热工基础课件4[1]

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1、第四章理想气体和实际气体4.1理想气体状态方程式4.2理想气体的比热、热力学能、焓和熵4.3理想气体的热力过程第四章理想气体和实际气体4.1理想气体状态方程1.理想气体一.两类工质-理想气体与实际气体理想气体模型:气体分子之间的平均距离相当大,分子体积与气体所占有的总体积相比可忽略不计;分子之间无作用力;分子之间以及分子与容器壁之间的碰撞为弹性碰撞。2.实际气体不能用简单的式子描述，真实工质:火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质等。3.哪些气体可当作理想气体?T>常温，p<5MPa的双原子分子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但是,当实际气体p很

2、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。三原子分子（H2O,CO2)一般不能当作理想气体特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2，可以当作理想气体二.理想气体状态方程凡遵循克拉贝龙方程的气体就是理想气体三种形式的克拉贝龙方程：状态方程计算时注意事项1、绝对压力2、温度单位K3、统一单位（最好均用国际单位）三.摩尔质量M和摩尔容积Vm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1kmol物质的体积称为千摩尔体积，Vm,单位m3/kmol1kmol物质的质量称为千摩尔质量，M,单位：g/kmol或kg/kmol.四.通用气体常数Rmnkmol

3、理想气体R是一个与气体的种类有关，与气体的状态无关的常数，称为气体常数。是一个与气体的种类无关，与气体的状态也无关的常数，称为通用气体常数。是气体的摩尔质量，kg/kmol。气体常数R与通用气体常数之间有如下关系；1kg理想气体mkg理想气体1kmol理想气体4.2理想气体的比热容、热力学能、焓、熵一.比热容一个物量单位的物体温度升高（或降低）１℃所吸收（或放出）的热量称为比热容。定义式比热容的单位质量比热容摩尔比热容容积比热容单位单位单位标准状态二.比热容与过程的关系定压比热容定容比热容定容过程的热量定压过程的热量定值比热容:理想气体分子中原子数相同的气体，其摩尔比热容都相等。单原子气

4、体双原子气体多原子气体定压摩尔比热容定容摩尔比热容项目三.理想气体的内能、焓的变化量计算1.内能的变化量若比热容取定值或平均值，有2.焓的变化量迈耶公式定义因称k为比热比四.理想气体熵变化量的计算同理由可得由代入上式即可得出4.2理想气体的热力过程分析热力过程的内容（假定过程是可逆过程）确定过程方程确定状态参数的变化规律绘出过程曲线确定过程中内能、焓和熵的变化量确定过程中的功和热量热量用比热计算热量用能量方程计算热量功容积功技术功一.定容过程过程方程定值状态参数关系式定容过程的过程曲线可知定容过程线在T-s图上为一指数曲线曲线的斜率是定容过程的过程曲线pvTs1212功和热量内能变化量焓

5、的变化量容积功热量二.定压过程过程方程定值状态参数关系式定压过程的过程曲线可知定压过程线在T-s图上为一指数曲线定压过程曲线的斜率是定容过程曲线的斜率是定压过程的p—v图和T-s图vspT1212v4功和热量内能变化量焓的变化量容积功热量技术功三.定温过程过程方程定值状态参数关系式定温过程的过程曲线定值由过程方程得可知在p-v图上是一等边双曲线,曲线的斜率是pT1212vs功和热量内能变化量焓的变化量容积功热量技术功因可知定温过程的比热容所以不能用定温过程的比热容来计算热量。四.可逆绝热过程（定熵过程）过程方程或(3)、(4)两式相除定值整理出过程方程两边进行不定积分得方法Ⅱ由而理想气体

6、状态方程或定值两边积分并整理得其微分形式将(2)代入(1)式状态参数关系式定熵过程的过程曲线定熵过程曲线的斜率：由过程方程得可知在p-v图上是一高次双曲线定温过程曲线的斜率：pvTs1212T功和热量内能变化量焓的变化量容积功热量技术功Ts12在T-s图上比容增大的方向Ts12在T-s图上压力升高的方向pv12在p-v图上温度升高的方向pv12在p-v图上熵增加的方向五.多变过程过程方程定值定容过程定压过程定温过程定熵过程定值定值定值定值特例状态参数关系式从上面3个式子中的任何一个都可得到多变指数的值如pvTsn=0n=±∞n=±∞n=0n=0n=0n=kn=kn=kn=kn=1n=1n

7、=1n=11