热力学第三章第一部分幻灯片.ppt
热力学第三章第一部分第1页，共19页，编辑于2022年，星期日工程热力学的两大类工质工程热力学的两大类工质 1、理想气体（理想气体（ideal gas）可可用用简单简单的式子描述的式子描述 如汽车发动机和航空发动机以空气为主如汽车发动机和航空发动机以空气为主的的燃气燃气、空调中的、空调中的湿空气湿空气等等2、实际气体（实际气体（real gas）不不能用能用简单简单的式子描述，真实工质的式子描述，真实工质 火力发电的火力发电的水水和和水蒸气水蒸气、制冷空调中、制冷空调中制制冷工质冷工质等等第2页，共19页，编辑于2022年，星期日3-1 3-1 理想气体状态方程理想气体状态方程 理想气体理想气体定义：定义：凡遵循凡遵循克拉贝龙克拉贝龙(Clapeyron)方程的气体方程的气体四种形式的四种形式的克拉贝龙克拉贝龙方程：方程：注意注意:Rm 与与R 摩尔容积摩尔容积Vm状状态态方方程程统一单位统一单位Ideal-gas equation of state第3页，共19页，编辑于2022年，星期日计算时注意事项实例计算时注意事项实例 V=1m3的容器有的容器有N2，温度为，温度为20 ，压力表读，压力表读数数1000mmHg，pb=1atm，求，求N2质量质量。1）2）3）4）第7页，共19页，编辑于2022年，星期日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 但是但是,当实际气体当实际气体 p 很小很小,V 很大很大,T不太低时不太低时,即处于即处于远离液态远离液态的的稀薄稀薄状状态时态时,可视为可视为理想气体理想气体。理想气体理想气体模型模型Model of iedal-gas现实中没有理想气体现实中没有理想气体第8页，共19页，编辑于2022年，星期日 当实际气体当实际气体 p 很小很小,V 很大很大,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,可视为可视为理想气体理想气体。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，p7MPa的的双原子双原子分子分子理想气体理想气体O2,N2,Air,CO,H2如汽车发动机和航空发动机以空气为主的如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气燃气等等三原子三原子分子（分子（H2O,CO2)一般一般不能不能当作当作理想气体理想气体特殊可以，如空调的特殊可以，如空调的湿空气湿空气，高温烟气的，高温烟气的CO2 第9页，共19页，编辑于2022年，星期日3-2 (比比)热容热容Specific Heats计算计算内能内能,焓焓,热量热量都要用到都要用到热容热容定义定义:比热容比热容单位物量的物质升高单位物量的物质升高1K或或1oC所需的热量所需的热量The energy required to raise the temperature of a unit mass of a substance by one degree第10页，共19页，编辑于2022年，星期日3-2 (比比)热容热容Specific Heats 比热容比热容c:质量比热容质量比热容 Cm:摩尔比热容摩尔比热容C:容积比热容容积比热容Cm=Mc=22.414C第11页，共19页，编辑于2022年，星期日Ts(1)(2)1 K比热容是过程量还是状态量比热容是过程量还是状态量?c1c2用的最多的某些特定过程的比热容用的最多的某些特定过程的比热容定容比热容定容比热容定压比热容定压比热容第12页，共19页，编辑于2022年，星期日定容比热容定容比热容cv任意准静态过程任意准静态过程u是状态量，设是状态量，设 定容定容Specific heat at constant volume第13页，共19页，编辑于2022年，星期日定压比热容定压比热容cp任意准静态过程任意准静态过程h是状态量，设是状态量，设 定压定压Specific heat at constant pressure第14页，共19页，编辑于2022年，星期日cv和和cp的说明的说明1、cv 和和 cp ，过程已定，过程已定,可当作可当作状态量状态量。2、前面的推导前面的推导没有没有用到用到理想气体理想气体性质性质3、h、u、s的计算要用的计算要用cv 和和 cp。适用于适用于任何气体任何气体。cv物理意义物理意义：v 时时1kg工质升高工质升高1K内能的增加量内能的增加量cp物理意义物理意义：p 时时1kg工质升高工质升高1K焓的增加量焓的增加量第15页，共19页，编辑于2022年，星期日3-3 3-3 理想气体的理想气体的u、h、s和热容和热容一、一、理想气体的理想气体的u 1843年年焦耳焦耳实验，对于实验，对于理想气体理想气体p v T 不变不变 AB绝热自由膨胀绝热自由膨胀真空真空第16页，共19页，编辑于2022年，星期日理想气体的内能理想气体的内能u理气绝热自由膨胀理气绝热自由膨胀 p v T 不变不变 第17页，共19页，编辑于2022年，星期日理想气体内能理想气体内能的物理解释的物理解释内能内能内动能内动能内位能内位能T,v 理想气体无分子间作用力，理想气体无分子间作用力，内能内能只决只决定于定于内动能内动能?如何求理想气体的如何求理想气体的内能内能 uT理想气体理想气体u只与只与T有关有关第18页，共19页，编辑于2022年，星期日理想气体内能的计算理想气体内能的计算理想气体，任何过程理想气体，任何过程理想气体理想气体 实际气体实际气体第19页，共19页，编辑于2022年，星期日
