工程热力学第二章lm

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1、工程热力学EngineeringThermodynamics北京航空航天大学作业思考题2－5习题2－5，2－6，2－9，2－15，简单可压缩系统的能量转换与传递可逆过程的膨胀功可逆过程的热量如何求出膨胀功和热量？第二章理想气体的性质热力学的研究内容工质的热物理性质能量品质评价能源转换的量的规律能量转换的方向与程度实际的动力、制冷循环工质的热力性质是工程热力学研究的主要内容之一第二章气体的热力性质理想气体与实际气体理想气体比热容混合气体的性质实际气体状态方程对比态定律与压缩因子图相关知识理想气体摩尔

2、，摩尔体积，摩尔质量阿伏加德罗常数阿伏加德罗定律理想气体与实际气体理想气体（idealgas）：经过科学抽象的假想气体模型实际气体（realgas）：真实工质，热力状态不能用简单的方程描述。假设条件气体分子是弹性的、不占体积的质点分子之间没有引力和斥力为便于分析计算完全意义的理想气体是不存在的理想气体可以用简单的状态方程描述，遵循克拉贝龙方程。哪些气体可当作理想气体理想气体实质上是实际气体压力p→0，或比容v→∞时的极限状态的气体。当实际气体p很小,V很大,T不太低时,即处于远离液态的稀薄状态时,

3、可视为理想气体。T>常温，p<7MPa的双原子分子理想气体O2,N2,Air,CO,H2三原子分子（H2O,CO2)一般不能当作理想气体特殊可以，如空调的湿空气，高温烟气的CO2理想气体状态方程Ideal-gasequationofstate宏观试验与微观分析均可导出理想气体状态方程克拉贝龙方程四种形式的理想气体状态方程状态方程注意:摩尔容积VmRm与R统一单位摩尔容积（Molarspecificvolume）阿伏伽德罗定律：相同p和T下各理想气体的摩尔容积Vm相同在标准状况下代入理想气体状态方程

4、，可求得：通用气体常数Rm与气体常数RRm——通用气体常数（UniversalGasconstant）R——气体常数（Gasconstant）M-----Molarmass例如与气体种类无关与气体种类有关计算时注意事项压力为绝对压力采用热力学温标，温度单位为K统一单位，最好采用国际单位V=1m3的容器有N2，温度为20℃，压力表读数1000mmHg，pb=1atm，求N2质量。状态方程的应用求平衡状态下的参数两平衡状态间参数的计算标准状态与任意状态间的换算理想气体比热比热：单位物量的物体，温度升高

5、或降低1K所吸收或放出的热量根据热量和物量单位的不同，比热又可分为：c:质量比热容Cm:摩尔比热容C’:体积比热容Cm=M·c=22.414C’比热容是过程量还是状态量？用的最多的某些特定过程的比热容定容比热容定压比热容比热容与热力过程有关所以是过程量定容比热定容比热：在定容情况下，单位物量的气体温度变化1K所吸收或放出的热量定容dv＝0定压比热定压比热：在定压情况下，单位物量的气体温度变化1K所吸收或放出的热量。h是状态量，设定压dp=0定压比热与定容比热的关系定容过程：定压过程：比热比k：定压

6、比热与定容比热的比值。定值比热，真实比热和平均比热定值比热：根据分子运动论得出各理想气体的摩尔比热均相等，称为定值比热。分子运动论运动自由度单原子双原子多原子Cv,m[kJ/kmol.K]Cp,m[kJ/kmol.K]k1.671.41.29真实比热真实比热：根据分子运动论得出各理想气体的摩尔比热均相等，称为定值比热。理想气体的比热实际上并非定值，而是温度的函数一般整理为多项式形式平均比热tt2t1c(cp,cv)c=f(t)混合气体的性质道尔顿分压定律阿密盖特分容积定律混合气体的成分表示方法及换

7、算折合分子量与气体常数混合气体比热容混合气体热力学能、焓、熵道尔顿分压定律道尔顿分压定律：混合气体的总压力p，等于各组成气体分压力pi之和。p，T，Vp1，T，Vp2，T，V=+阿密盖特分容积定律阿密盖特分容积定律：混合气体的总容积V，等于各组成气体分容积Vi之和。p，T，Vp，T，V1p，T，V2=+混合气体成分表示方法质量成分：混合气体中某组成气体的质量mi与总质量m的比值容积成分：混合气体中某组成气体的容积Vi与总容积V的比值摩尔成分：混合气体中某组成气体的摩尔数ni与总摩尔数n的比值各成分

8、之间的换算容积成分ri摩尔成分xi质量成分gi折合分子量混合气体不能用一个化学分子式表示，没有真正的分子量折合分子量平均分子量为了简化混合气体的计算，引入了折合分子量和气体常数折合气体常数分压力与比热容分压力比热容热力学能、焓、熵热力学能焓熵可加性作业习题2-11，2-17，2-19，2-21第二章气体的热力性质理想气体与实际气体理想气体比热容混合气体的性质实际气体状态方程对比态定律与压缩因子图实际气体状态方程范德瓦尔方程其它几种二常数实际气体状态方程范德瓦尔方程通过对理想气体的两