焓、熵、比容等。湿空气性质湿空气是指含有水蒸气的空气，其性质包括相对湿度、绝对湿度等，这些参数描述了空气中水蒸气的含量。

3.4.1饱和水蒸气压力饱和水蒸气压力是水蒸气在一定温度下达到饱和状态时的压力。它随着温度的升高而增加。

3.4.2热力学水蒸气表100温度100压力100比容100焓热力学水蒸气表包含了水蒸气的各种热力学性质，例如温度、压力、比容、焓、熵等，在工程热力学计算中起着重要作用。

3.4.3湿空气的性质和湿度测量相对湿度湿空气中水蒸气分压与相同温度下饱和水蒸气压力的比值。绝对湿度湿空气中水蒸气的质量浓度，即单位体积湿空气中所含水蒸气的质量。露点温度湿空气冷却到饱和状态时的温度，即水蒸气开始凝结成液态水的温度。湿度测量方法常用的湿度测量方法包括干湿球湿度计、露点湿度计和电容式湿度计等。

3.5相变的热力学分析1相变的概念物质从一种相变到另一种相的过程称为相变。2相变的类型常见的相变包括熔化、凝固、汽化、凝结、升华和凝华。3相变的热力学分析相变过程涉及能量变化，并遵循热力学定律。

3.5.1相变的吸放热量相变吸放热量熔化吸热汽化吸热凝固放热液化放热

相变的熵变熵变表示物质在相变过程中熵的变化量，反映了体系的混乱程度变化。熵变与相变的热量和温度有关，相变吸热熵增加，相变放热熵减少。

3.5.3相图和相平衡相图是用来表示物质在不同温度和压力下存在的相态的图形。相平衡是指在给定的温度和压力下，物质的不同相态处于平衡状态。相图可以帮助我们理解物质在不同条件下的行为，例如，在不同的温度和压力下，物质会发生什么相变？相变过程