第3章性質(zhì)與熱力過程-理想氣體

第三章熱能轉(zhuǎn)換物質(zhì)的熱力性質(zhì)和熱力過程第一節(jié)物質(zhì)的三態(tài)及相變過程

相是指熱力系統(tǒng)中物理性質(zhì)和化學組成完全均勻的部分。在一定條件下相與相之間可以互相轉(zhuǎn)化，稱為相變過程(或集態(tài)變化)。

熱力學面

p-T相圖第二節(jié)理想氣體的熱力性質(zhì)和熱力過程

一、理想氣體及其狀態(tài)方程

1、狀態(tài)方程：

稱為克拉貝龍狀態(tài)方程。理想氣體定義：凡是遵循克拉貝龍狀態(tài)方程的氣體稱為理想氣體。2、摩爾氣體常數(shù)及其他形式

由阿伏伽德羅定律知：在同溫同壓下任何氣體的摩爾體積都相等。其他形式還有或

從微觀上講，凡符合下述假設(shè)的氣體稱為理想氣體：(1)氣體分子是不占據(jù)體積的彈性質(zhì)點；(2)氣體分子相互之間沒有任何作用力。二、理想氣體的比熱容

(一)比熱容的定義

熱容：工質(zhì)溫度升高一度所吸收的熱量稱為熱容，用C表示比熱容：摩爾熱容

：(二)比定容熱容和比定壓熱容

比定容熱容：比定壓熱容：(三)理想氣體比熱容

理想氣體：邁耶爾公式：

定值比熱容

三、理想氣體的比熱力學能和比焓及比熵

(一)理想氣體的比熱力學能和比焓

(二)理想氣體的比熵

還可推導得到：

四、理想氣體的混合物

(一)分壓力定律和分體積定律

1、分壓力定律：

2、分體積定律：

分壓力：各組元在混合物溫度下單獨占據(jù)混合物所占體積時所產(chǎn)生的壓力。道爾頓分壓力定律：分體積：各組元在混合物溫度和壓力下所占據(jù)的體積。亞美格分體積定律：

(二)理想氣體混合物的成分、折合摩爾質(zhì)量和折合氣體常數(shù)

1、理想氣體混合物的成分：

成分是混合物中各組元的物量占混合物總物量的百分數(shù)。換算關(guān)系：

2、折合摩爾質(zhì)量和折合氣體常數(shù)：

(三)理想氣體溫合物的熱力學能和焓及熵

比熱容：比熱力學能和不焓：比熵：例：空氣經(jīng)空氣預熱器（換熱器）溫度從上升到，空氣的進口流量為每小時，進口表壓力。若環(huán)境大氣壓力為，吸熱過程可視為定壓過程，試求每小時空氣其熱量及熱力學能，焓的變化，按定值比熱容。已知：求：

由得每小時質(zhì)量流量為取空氣進出口所圍空間為熱力系統(tǒng)，如圖紅虛線所圍，則有采用定值比熱1122解：五、理想氣體的基本熱力過程理想氣體熱力過程的研究步驟如下：（1）、列出過程方程式：根據(jù)過程特點列出或推導出過程方程式；（2）、根據(jù)過程方程和狀態(tài)方程，推導得到過程中基本狀態(tài)參數(shù)間關(guān)系；

（4）、在p-v和T-s圖上表示出各過程，并進行定性分析。

（3）、分析過程中膨脹功，技術(shù)功和熱量等能量交換和轉(zhuǎn)換關(guān)系，建立功量和熱量計算式；

理想氣體熱力過程的研究前提如下：（1）、理想氣體；（2）、過程為可逆過程；（3）、比熱容為定植。五、理想氣體的基本熱力過程(一)定容過程(二)定壓過程

(三)定溫過程(四)定熵過程六、理想氣體的多變過程(一)多變過程(二)計算公式表例：初壓力為，初溫為的氮氣，在的壓縮過程中被壓縮至原來體積的，若取比熱容為定值，試求壓縮后的壓力，溫度，壓縮過程所耗壓縮功及與外界交換的熱量。若從相同初態(tài)出發(fā)分別經(jīng)過定溫和定熵過程壓縮至相同的體積，試進行相同的計算，并將此三過程畫在同一p-v圖上和T-s圖上。解：（1）多變過程對于氮氣有，由題意知，，根據(jù)基本狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系式得：所耗功（壓縮功）氣體與外界交換的熱量（2）定溫過程（3）定熵過程在p-v圖和T-s圖上