2019气体与蒸汽的热力性质ppt课件.ppt

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1、1第三章气体与蒸汽的热力性质本章基本要求4掌握混合气体分压力、分容积的概念1掌握理想气体状态方程的各种表述形式，并应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算2掌握理想气体平均比热的概念和计算方法3理解混合气体性质本章重点1理想气体的热力性质2理想气体状态参数间的关系3理想气体比热3.1理想气体状态方程：—ideal-gas equation一.理想气体的概念理想气体指分子间没有相互作用力、分子是不具有体积的弹性质点的假想气体实际气体是真实气体，在工程使用范围内离液态较近，分子间作用力及分子

2、本身体积不可忽略，热力性质复杂，工程计算主要靠图表理想气体是实际气体p0的极限情况。理想气体与实际气体提出理想气体概念的意义简化了物理模型，不仅可以定性分析气体某些热现象，而且可定量导出状态参数间存在的简单函数关系在常温、常压下H2、O2、N2、CO2、CO、He及空气、燃气、烟气等均可作为理想气体处理，误差不超过百分之几。因此理想气体的提出具有重要的实用意义。二.理想气体状态方程的导出：V：nKmol气体容积m3；V：质量为mkg气体所占的容积；P：绝对压力Pa；v：比容m3/kg；T：热力学温度

3、K状态方程VM：摩尔容积m3/kmol；RM：通用气体常数，kJ/kmol·K；Rm与R的区别Rm——通用气体常数(与气体种类无关)R——气体常数(随气体种类变化)M-----摩尔质量例如体积为V的真空罐出现微小漏气。设漏气前罐内压力p为零，而漏入空气的流率与（p0－p）成正比，比例常数为α，p0为大气压力。由于漏气过程十分缓慢，可以认为罐内、外温度始终保持T0不变，试推导罐内压力p的表达式。题解例1:例题1解:由题设条件已知漏入空气的流率:罐内的状态方程dV=0;dT=0积分(P由0到p)得微分（2

4、）（1）或或3.2热容，内能和焓：heat capacity，internalenergyandenthalpy1kg物质温度升高1K所需的热量称为比热容：3.2.1、比热容的定义物体温度升高1K所需的热量称为热容：1kmol物质的热容称为摩尔热容Cm，单位：kJ/(kmol•K)标准状态下1m3物质的热容称为体积热容C´，单位：kJ/(m3•K)比热容、摩尔热容及体积热容三者之间的关系：Cm=Mc=22.414C´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

5、容比热容定压比热容3.2.2、比定容热容和比定压热容1.定容比热容cv任意准静态过程u是状态量，设定容物理意义：v时1kg工质升高1K内能的增加量物理意义：v时1kg工质升高1K内能的增加量2.定压比热容cp任意准静态过程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3.2.3内能和焓内能：焓：3.3理想气体内能，焓和热容：3.3.1、理想气体内能和焓的特性：气体的内能包括：内动能和内位能对于理想气体由于分子间没有相互作用力由于理想气体的内能是温度的单值函数带入上式得：注意：两个式子对于

6、实际气体来说分别适用于定容过程和定压过程而对于理想气体适用于任何过程。根据焓的定义，，可见理想气体焓也是温度的单值函数所以：带入上式：对于理想气体来说，凡是温度相同的状态其内能或焓相等。1-2为定容过程，1-2’为定压过程，1-2”为任意过程。3.3.1、理想气体的比热容：一.理想气体定压比热容与定容比热容之间的关系：二.比热比：热工计算中，比定压热容与比定容热容的比值称比热比，理想气体的比热比等于绝热指数，三.理想气体比热容与温度之间的关系：比热容随状态而变化，实际气体的真实比热容是温度和压力的函数

7、。而对于理想气体，可以认为比热容只随温度而变化，即：。将实验测得的不同气体的比热容随温度的变化关系，表达为多项式形式：四.理想气体内能和焓的计算：在热力计算中，只是涉及气体在不同状态下之间的质量内能差和焓差根据这两个公式工程中一共有四种方法计算：1.按比定值热容计算如果温度不高，温度变化范围较窄，计算精度要求不高，2.按比热容的经验公式积分计算3.利用平均比热容表求出某一温度范围内的平均比热容。如图所示，当温度由t1升到t2时，吸收热量：q=面积0EABD0-面积0EAC0=带入到上式：4.利用气体热

8、力性质表的h,u值进行计算若能确定气体在各温度下的单位质量内能和焓值，既可方便的计算Δh，Δu，但由于质量内能和焓的绝对值难于确定，而实际热力计算中只需知道不同状态之间的差值，因此可以就相对某一基准点来确定h,u值，那我们就选定一个基准点T0,规定该温度下的质量内能值和焓值分别为h0,u03.4理想气体的熵熵的定义：或：准静态过程：因此有：由：以及：对微元过程：1.当比热为定值时，可由下式求得2.按比热容经验公式计算：3.利用气体性质表计算：3.5理想气