工程热力学-第三章-理想气体的性质与过程-图文ppt课件.ppt

《工程热力学-第三章-理想气体的性质与过程-图文ppt课件.ppt》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工程热力学的两大类工质1、理想气体（idealgas）理想化，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）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气体分子间的平均距离相当大，分子体积与气体的总体积相比可以忽略不计分子之间无作用力分子之间的相互碰撞以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞理想气体概念理想气体模型试验证明：气体压力不太高，温度不太低时(温度不低于－20℃，压力不高于7Mpa

2、)，其性质就比较接近理想气体。O2N2H2CO燃气理想气体的范围理想气体状态方程凡遵循克拉贝龙(Clapeyron)方程的气体即为理想气体四种形式的克拉贝龙方程：状态方程Rg与R的区别R——通用气体常数Rg——气体常数例如与气体种类无关与气体种类有关计算时注意事项1、绝对压力2、温度单位K3、统一单位（最好均用国际单位）(比)热容SpecificHeat为计算工质在热力过程中吸收（释放）的热量，引入（比）热容概念。定义:比热容单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量(比)热容类型比热容c:质量比热

3、容Cm:摩尔比热容C’:容积比热容Cm=M·c=22.414*10-3C’比热容是过程量还是状态量?c1c2某些特定过程的比热容定容比热容定压比热容Ts(1)(2)1K定容比热容cv任意准静态过程u是状态量，设定容定压比热容cp任意准静态过程h是状态量，设定压cv和cp的说明1、前面的推导没有用到理想气体性质2、cv和cp的物理意义适用于任何气体。cv物理意义：v时1kg工质升高1K内能的增加量cp物理意义：p时1kg工质升高1K焓的增加量液/固体呢？理想气体的性质理想气体的热力学能理想气体的焓理

4、想气体的比热理想气体的熵理想气体的内能1843年焦耳实验，对于理想气体pvT不变AB绝热自由膨胀真空理想气体绝热自由膨胀理想气体的内能理想气体内能的物理解释任意工质：内能＝内动能＋内位能T,v理想气体无分子间作用力，内能只决定于内动能，同v无关T理想气体u只与T有关理想气体内能的计算理想气体，任何过程理想气体实际气体理想气体的焓理想气体的焓是温度的单值函数理想气体焓的计算理想气体实际气体理想气体h只与T有关理想气体，任何过程用定压（容）比热的定义推出理想气体内能、焓的温度表达式？一般工质:理想气体

5、：理想气体的热容思考题对于同一种理想气体，相同温度条件下，Cp和Cv哪个值更大？为什么？定容变化定压变化热量全部转化为气体本身的热力学能气体受热后温度升高的同时，还要克服外力对外做功比定压比热VS比定容比热迈耶公式比定压比热VS比定容比热比热容比比定压比热VS比定容比热熵的定义:可逆过程理想气体理想气体的熵pv=RgT仅可逆适用？T1p1v1s1T2p2v2s212理想气体，任何过程1、按定比热2、按真实比热计算理想气体热容、u、h和s的计算3、按平均比热法计算理想气体热容的计算方法：h、u、s的

6、计算要用cv和cp分子运动论1、按定比热计算理想气体热容运动自由度单原子双原子多原子Cv,m[kJ/kmol.K]Cp,m[kJ/kmol.K]k1.671.41.292、按真实比热计算理想气体的热容根据实验结果整理理想气体3、按平均比热计算理想气体的热容tt2t1c(cp,cv)c=f(t)摄氏℃求O2在100-500℃平均定压热容1.2.cv为真实比热3.cv为平均比热理想气体u的计算4.若为空气，直接查附表理想气体，任何过程T1u1T2u2121.2.cp为真实比热3.cp为平均比热理想气

7、体h的计算4.若为空气，直接查附表理想气体，任何过程1、若定比热理想气体s的计算理想气体，任何过程理想气体s的计算2、真实比热取基准温度T0若为空气，查附表得研究热力学过程的目的与方法目的提高热力学过程的热功转换效率热力学过程受外部条件影响主要研究外部条件对热功转换的影响利用外部条件,合理安排过程，形成最佳循环对已确定的过程，进行热力计算研究热力学过程的对象与方法对象1)参数(p,T,v,u,h,s)变化2)能量转换关系,q,w,wt方法抽象分类2)可逆过程(不可逆再修正)基本过程研究热力学

8、过程的依据2)理想气体3)可逆过程1)热一律稳流研究热力学过程的步骤1)确定过程方程------该过程中参数变化关系5)计算w,wt,q4)求3)用T-s与p-v图表示2)根据以知参数及过程方程求未知参数根据实际过程的特点，将实际过程近似地概括为几种典型过程：定容、定压、定温和绝热过程。不考虑实际过程中不可逆的耗损，视为可逆过程。工质视为理想气体比热容取定值研究热力学过程的基本假设气体压力保持不变的过程称为定压过程，例如空气在燃烧室中加热过程。p=常数气体状态方程式定压过程过程方程