机械热力学第03章 理想气体的性质.pptx

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1、gpVmR TPam3 kg K气体常数：J/(kg.K)R=MRg=8.3145J/(mol.K)3-3 理想气体的比热理想气体的比热一、定义和基本关系式定义：dtqc,dTqTqclim0T或1.c与过程特性有关2.c是温度的函数3.c可有正有负注意：根据物质量多少的不同，有以下三种形式：1.质量比热容c物质量为1kg，比热为单位（J/kgK），2.摩尔热容McCm单位（J/molK）mCC)Km/(J3标3.体积比热容单位为m0.022414CMcC三种比热的关系：标准立方米：标准状况(1atm,0)下1立方米容积内气体量。注意：不是标况时，1标准立方米的气体量不变，但体积变化。定压热容

2、（比定压热容） 比热与过程有关。常用的有：Vpcc及,VmVpmpcCcC定容热容（比定容热容） vcddd( )ddddquwup vcATTTT定容过程 dv=0VvucT若为理想气体dd( )ddddVVvuuuu uTcu c TTTT是温度的函数Vc1.,dddvTuuuu T vuTvTvd0p 定压过程，pc2.若为理想气体，h是温度的单值函数cp是温度函数3. cp- cV ggdddddddddpVupvuhuccTTuR TuRTgpVccR迈耶公式vpcc比热比gpgvR1c ,R11c理想气体可逆绝热过程的绝热指数k=cp与cV均为温度函数,但cpcV恒为常数：Rg 二

3、、用比热计算热量原理:1.定值比热容 工程计算，不用气体分子运动理论导出的结果，误差太大。 对c作不同的技术处理可得精度不同的热量计算方法: 工程上，建议参照附表3提供的 常用气体在各种温度下的比热容值2.利用真实比热容积分附表附表4.doc 比热多项式： 332210332210TbTbTbbcTaTaTaac或3.利用平均比热容表21dTnTqcTT1, T2均为变量, 制表太繁复 )(1221ttcttn22112121dtnttntctqctttt2100ddTTnnqcTcT=面积amoda-面积bnodb而00d0TnTncTcT由此可制作出平均比热容表附表附表5.doc 1221

4、tt02tt1201TT02TT12TTTTnnTTntt)tt (c)tt (cTT)TT(c)TT(cTTdTcdTcTqc10201020201021附:线性插值4.平均比热直线式 令cn=a+bt,则2211d()dttnttqctabtT12221ttbacttn即为21tt 区间的平均比热直线式1212)(2ttttbat的系数已除过2 btacttn21注意:附表附表6.doc 三种方法的比较：定值 最简单(估算) 精度低平均 简单(手算) 精确 多项式 复杂(适合电算) 精确哪种最好？权衡一般用定值3-4 理想气体的热力学能、焓和熵一.理想气体的热力学能和焓 1.理想气体热力学

5、能和焓仅是温度的函数 kVuuu Tduc dTb)RTupvuh phh Tdhc dTa) 因理想气体分子间无作用力不需知绝对值而积分： dTchh; dTcuu21p1221v12因此，热力学能和焓共有四种处理方法。2.热力学能和焓零点的规定 可任取参考点,令其热力学能为零,但通常取0K。 TcThThThhTcTuTuTuuTpTV0000附表附表7.doc 例题第三章A413265.ppt 例题第三章A413277.doc 3. 利用气体热力性质表计算热量 twhqwuq 12121212ThThhhhqTuTuuuuqpv例题第三章A411197.ppt 附表附表7.doc 二、状

6、态参数熵及理想气体熵变的计算1.定义dJ/(kg K)J/(mol K)qsorT可逆2.理想气体的熵是状态参数式中：强调可逆过程中的吸热量（q）rev； 非可逆过程 dsq/T3.理想气体的熵差计算dqsT可逆ggRppvR TTvddup vTddVTpcvTTgddVTvcRTvddVucT21dss 22g11dlnVvTcRTv定比热1212lnlnvvRTTcgV22g11dlnppTcRTp2211ddpVvpccvp1212lnlnppRTTcgp1212lnlnppcvvcVps=s(T,v)s=s(T,p)s=s(p,v)4.理想气体变比热熵差计算22g11dlnppTsc

7、RTp 令 00dTpTcsTT则 2000021211dpTcsTsTssT制成表 则00221g1lnpsssRp 例题第三章A4111551.ppt 例题第三章A4111552.ppt 精确计算时，不用平均比热和多项式。三、T-s 坐标图Ts4312 平衡态 可逆过程点曲线q1-2=面积12341=21Tds吸热q0,dso；放热q=0，ds=0；放热q0,ds0.3-6 理想混合气体混合气体：两种以上单一气体混合形成的气体。理想混合气体：每种组成气体都是理想气体，混合气也是 理想气体。可见：每种组成气体 混合气体满足nRTpV TmRpVg或ggpVm RTR混混混平均气体常数gM R

8、RM混混混平均摩尔质量330()22.4 10 m /molMvinn混等等混混iiMnMn成立如下关系： in21in21nnnnn mmmmm混混2、分容积定律 分容积组分气体处在与混合气体同温同压状况下单独占有的体积。iVV 分体积定律二、混合气体的分压力定律和分容积定律1.分压力定律 分压力组分气体处在与混合气体相同容积、相同温 度单独对壁面的作用力。 ipp分压力定律三、混合气体成分1iiiwmmw2.体积分数1iiiVV3.摩尔分数1iiixnnx1.质量分数4.各成分之间的关系)iiax)giiiigiRMbwxxRM混混iiVV混iiiin MvnxnMvn混混混推导过程了解一下即可要记住（了解）5.iipx p6.利用混合物成分求M混和Rg混 （了解）四、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵 （了解）要记住例题第三章A411143.ppt 例题第三章A711143.ppt 作业：3-1，4，7，13.