工程熱力學(xué)第三章-理想氣體

1、第三章理想瓦斯氣體的性質(zhì)和過程，第三章(1)理想瓦斯氣體的性質(zhì)，主要學(xué)習(xí)的內(nèi)容，熟練掌握和正確應(yīng)用理想瓦斯氣體狀態(tài)方程公式。 正確理解理想的瓦斯氣體比熱概念正確的應(yīng)用值把握比熱、平均比熱修正過程熱量，修正理想的瓦斯氣體熱力學(xué)能、焓和熵的變化。 為什么引入理想的瓦斯氣體概念，瓦斯氣體狀物質(zhì)具有顯著的膨脹壓縮能力，適合作為熱過程的工程科學(xué)，根據(jù)離液體的距離，分為瓦斯氣體和蒸汽，工程科學(xué)熱力學(xué)需要工藝工程科學(xué)的熱性質(zhì)的知識，工程科學(xué)熱力學(xué)的兩種工程科學(xué)，一，理想氣體(ideal gas )，其狀態(tài)方程， 以汽車發(fā)動機和航空發(fā)動機的空氣為主的瓦斯氣體、空調(diào)的潮濕空氣等，2、可以用實際的瓦斯氣體(rea

2、l gas )這樣的簡單公式來描述，其狀態(tài)方程是火力發(fā)電的水和水蒸氣、冷凍空調(diào)的冷凍工程科學(xué)等3-1理想的瓦斯氣體概念，實際上理想瓦斯氣體模型是， 現(xiàn)實中沒有理想瓦斯氣體，1 .分子間沒有力，2 .分子自身不占容積，實際的瓦斯氣體p小，v大，t不太低時，即處于遠(yuǎn)離液態(tài)的稀薄狀態(tài)時，可以看作理想瓦斯氣體。哪種瓦斯氣體可以作為理想瓦斯氣體，t常溫、p 7MPa的雙原子分子、理想瓦斯氣體、O2、N2、Air、CO、H2，如以汽車發(fā)動機和航空發(fā)動機的空氣為主的瓦斯氣體等，三原子分子(H2O、CO2 )一般不能作為理想瓦斯氣體。 1 .理想的瓦斯氣體狀態(tài)方程(即克拉貝隆方程)，4種形式的克拉貝隆方程：注

3、意3360，Rg和r，摩爾容積Vm，狀態(tài)方程，統(tǒng)一單位，2 .摩爾質(zhì)量和摩爾容積Vm，摩爾：物質(zhì)中包含的基本單位數(shù)1mol物質(zhì)的質(zhì)量稱為摩爾質(zhì)量，用m表示， 1mol物質(zhì)的質(zhì)量數(shù)值等于物質(zhì)的相對分子量Mr，1mol物質(zhì)的體積稱為摩爾體積，Vm=Mv，阿伏伽德羅假說，相同的p和t下各理想瓦斯氣體的摩爾容積Vm相同，在標(biāo)準(zhǔn)情況下，Vm常表示數(shù)量。 r通用瓦斯氣體常數(shù)(與瓦斯氣體種類無關(guān))、Rg瓦斯氣體常數(shù)(根據(jù)瓦斯氣體種類而變化)、M-摩爾質(zhì)量，例如、修正計算時的注意事項、1、絕對壓力、2、溫度單位k、3、當(dāng)前使用，所以壓力下降到0.28 MPa，溫度不變。 問一下鋼瓶內(nèi)的氧使用量是多少？解：從題

4、意來看，由于鋼瓶在使用氧前后的壓力、溫度和體積是已知的，則可以使用理想的瓦斯氣體狀態(tài)方程公式求出所使用的氧質(zhì)量。 氧處于初始狀態(tài)1時的狀態(tài)方程為：所以初始狀態(tài)1時的氧質(zhì)量為：【例3-1】，氧處于終端狀態(tài)2時的狀態(tài)方程為：所以終端狀態(tài)2時的氧質(zhì)量為：使用氧質(zhì)量為：【例3-2】、【例3-2】、當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?.1MPa，鼓風(fēng)器的實際送風(fēng)量(MPa 解，【例3-2】在實際的工序中多以標(biāo)準(zhǔn)立方分米為單位，因此換算“標(biāo)準(zhǔn)體積”和“實際體積”。在利用狀態(tài)方程糾正與體積流量和質(zhì)量流率相關(guān)的問題的情況下，將體積流量qv設(shè)為體積v，將質(zhì)量流率qm設(shè)為m即可，在該情況下的狀態(tài)方程是weknowittakesmore

5、energytowarmupsomematerialsthanothers，F(xiàn)or example。 ittakesabouttentimesasmuchenergytowarmupapoundofwater、asitdoestowarmupthesamemassofiron .3-3理想氣體的比熱， specifiche er alsocalledtheheatcapacityenergyrequiredtoraisethetemperatureofaunitmassbyonedegree，單元j/(kg0c ) or kj/(kg k校正運算內(nèi)能量使用c 3360質(zhì)量比熱、摩爾比熱、c 3

6、360容積比熱、Cm=Mc=22.414C、一、理想瓦斯氣體的比熱、t、s、c1、c2、使用最多的某個特定過程的比熱、定容比熱、定壓比熱、定容比熱cv、任何可逆過程、u為狀態(tài)量、設(shè)定、定容物理意義焓的增加量、定容比熱cv及定壓比熱cp、consideraconstantpressuresystem、ittakesmoreenergytowarmupaconstantpressuresystem， becausethesystemboundariesexpandyouneedtoprovidetheenergytoincreasetheinternalenergydotheworkrequire

7、dtomovethesystemboundary。 全球啟動匹配第二代、巴特、CP is分配生命周期cv， hincludestheinternalenergyandtheworkrequiredtoexpandthesystee CP and cv are屬性(狀態(tài)殘奧定表)、both are expressed in terms or h、and T 狀態(tài)殘奧儀表的數(shù)學(xué)組合仍為狀態(tài)殘奧儀表) Because they are properties，they are independent of the process！ 亞麻跌！ (因為是狀態(tài)殘奧表，所以這些個與流程無關(guān)！ 亞麻跌！ the

8、constantvolumeorconstantpressureprocessdefineshowtheyaremeasured，buttheycanbeusedinlotsofapplications (定容或定壓比熱容，但它們也就是像壓力和溫度一樣，在任何情況下，物質(zhì)都有定壓或定容比熱)、cv和cp的說明、1、cv和cp、過程已經(jīng)確定，可以視為狀態(tài)量。 2、由于前面的導(dǎo)出沒有使用理想的氣體性質(zhì)，3、h、u、s的修正運算使用cv和cp。 任何瓦斯氣體都適用，一般工質(zhì)：理想瓦斯氣體：邁爾式，二.理想瓦斯氣體cp和cv的關(guān)系，絕熱常數(shù)，三.利用比熱修正熱量、摩爾定容比熱、過程吸熱、平均比熱、瓦斯

9、氣體的理想瓦斯氣體熱容量的修正，分子運動論，1，定比熱修正理想熱容量、運動自由度、單原子、二原子、多原子修正了m J/mol.K、Cp、m J/mol.K、k，的t，t2，t1，c (cp，cv )，附表5，6，c=f (t )，攝氏，【例3-3】，每1千克氧的(1)用平均比熱校正；(2)用一定的比熱校正；(1)從附表中調(diào)查氧的平均比熱的值，【例3-3】每1千克氧從200定壓到380吸收的熱量為：每1千克氧從380定壓到900吸收的熱量只要能夠校正氧定壓下的定值質(zhì)量比熱容即可s和熱容量，1，理想瓦斯氣體的u和h，1843年焦耳實驗，相對于理想瓦斯氣體，p、t不變，v、的熱力學(xué)能內(nèi)動能，t、v，

10、理想瓦斯氣體沒有分子間作用力，熱力學(xué)能只決定內(nèi)動能，理想瓦斯氣體的熱力學(xué)能、t、3-4理想瓦斯氣體的u、h、s和熱容量、理想瓦斯氣體熱力學(xué)能的修正計算方法有：理想瓦斯氣體，任何過程，理想瓦斯氣體，實際瓦斯氣體，理想瓦斯氣體的焓，理想瓦斯氣體，任何過程，理想瓦斯氣體，實際氣體，只適用于理想氣體h的3 .理想氣體的熵變化的修正計算，h，u 適用于理想瓦斯氣體的任何過程，1 .2. cv為真比熱，3. cv為平均比熱，理想瓦斯氣體u的修正，4 .空氣，直接查閱附表7。 4 .若為空氣，則附表7、1，若為定比熱，則理想瓦斯氣體s的校正算出可適用于理想瓦斯氣體的任何過程，理想瓦斯氣體s的校正算出，2，若為