工程热力学第三章_理想气体ppt课件.ppt

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1、工程热力学EngineeringThermodynamics第三章ThirdChapter内容提要一理想气体及其状态方程式二理想气体比热容三理想气体热力学能、焓、熵的变化量的计算四理想气体混合物五理想气体的热力过程第三章理想气体及其热力过程一理想气体及其状态方程式1理想气体和实际气体气态工质理想气体实际气体热功转换体积膨胀注意如何区分两类气体？－偏离液态的程度分子可视为是一些弹性的、不占体积的质点且分子之间不存在相互作用力的气体。课堂思考1为什么引入理想气体？气体分子占据一定体积，气体分子之间

2、有相互作用力的，导致实际气体的性质是比较复杂的。引入理想气体的概念后，气体分子运动的规律大为简化，各状态参数之间可以得出简单的函数关系式，大大简化了分析计算。2如何判断偏离液态的程度？理想气体与实际气体没有明显界限，在什么情况下应视为何种气体，要根据工程计算所允许的误差范围而定。一理想气体及其状态方程式2理想气体状态方程式质量单位摩尔单位J/(kg·K)，气体常数，其值与状态无关，仅随气体的种类而异普适气体常数，其值恒为8314.3J/(kmol·K)千摩尔体积课堂思考压缩机每分钟自外界吸入温度

3、为25℃,压力为0.1MPa的空气2m3,充入容积为8.5m3的储气罐内，设开始时罐内的温度和压力与外界相同，问20分钟后空气压缩机可将罐内的表压力提高到多少？设充气过程中气罐内温度始终保持不变。解题要点①pV＝mRgT③表压力和绝对压力的转换②单位制的统一二理想气体比热容1热容的概念和分类气体温度升高1K所需要的热量叫热容注意!体积热容的体积是标准状态下的体积。质量热容1kg物质温度变化1K所需的热量cJ/(kgK)容积热容1m3物质温度变化1K所需的热量J/(m3K)摩尔热容1mol物质温

4、度变化1K所需的热量cMJ/(molK)名称定义单位符号二理想气体比热容2比定压热容和比定容热容热力设备中的吸热通常为定压（压力不变）和定容（体积不变）过程比定容热容cv比定压热容cp质量摩尔体积二理想气体比热容2比定压热容和比定容热容结论由于气体吸热膨胀，其cp>cv；对于液态，其体积受压力变化的影响不大，故不区分定压热容和定容热容。q定容q定压二理想气体比热容2比定压热容和比定容热容比热比（绝热指数）二理想气体比热容3定值比热容在精度要求不高或温度范围变化不大时，忽略温度对比热容的影响4真实

5、比热容和平均比热容压力和比体积对气体比热容的影响不大，往往可以忽略不计，而温度对气体比热容的影响就比较显著。直线关系曲线关系二理想气体比热容4真实比热容和平均比热容cc1c212tABc＝f(t)t1t20常用二理想气体比热容5用比热计算热量真实比热容平均比热容三理想气体热力学能、焓、熵的变化量的计算1热力学能和焓的计算根据比定容热容可知这个结论对定容以外的热力过程是否适用？12VP热力学能是状态参数对任一热力过程均成立三理想气体热力学能、焓、熵的变化量的计算2熵变化量的计算根据熵与热量的关系，

6、对可逆过程四理想气体混合物理想气体性质：①混合气体内部无化学反应，成分不变；②各组成气体都有理想气体的性质;③混合后仍具有理想气体的性质；④各组成气体彼此独立，互不影响。1理想气体混合物的成分混合气体质量kg摩尔数kmol体积m3项目第i种组成气体绝对成份四理想气体混合物1理想气体混合物的成分相对成份相对成份=分量总量1)质量分数2)摩尔分数3)体积分数四理想气体混合物2理想气体混合物的基本定律1）分压力和道尔顿分压力定律分压力：第i种组成气体在与混合气体温度相同的情况下，单独占据整个容器体积V

7、时，所具有的压力叫做“分压力”气体1气体2气体1p010010p11）分压力和道尔顿分压力定律道尔顿分压力定律生活实例夏天喝汽水时，打开瓶盖，汽水中有大量气泡出现？气体在水中溶解量与水面上此气体的分压力成正比；打开瓶盖，CO2分压力减小1）分压力和道尔顿分压力定律道尔顿分压力定律工程实例发电厂中用除氧器去除水中溶解氧气？气体在水中溶解量与水面上此气体的分压力成正比。加热水，使部分水汽化，增加水蒸汽分压力。总压一定条件下，氧气分压力减小2理想气体混合物的基本定律2）分体积和阿美格分体积定律气体

8、1气体2p010气体2p010五理想气体的热力过程1四种典型的热力过程分析基础：可逆过程理想气体状态方程热力学能、焓计算式熵计算式功、热量计算式1四种典型的热力过程1）定容过程①过程方程式v＝定值②状态参数间的关系③过程中的能量变化1）定容过程④过程曲线pvTs1212指数曲线的斜率1四种典型的热力过程2）定压过程①过程方程式p＝定值②状态参数间的关系③过程中的能量变化2）定压过程④过程曲线指数曲线的斜率pvTs1212v1四种典型的热力过程3）定温过程①过程方程式pv＝定值②状态参数间的关系③