工程熱力學：6-理想氣體性質(zhì)

1、第三章氣體和蒸汽性質(zhì)熱力性質(zhì)（工質(zhì)能量轉(zhuǎn)換特性）狀態(tài)函數(shù)過程中有相變物質(zhì)的 p-v-T關(guān)系固-液臨界點液-氣氣固-氣固液三相線等壓線等溫線水 H2O二氧化碳 CO2實際氣體離液態(tài)較近時稱蒸氣,否則稱氣體內(nèi)參數(shù)和物種有關(guān)3-1 概述如何求 p=p(T,v) ?如何求 u、h、s ?P221定壓比熱3-1 概述狀態(tài)方程理想氣體比熱可取零p =常數(shù)（足夠?。┰瓉碇恍枇繙y p、v、T和cp0就能確定狀態(tài)函數(shù)！第三章 氣體和蒸汽性質(zhì)3-1 概述3-2 比熱和熵的定義3-3 理想氣體模型3-4 理想氣體的狀態(tài)參數(shù)計算3-5 相平衡與相變3-6 水的 p-v-T關(guān)系3-7 水的狀態(tài)參數(shù)計算理想氣體比熱是過程

2、量比熱的古典定義熱容定義（廣延量）：物體升高單位溫度所需熱量比熱(容):麼爾熱容:J/(kgK)J/（molK）麼爾數(shù)定容過程-定容比熱定壓過程-定壓比熱specificheat比熱的熱力學定義（現(xiàn)代）可逆定容定壓比熱定容比熱狀態(tài)量可逆定壓可測量兩種比熱的關(guān)系( 見P224)如何量測比熱？1克純水在標準氣壓下把溫度升高1攝氏度所需要的熱量1卡 水 氣熵 entropy1850 克勞修斯（Clausius 德國)證明了狀態(tài)參數(shù) 熵可逆過程4版第五章P220比熵取零可逆?zhèn)鳠岵豢赡鎮(zhèn)鳠岵豢赡孀鞴赡孢^程定義的熵可用于不可逆過程的計算sT12定壓過程溫熵圖(示熱圖)sT1s1T12s2T2可逆過程=面

3、積12s2s1吸熱放熱什么是理想氣體？宏觀:滿足ideal-gas equation of state（Clapeyron） 分子為不占體積的彈性質(zhì)點 除碰撞外分子間無作用力微觀:3-3 理想氣體模型實際為近似滿足滿足方程的建立(宏觀)1662年 波義耳(Boyle)英國 1676年 馬略特(Mariotte)法國1802年 蓋.呂薩克(Gay.Lussac) 法國121834年 克拉貝隆(mile Clapeyron) 法國標準狀態(tài)取34和由214由535氣體摩爾數(shù)摩爾質(zhì)量氣體常數(shù)由阿佛加德羅定律氣體常數(shù)氣體通用常數(shù)1857年 克勞修斯（Clausius) 德國由理想氣體的微觀定義得單位體積

4、分子數(shù)波耳茨曼常數(shù)狀態(tài)方程式的建立(微觀)方程匯總摩爾（mol）物質(zhì)中包含的基本單元數(shù)與0.012千克碳12的原子數(shù)目相等時物質(zhì)的量為1摩爾，基本單元可以是原子、分子、離子、電子及其它粒子，或是這些粒子的特定組合。熱力學中的基本單元指分子，1摩爾氣體含有的分子數(shù)，為 個摩爾質(zhì)量M實驗表明，任何物質(zhì) 個分子的質(zhì)量(摩爾質(zhì)量)，以克為單位時，恰等于其分子量。實驗表明阿佛加德羅定律同溫、同壓下，各種氣體的摩爾容積都相同。標準狀態(tài)下各種氣體的千摩爾容積都為22.4立方米。同溫度、同壓力下，同體積的各種氣體具有相同的分子數(shù)。理想氣體誤差小于0.8%等壓線水 H2O什么情況下實際氣體可?；癁槔硐霘怏w理想氣

5、體實質(zhì)上是實際氣體在壓力趨近于零，或比體積近于無窮大的極限。實際氣體在壓力不太高,溫度不太低可視為理想氣體。如: 氧氣、氫氣、氮氣、一氧化碳、二氧化碳、上述氣體混合物 以及燃氣、煙氣.實際氣體離液態(tài)較近時稱蒸氣,通常不能視為理想氣體.如: 水蒸氣 氨蒸氣 、氟里昂蒸氣 什么情況下實際氣體可?；癁槔硐霘怏w與臨界壓力和溫度相比理想氣體內(nèi)能與焓的特性焦耳真空膨脹實驗 1834氣體真空水新平衡態(tài)初態(tài)終態(tài)透熱璧取氣體為系統(tǒng)由由P194頁分子間無作用力的變化不影響內(nèi)能理想氣體內(nèi)能與焓特性理想氣體比熱單原子氣體由實驗和統(tǒng)計論確定 邁耶公式實際氣體( 見P199)定容比熱和定壓比熱的關(guān)系比熱比 空氣 的變化慢

6、于定容比熱和定壓比熱的關(guān)系 (specificheatratio;ratioofspecificheatcapacity)sT12等內(nèi)能線理想氣體一切同溫限之間過程的u相同 理想氣體熱力學能差，定容傳熱計算公式sT12等焓線理想氣體一切同溫限之間過程的h相同 理想氣體焓差，定壓傳熱計算公式sT12理想氣體 s(T,p) 理想氣體熵差的計算公式不可逆 理想氣體熱力學能差、焓差、熵差的計算方法近似積分法精確積分法定值積分法直線近似法理論值中點值平均值解析積分法、積分函數(shù)法、積分中值法定值積分法理論值（定值比熱容法）中點值平均值cpT由氣體分子運動理論單原子 i = 3雙原子 i = 5多原子 i

7、= 6附表3直線近似法(平均比熱直線式)cpt附表6解析積分法附表4積分函數(shù)法(熱力性質(zhì)表法)任取基準點（這里取令附表7若?積分中值法(平均比熱容表法)積分中值定理附表5附表5y曲線積分與路徑無關(guān)問題x12四個等價命題勢函數(shù)物質(zhì)的臨界點熱量卡的不同定義營養(yǎng)學用的“15度卡路里”：將1克水在1大氣壓下由攝氏14.5度提升到15.5度所需的熱量，約等于4.1855焦耳?！?度卡里路”：將1克水在1大氣壓下由攝氏3.5度提升到4.5度所需的熱量。“平均卡路里”：將1克水在1大氣壓下由攝氏0度提升到100度所需的每度熱量平均數(shù)，約等于4.190焦耳。International Steam Table的卡路里，相約4.1868焦耳。 熱力學和化學使用的“熱化學卡路里”，相約4.184焦耳。作業(yè) 習題 31，36 ，39 ，316思考題 33，34, 35 ,37, 311判斷正誤7. 理想氣體的體積指氣體分子活動容積與分子體積之差4.理想氣體的比熱比與溫度無關(guān)3.理想氣體和實