第三章理想气体的热力性质.ppt
第三章第三章 工质的工质的热力性质热力性质工程热力学研究的两大类工质工程热力学研究的两大类工质1、理想气体、理想气体（ideal gas）2、实际气体（、实际气体（real gas）1.分子之间没有作用力分子之间没有作用力 2.分子本身不占容积分子本身不占容积一一 理想气体模型理想气体模型现实中没有理想气体现实中没有理想气体 当实际气体当实际气体 p 不太高不太高,V 较大较大,T不太不太低时低时,即处于即处于远离液态远离液态的的稀薄稀薄状态时状态时,可视可视为为理想气体理想气体。二二 哪些气体可当作理想气体哪些气体可当作理想气体T常温，常温，p 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S3；试说明这三个过程S1、S2和S3的大小关系并简要说明理由。分析题分析题1、按定比热计算按定比热计算(查查P287附表附表1)2、按真实比热计算、按真实比热计算(查查P287附表附表2)3-4 3-4 理想气体热容、理想气体热容、u u、h h和和s s的计算的计算3、按平均比热法计算、按平均比热法计算(查查P50表表3-1和和P51表表3-2)理想气体热容的理想气体热容的计算计算方法：方法：h、u、s的计算要用的计算要用cv 和和 cpgg2、按真实比热计算理想气体的热容、按真实比热计算理想气体的热容根据实验结果整理根据实验结果整理 理想气体理想气体理想气体理想气体 Cv,cP 也只与只与T有关有关,且是且是T的复杂函数的复杂函数1、按定比热、按定比热计算计算理想气体热容理想气体热容(查查P287附表附表1)3、按平均比热、按平均比热计算理想气体的热容计算理想气体的热容t t2 t1 c(cp,cv)查查P50表表3-1和和P51表表3-2c=f(t)摄氏摄氏求求O2在在100-500平均定压热容平均定压热容例例:1 kg 空气从空气从0.1 MPa，100 变化到变化到0.5 MPa，1000 ；2）空气且压力不太高，作理想气体处理空气且压力不太高，作理想气体处理a)取定值比热容取定值比热容,查查P287附表附表1求：求：1）解：解：b)b)取平均比热表取平均比热表查查P50表表3-1和和P51表表3-2c)c)气体热力性质表气体热力性质表附表附表3-8定比热定比热:u=646.2 kJkg;h=904.5 kJ/kg平均比热表平均比热表:u=732.1 kJ/kg;h=990.4kJkg气体热力性质表气体热力性质表:u=731.6 kJ/kg;h=989.9 kJ/kg2）上述计算与压力变化无关）上述计算与压力变化无关？讨论：讨论：1）定比热误差较大。）定比热误差较大。汇总：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，只有定容过程的分别相等。但是对于实际气体而言，只有定容过程的 才等于才等于定容过程的热量定容过程的热量 ，只有定压过程的，只有定压过程的 才等于定压过程的热量才等于定压过程的热量 ，其它过程的，其它过程的 不等于不等于 ，其它过程的，其它过程的 也不等也不等 。1.2.cv 为真实比热为真实比热3.cv 为平均比热为平均比热总结总结:4.若为空气，直接查若为空气，直接查 附表附表5理想气体，任何过程理想气体，任何过程T1 u1T2 u212理想气体理想气体 u的计算的计算1.2.cp 为真实比热为真实比热3.cp 为平均比热为平均比热理想气体理想气体 h的计算的计算4.若为空气，直接查若为空气，直接查 附表附表5理想气体，任何过程理想气体，任何过程1、若定比热若定比热理想气体理想气体 s s的计算的计算理想气体，任何过程理想气体，任何过程RgRgRgRg理想气体理想气体 s s的计算的计算2、真实比热、真实比热若为空气，查若为空气，查 附表附表3得得RgRgRgRgS S令标准状态熵变为令标准状态熵变为理想气体变比热理想气体变比热 s s 过程过程已知已知p1,T1,T2,求求p2若是空气，查若是空气，查附表附表3RgRgRgRg理想气体变比热理想气体变比热 s s 过程过程定义定义vr用得较少用得较少相对压力相对压力已知已知p1,T1,T2,查查附表，附表，得得pr(T1)和和pr(T2)，求求p2Rgggg例例1：1 kg 空气从初态空气从初态 p1=0.1 MPa，t1=100，经某变化，经某变化后到终态后到终态 p2=0.5 MPa，t2=1 000 按定比热容按定比热容 计算熵变计算熵变解：解：1）查）查P235附表附表1得空气得空气cp=1.004KJ/KgK 2 kmol 某种理想气体由某种理想气体由127，5 atm，冷却到冷却到 27，1atm，已知该气体的已知该气体的求上述过程的熵变求上述过程的熵变解：解：例例2：因为是理想气体因为是理想气体 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。么困难，多个积分而已。第三章第三章 完完End of Chapter Three
