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第三章 理想气体的性质 3.1 理想气体 3.2 理想气体的比热容 3.3 理想气体的热力学能、焓和熵 3.4 理想气体混合物 3.1 理想气体(perfect gas or ideal gas) 3.2 理想气体的比热容 一、热容的定义 二、比定压热容和比定容热容 三、迈耶公式 四、利用比热容计算热量 一、热容的定义 二、比定压热容和比定容热容 三、迈耶公式（Mayer’s formula） 四、利用比热容计算热量 1、真实比热容积分(true specific heat capacity) 2、平均比热容表(mean specific heat capacity) 3、平均比热容直线关系式 4、定值比热容 3.3 理想气体的热力学能、焓和熵 一、理想气体的热力学能和焓 二、理想气体的熵 三、理想气体的熵变计算 一、理想气体的热力学能和焓 二、理想气体的熵(entropy) 三、理想气体的熵变计算 3.4 理想气体混合物 一、混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数 二、分压定律（道尔顿分压定律） 三、分体积定律（亚美格分体积定律 ） 四、质量分数、摩尔分数和体积分数的换算关系 五、理想气体混合物的比热容 六、理想气体混合物的热力学能 七、理想气体混合物的焓 八、理想气体混合物的熵 摩尔质量和摩尔体积 附表4 附表5 附表7 附表8 附表9 附图 说明： （1）热工计算中，一般要求确定初、终态熵的变化量。 （2）选择精确的真实比热容经验式，可算得熵变的精确值。 （3）温度变化范围不大或近似计算时，按定值比热容计算。 混合物的成分是指各组分的含量占总量的百分数，依计量单位不同有三种表示方法，即 质量分数 摩尔分数 体积分数 注意：混合气体的热力学性质取决于各组成气体的热力学性质及成分。 根据假拟气体的概念：假拟气体的质量等于混合气体中各组成气体质量的总和，即 折合摩尔质量为 折合气体常数为 表明：混合气体的总压力等于各组成气体分压力之总和。 Pi－分压力 表明：理想气体的分体积之和等于混合气体的总体积。 Vi－分体积 注意：分压定律和分体积定律只适用于理想气体状态。 式（3－44）是混合气体的折合气体常数的计算式。 式（3－39）是混合气体的折合摩尔质量的计算式。 混合气体的比热容 混合气体的摩尔热容 混合气体的体积热容 说明： 同样适用 混合气体的热力学能是广延参数。 混合气体的热力学能 混合气体的比热力学能 混合气体的摩尔热力学能 混合气体的比热力学能也是温度的单值函数 混合气体的焓是广延参数。 混合气体的焓 混合气体的比焓 混合气体的摩尔焓 混合气体的比焓也是温度的单值函数 混合气体的熵是广延参数。 混合气体的熵 混合气体的比熵 当混合气体成分不变时，第i种组分在微元过程中的比熵变为 混合气体的比熵变 混合气体的摩尔熵变 例3－3 物质中包含的基本单元数与0.012kg碳12的原子数目相等时物质的量即为1mol。 1mol物质的质量称为摩尔质量，用符号M表示，单位是kg/mol。 1mol气体的体积称为摩尔体积，用符号Vm表示，单位是m3/mol。 阿伏加德罗定律指出：同温、同压下，各种气体的摩尔体积都相同。 实验得出，在标准状态下1mol任意气体的体积同为003，即 式中，各参数的下角标“0”是指标准状态。 LOGO 一、理想气体的概念 理想气体是一种实际上不存在的假想气体 ： 分子是些弹性的、不具体积的质点 分子间没有相互作用力（除碰撞外） 说明： （1）理想气体是气体压力趋近于零、比体积趋近于无穷大时的极限状态。 （2）可定性地分析气体某些热力学现象，可定量地导出状态参数间存在的简单函数关系。 （3）不符合上述两点假设的气态物质为实际气体。 二、理想气体状态方程式(ideal-gas equation) 说明：（摩尔质量和摩尔体积） （1）气体常数 ，只与气体种类有关，而与气体所处状态无关的物理量。 （2） 既与状态无关，也与气体性质无关的普适量，称为摩尔气体常数 。 （3）各种气体的气体常数可由 确定。 不同物量时理想气体状态方程可归纳如下： 1kg气体 1mol气体 质量为mkg的气体 物质的量为nmol的气体 例3－1，例3－2 热容(specific heat)： 物体温度升高1