工程熱力學(xué)氣體的熱力性質(zhì)

工程熱力學(xué)氣體的熱力性質(zhì)第一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日本章基本要求1掌握理想氣體狀態(tài)方程的各種表述形式，并應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程及理想氣體定值

比熱進(jìn)行各種熱力計(jì)算

2掌握理想氣體平均比熱的概念和計(jì)算方法第二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日本章重點(diǎn)

1理想氣體的熱力性質(zhì)

2理想氣體狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系3理想氣體比熱第三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日5.1理想氣體狀態(tài)方程一理想氣體定義忽略氣體分子間相互作用力和分子本身體積影響,僅具有彈性質(zhì)點(diǎn)的氣體，注意：當(dāng)實(shí)際氣體p→0v→的極限狀態(tài)時，氣體為理想氣體。二理想氣體狀態(tài)方程的導(dǎo)出

V：nKmol氣體容積m3；V：質(zhì)量為mkg氣體所占的容積；P：絕對壓力Pa；v：比容m3/kg；T：熱力學(xué)溫度K狀態(tài)方程VM：摩爾容積m3/kmol；RM

：通用氣體常數(shù)，J/kmol·K；第四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日理想氣體狀態(tài)方程1、狀態(tài)方程式反映平衡狀態(tài)參數(shù)之間數(shù)量關(guān)系的方程，它只用于平衡狀態(tài)，不能用于過程計(jì)算。2、必須采用絕對溫度和絕對壓力，而不能有攝氏溫度和表壓力。3、各物理量的單位必須與通用氣體常數(shù)協(xié)調(diào)一致。第五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日工程熱力學(xué)的兩大類工質(zhì)

1、理想氣體（idealgas）可用簡單的式子描述

如汽車發(fā)動機(jī)和航空發(fā)動機(jī)以空氣為主的燃?xì)?、空調(diào)中的濕空氣等2、實(shí)際氣體（realgas）不能用簡單的式子描述，真實(shí)工質(zhì)

火力發(fā)電的水和水蒸氣、制冷空調(diào)中制冷工質(zhì)等第六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日狀態(tài)方程的應(yīng)用

1求平衡態(tài)下的參數(shù)2兩平衡狀態(tài)間參數(shù)的計(jì)算3標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與任意狀態(tài)或密度間的換算4求氣體體積膨脹系數(shù)第七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

：體積為V的真空罐出現(xiàn)微小漏氣。設(shè)漏氣前罐內(nèi)壓力p為零，而漏入空氣的流率與（p0－p）成正比，比例常數(shù)為，p0為大氣壓力。由于漏氣過程十分緩慢，可以認(rèn)為罐內(nèi)、外溫度始終保持T0不變，試推導(dǎo)罐內(nèi)壓力p的表達(dá)式。

例2：容器內(nèi)盛有一定量的理想氣體，如果將氣體放出一部分后達(dá)到了新的平衡狀態(tài)，問放氣前、后兩個平衡狀態(tài)之間參數(shù)能否按狀態(tài)方程表示為下列形式：（a）（b）題解解：放氣前、后兩個平衡狀態(tài)之間參數(shù)能按方程式（a）形式描述，不能用方程式（b）描述，因?yàn)槿萜髦兴⒂幸欢康睦硐霘怏w當(dāng)將氣體放出一部分后，其前、后質(zhì)量發(fā)生了變化根據(jù)，，而可證。

解例1第八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日例題1解:由題設(shè)條件已知

漏入空氣的流率:

罐內(nèi)的狀態(tài)方程dV=0;dT=0

積分(P由0到p)得微分（2）

（1）

或或第九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日計(jì)算時注意事項(xiàng)

1、絕對壓力2、溫度單位

K3、統(tǒng)一單位（最好均用國際單位）第十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日Rm與R的區(qū)別Rm——通用氣體常數(shù)(與氣體種類無關(guān))R——?dú)怏w常數(shù)(隨氣體種類變化)M-----摩爾質(zhì)量例如第十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

但是,當(dāng)實(shí)際氣體p很小,V很大,T不太低時,即處于遠(yuǎn)離液態(tài)的稀薄狀態(tài)時,可視為理想氣體。

哪些氣體可當(dāng)作理想氣體T>常溫，p<7MPa的雙原子分子理想氣體O2,N2,Air,CO,H2如汽車發(fā)動機(jī)和航空發(fā)動機(jī)以空氣為主的燃?xì)獾热臃肿樱℉2O,CO2)一般不能當(dāng)作理想氣體特殊，如空調(diào)的濕空氣，高溫?zé)煔獾腃O2，可以第十二頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日§5-2理想氣體的比熱

計(jì)算內(nèi)能,焓,熱量都要用到比熱定義:比熱單位物量的物質(zhì)升高1K或1oC所需的熱量c:質(zhì)量比熱容Mc:摩爾比熱容C’:容積比熱容C=Mc=22.414C’標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)第十三頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日Ts(1)(2)1K比熱容是過程量還是狀態(tài)量?c1c2用的最多的某些特定過程的比熱容定容比熱容定壓比熱容第十四頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日定容比熱容cv任意準(zhǔn)靜態(tài)過程u是狀態(tài)量，設(shè)

定容物理意義：v時1kg工質(zhì)升高1K內(nèi)能的增加量第十五頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日定壓比熱容cp任意準(zhǔn)靜態(tài)過程h是狀態(tài)量，設(shè)

定壓物理意義：p時1kg工質(zhì)升高1K焓的增加量第十六頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日cv和cp的說明1、

cv和cp

，過程已定,可當(dāng)作狀態(tài)量。2、前面的推導(dǎo)沒有用到理想氣體性質(zhì)，所以適用于任何氣體。3、梅耶公式： ，，比熱比：第十七頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日定值、真實(shí)、平均比熱

定值比熱：凡分子中原子數(shù)目相同因而其運(yùn)動自由度也相同的氣體，它們的摩爾比熱值都相等，稱為定值比熱

真實(shí)比熱：相應(yīng)于每一溫度下的比熱值稱為氣體的真實(shí)比熱。比熱與溫度的函數(shù)關(guān)系:第十八頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日平均比熱容

表示兩溫度間隔內(nèi)比熱容的積分平均值第十九頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日理想氣體的熱力學(xué)能，焓和熵理想氣體的熱力學(xué)能和焓是溫度的單值函數(shù)第二十頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日熵：

已知(T,P)已知（T,V）已知（P,V）第二十一頁，共二十二頁，編輯于2023年，星期日

本章應(yīng)注意的問題

2．考慮比熱隨溫度變化后，產(chǎn)生了多種計(jì)算理想氣體熱力參數(shù)變化量的方法，要熟練