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《工程热力学第三章-理想气体》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、第三章理想气体的性质与过程第三章(一)理想气体的性质主要学习的内容熟练掌握并正确应用理想气体状态方程式。正确理解理想气体比热容的概念；熟练掌握正确应用定值比热容、平均比热容来计算过程热量，以及计算理想气体热力学能、焓和熵的变化。为什么引入理想气体的概念@气态物质具有显著的膨胀压缩能力,适合做为热力过程的工质@视其距液态的远近,分为气体和蒸气@工程热力学需要过程工质的热力性质方面的知识工程热力学的两大类工质1、理想气体（idealgas）其状态方程可用简单的式子描述如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气、空调中的湿空气等2、实际气体（realgas）
2、其状态方程不能用简单的式子描述，真实工质如火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质等§3-1理想气体的概念但是,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,可视为理想气体。理想气体模型现实中没有理想气体1.分子之间没有作用力2.分子本身不占容积当实际气体p很小,V很大,T不太低时,即处于远离液态的稀薄状态时,可视为理想气体。哪些气体可当作理想气体T>常温，p<7MPa的双原子分子理想气体O2,N2,Air,CO,H2如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等三原子分子（H2O,CO2)一般不能当作理想气体空调的湿空气，高温烟气的
3、CO2，可以看作是理想气体特殊：§3-2理想气体状态方程一.理想气体状态方程(即克拉贝隆方程)四种形式的克拉贝隆方程：注意:Rg与R摩尔容积Vm状态方程统一单位二.摩尔质量与摩尔容积Vm摩尔:物质中包含的基本单元数(热力学中为分子)与0.012kg碳12的原子数目(6.0225×1023)相等时物质的量即为1摩尔1mol物质的质量称为摩尔质量,用M表示1mol物质的质量数值上等于物质的相对分子质量Mr1mol物质的体积称为摩尔体积,Vm=Mv阿伏伽德罗假说相同p和T下各理想气体的摩尔容积Vm相同在标准状况下Vm常用来表示数量三.摩尔气体常数RgR——
4、通用气体常数(与气体种类无关)Rg——气体常数(随气体种类变化)M-----摩尔质量例如计算时注意事项1、绝对压力2、温度单位K3、统一单位（最好均用国际单位）【例3-1】一钢瓶的容积为0.03m3，其内装有压力为0.7MPa、温度为20℃的氧气。现由于使用，压力降至0.28MPa，而温度未变。问钢瓶内的氧气被用去了多少？解：根据题意，钢瓶中氧气使用前后的压力、温度和体积都已知，故可以运用理想气体状态方程式求得所使用的氧气质量。氧气处于初态1时的状态方程为：故初态1时的氧气质量为：【例3-1】氧气处于终态2时的状态方程为：故终态2时的氧气质量为：被用
5、去的氧气质量为：【例3-2】某300MW机组锅炉燃煤所需的空气量在标准状态下为120×103m3/h，送风机实际送入的空气温度为27℃，出口压力表的读数为5.4×103Pa。当地大气压力为0.1MPa，求送风机的实际送风量（m3/h）。解【例3-2】在实际工程中常常涉及标准立方米作为单位的情形，这样就要将“标准体积”与“实际体积”进行换算。在利用状态方程计算涉及体积流量和质量流量的问题时，只需将体积流量qv视为体积V，质量流量qm视为m即可，此时状态方程应为Weknowittakesmoreenergytowarmupsomematerialstha
6、nothersForexample,ittakesabouttentimesasmuchenergytowarmupapoundofwater,asitdoestowarmupthesamemassofiron.§3-3理想气体的比热容SpecificHeatsAlsocalledtheheatcapacityEnergyrequiredtoraisethetemperatureofaunitmassbyonedegreeUnitsJ/(kg0C)orkJ/(kgK)单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量计算内能、焓、热量都要用到热容c:质量比热容
7、摩尔比热容C’:容积比热容Cm=Mc=22.414C’一、理想气体的比热容Ts(1)(2)1K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定容比热容定压比热容定容比热容cv任意可逆过程u是状态量，设定容物理意义：v时1kg工质升高1K，内能的增加量定压比热容cp任意可逆过程h是状态量，设定压物理意义：p时1kg工质升高1K，焓的增加量定容比热容cv及定压比热容cpConsideraconstantpressuresystemIttakesmoreenergytowarmupaconstantpressuresystem,becau
8、sethesystemboundariesexpandYouneedtoprovidetheenergyto
