工程热力学第二章-理想气体的性质课件.ppt

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1、第二章 理想气体的性质第一节 理想气体状态方程一、理想气体与实际气体 1、理想气体：气体分子是弹性的、不占有体积的质点 分子相互之间无作用力（引力和斥力）实质：气体压力p0，或比容v时，极限状态下的气体 举例：空气、燃气2、实际气体：如果气体状态处于很高的压 力或很低的温度，气体有很高的密度，以致分子本身的体积及分子间的相互作用力不能忽略不计时的气体。举例：致冷剂蒸汽3、二者关系：理想气体与实际气体没有明显界限，在某种状态下，应视为何种气体，要根据工程计算所容许的误差范围而定。二、理想气体状态方程的导出o最早由实验定律得到克拉贝龙方程o随着分子运动论的发展，从理论上导出 三、气体常数与气体常数

2、o阿佛加德罗（Avogadro）定律：在相同压力和相同温度下，1kmol的各种气体占有相同的容积o通用气体常数 J/(kmolK)J/(kgK)第二节 理想气体比热一、比热的定义与单位 1、定义：单位物量的物体，温度升高或降低1K 所吸收或放出的热量。即2、单位：取决于热量单位和物量单位。物量的单位不同，比热的单位也不同。质量比热c，单位：kJ/(kgK)容积比热c，单位：kJ/(m3K)摩尔比热Mc，单位：kJ/(kmolK)二、定容比热与定压比热o定容比热：在定容情况下进行，单位物量的气体，温度变化1K所吸收或放出的热量，即 随物量单位的不同有：定容质量比热cv 定容容积比热cv 定容摩尔

3、比热Mcvo定压比热：在定压情况下进行，单位物量的气体，温度变化1K所吸收或放出的热量，即随物量单位不同有：定压质量比热cp 定压容积比热cp 定压摩尔比热Mcp关系如下：设1kg某理想气体，温度升高dT按定容加热：按定压加热：二者差值：三、定值比热、真实比热与平均比热o定值比热：根据分子运动学说中能量按运动自由度均分的理论，理想气体的比热值只取决于气体的分子结构，而与气体所处状态无关。凡分子中原子数目相同，因而其运动自由度也相同的气体，它们的摩尔比热值都相等 摩尔定容比热 摩尔定压比热 其中：分子运动的自由度数目各种气体的定值摩尔比热和比热比单原子气体双原子气体多原子气体Mcv3R0/25R

4、0/27R0/2Mcp5R0/27R0/29R0/2比热比1.661.41.29o平均比热：第三节 混合气体的性质o自然界的气体通常都是由几种不同种类气体组成的混合物o混合气体的性质取决于混合气体中各组成气体的成分及其热力性质o由多种理想气体组成的混合气体，仍然具有理想气体特性，服从理想气体各种定律一、混合气体的分压力和道尔顿分压定律o分压力是假定混合气体中组成气体单独存在，并且具有与混合气体相同的温度及容积时的压力o混合气体的总压力p，等于各组成气体分压力pi之和 即：二、混合气体的分容积和阿密盖特分容积定律o分容积是假想混合气体中组成气体具有与混合气体相同的温度和压力时，单独存在所占有的容

5、积o混合气体的总容积V等于各组成气体分容积Vi之和 即：三、混合气体的成分表示方法及换算o 1.质量成分：混合气体中某组成气体的质量mi与混合气体总质量m的比值o3.摩尔成分：混合气体中某组成气体的摩尔数ni与混合气体总摩尔数n的比值各组成气体成分之间的换算关系o（1）容积成分与摩尔成分数值相等o（2）质量成分与容积（摩尔）成分的换算四、混合气体的折合分子量与气体常数o1、折合分子量：（1）已知各组成气体的容积成分及各组成气体的分子量（2）已知各组成气体的质量成分及各组成气体的分子量五、分压力的确定o某组成气体的分压力等于混合气体的总压力与该组成气体容积成分的乘积 由方程可以推得：六、混合气体的比热o混合气体温度升高所需的热量，等于各组成气体相同温升所需热量之和，由此得计算公式：