清華大學(xué)熱工基礎(chǔ)工程熱力學(xué)加傳熱學(xué)4第三章ppt課件

1、 理想氣體是一種經(jīng)過科學(xué)籠統(tǒng)的假想氣理想氣體是一種經(jīng)過科學(xué)籠統(tǒng)的假想氣體，在自然界中并不存在。但是，在工程上體，在自然界中并不存在。但是，在工程上的許多情況下，氣體工質(zhì)的性質(zhì)接近于理想的許多情況下，氣體工質(zhì)的性質(zhì)接近于理想氣體。因此，研討理想氣體的性質(zhì)具有重要?dú)怏w。因此，研討理想氣體的性質(zhì)具有重要的工程適用價(jià)值。本章重點(diǎn)討論理想氣體的的工程適用價(jià)值。本章重點(diǎn)討論理想氣體的性質(zhì)、形狀參數(shù)與熱力過程的特點(diǎn)及計(jì)算方性質(zhì)、形狀參數(shù)與熱力過程的特點(diǎn)及計(jì)算方法。法。 3-1 理想氣體形狀方程式理想氣體形狀方程式 1. 理想氣體與實(shí)踐氣體理想氣體與實(shí)踐氣體 gpvR TgpVmR TmnM2-3O= 32.

2、00 10 kg/molM2-3N= 28.02 10kg/molM-3= 28.96 10 kg/molM空氣mgpVMR TmVM vgRMRmpVRTR 稱為摩爾氣體常數(shù)。 根據(jù)阿佛伽德羅定律，同溫、同壓下任何根據(jù)阿佛伽德羅定律，同溫、同壓下任何氣體的摩爾體積氣體的摩爾體積VmVm都相等，所以任何氣體的摩都相等，所以任何氣體的摩爾氣體常數(shù)爾氣體常數(shù)R R都等于常數(shù)，并且與氣體所處的都等于常數(shù)，并且與氣體所處的詳細(xì)形狀無關(guān)。詳細(xì)形狀無關(guān)。R=8.314 J/(molK)gRRM,mnMpVnRT,gpVmR TgRRM物體溫度升高物體溫度升高1K1K或或11所需求的熱所需求的熱量稱為該物體

3、的熱容量，簡(jiǎn)稱熱容。量稱為該物體的熱容量，簡(jiǎn)稱熱容。 ddQQCTtddqqcTtmCM cdVVqcTddqup v ( , )uu T vdddVTuuuTvTvd0v dVVuqTTdppqcTdVVVqucTTddqhv p ( ,)hh T pdddpThhhTpTpd0p dpphqTTdpppqhcTT 由于理想氣體的熱力學(xué)能僅包含與溫度有由于理想氣體的熱力學(xué)能僅包含與溫度有關(guān)的分子動(dòng)能，只是溫度的單值函數(shù)，所以關(guān)的分子動(dòng)能，只是溫度的單值函數(shù)，所以 ghupvuR TdVVVqucTTddVucTdpppqhcTTddphcTdd()dphupvcTdTd()dddgR TuT

4、T = cV + Rg gpVccR Cp,m CV,m = R pVcc11VgcR230123pcaaTa Ta T230123VcaaTa Ta TgpVccRg1pcR22111 221dttttqc tctt22111 221211dttttqcc ttttt21ttc2100211ddttc tc ttt210201|ttctct0tc 1.67 1.40 1.29,mVC,mpC32R52R72R52R72R92RddVucTddVucT21dvuc T ddphcTddphcT21dphcT dqsdqsTdd ,VucTddup vTddupvTTddhv pTddhvpTT

5、dd ,phcTgpvR TdddVgTvscRTvdddpgTpscRTp2211lnlnVgTvscRTv 2211lnlnpgTpscRTp gpvR T2211lnlnVppvsccpv 12Kpppp1kiip121kkiiVVVVV,iimwm1kiimm11kiiw,iinxn11kiix1kiinn,iiVV11kii1kiiVViipVn RTpVnRTiiVnVniixiimwm1iikiiin Mn M1iikiiix Mx M1iikiiix nMx nMiinxn1iikiiiw Mw M1iikiiim Mm MmMn11kiiin Mn1kiiix M1iikii

6、iwm Mwm M1kiiinMngRRM1kiiiRx M1kijiwRM1kiiimcmc,1kpip iicwc,1kVi V iicwc,mppCMc,1kiip iix M c,m,1kipiixC,mVVCMc,1kii V iix M c,m,1kiViixC11kiiiwMM1kiiiMx M3 3根據(jù)：熱力學(xué)第一定律表達(dá)式、理根據(jù)：熱力學(xué)第一定律表達(dá)式、理想氣體形狀方程式及可逆過程的特征關(guān)系想氣體形狀方程式及可逆過程的特征關(guān)系式。式。1目的：目的： 了解外部條件對(duì)熱能與機(jī)械了解外部條件對(duì)熱能與機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)換的影響，以便合理地安排能之間相互轉(zhuǎn)換的影響，以便合理地安排熱力過程

7、，提高熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率。熱力過程，提高熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率。 2 2義務(wù)：確定過程中工質(zhì)形狀參數(shù)的義務(wù)：確定過程中工質(zhì)形狀參數(shù)的變化規(guī)律，分析過程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。變化規(guī)律，分析過程中的能量轉(zhuǎn)換關(guān)系。4 4分析方法：分析方法： 5 5分析內(nèi)容與步驟：分析內(nèi)容與步驟： 21vv2211pTpT21dVucT 21dphcT ddVTscT00ddsTVsTTscT00Vs scTT eVVTTsc 由于由于T與與cV都不會(huì)是負(fù)值，所以定容過都不會(huì)是負(fù)值，所以定容過程在圖上是一條斜率為正值的指數(shù)曲線。程在圖上是一條斜率為正值的指數(shù)曲線。 21d0wp v2121d()twv pv pp qu

8、21pp2211vTvTpc dTqdsTT00ps scTT eppTTscVVTTsc2211p()wdvp vv21()R TT21d0twv p 21qhh21TT2112pvpv21dwp v21lngvR Tv21dtwv p 12lngpR Twp0uh 21dgR Tvv12lngpR Tp21dgR Tpp tqww21dqT s21()T ssd0qsT2112lnlnggvpR TR TvpdddVppvsccpvdd0pVcpvpcvpVccdd0pvpvlnlnpv常常數(shù)數(shù)pv=常數(shù)=常數(shù)11 122p vp v2112pvpvgpvR T12112TvTv12211

9、TPTPpv= =常常數(shù)數(shù)sppvv Tppvv 0quw wu 12uu12VwcTT121gRTT1 12211p vp v12211TPTP112111gR Tpwpt0qhw t12whhh t12pwcTT1 1221p vp v121gRTT12211TPTP112t111gR Tpwptwwnpv n n = 0，p = 常數(shù)，定壓過程；n = 1，pv= 常數(shù)，定溫過程；n = ，pv = 常數(shù)，定熵過程；，v = 常數(shù)，定容過程。n 2112npvpv12112nTvTv12211nnTpTpddppnvv ddnqT scT ddnTTscn = 0 :npccddpTTscn = 1 :nc d0dTsn = :0nc ddTs n = :nVccddVTTsc21dwp v1 1/nnpp vv1 1221()1p vp vn121()1gR TTn1211111nngpR Tnppv=RgT12211nnTpTp(n 0,