工程热力学与传热学(中文) 第3章 理想气体的性质与热力过程.pdf
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工程热力学与传热学
工程热力学
第三章 理想气体的性质与热力过程
第三章 理想气体的性质与热力过程
内容要求
理想气体的概念和理想气体状态方程式
理想气体的 c,c ,c ,u,h,s
v p
理想气体的热力过程
(四个基本热力过程:定容过程,定压过程,
定温过程,定熵过程,以及多变过程)
3-1 理想气体状态方程式
热机中的工质都采用容易膨胀的气态物质。
包括:气体和蒸汽。
3-1-1 理想气体与实际气体
1. 实际气体 (real gas)
实际气体不能忽略气体分子本身所占的体积。
实际气体不能忽略分子间的相互作用力。
2. 理想气体 (ideal gas)
分子是不占有体积的质点,分子间不存在相互作用力。
分子之间的相互碰撞以及分子与容器壁的碰撞是弹性
碰撞。
说明
(1)实际气体所处的状态:温度较高,压力较低,即气体
的比体积较大,密度较小,离液态较远,可以忽略分子
本身的体积和分子间的相互作用力,作为理想气体处理。
常温常压下:N , H , O , CO , CO
2 2 2 2
(2 )实际气体所处的状态:温度较低,压力较高,即气体
的比体积较小,密度较大,离液态较近,不能忽略分子
本身的体积和分子间的相互作用力,必须作为实际气体。
蒸汽动力装置 水蒸气
制冷装置 氨蒸汽,freon蒸汽
(3)一种气体能否看作理想气体,完全取决于气体
的状态和所要求的精确度,而与过程的性质无关。
水蒸气
空气中所含的水蒸气 汽轮机中的水蒸气
分压力较低,比体积较大, 压力较高,密度较大,离液态
按理想气体处理。 不远,必须看作实际气体。
3-1-2 理想气体状态方程式 (equation of state )
1. 理想气体的状态方程式
对1kg 气体: p v = Rg T
对mkg 气体: pV = m Rg T
说明
(1)1834年,克拉贝龙导出,又称为克拉贝龙方程式。
(2 )各量含义:p—绝对压力; T—热力学温度;
R —气体常数。
g
(3)描述了任一平衡状态下理想气体的p, v, T三者之间的
关系,只适用于理想气体。
2. 不同物量的理想气体状态方程式
对1kg 气体: p v = Rg T
对mkg 气体: pV = m Rg T
对1mol气体: P Vm = R T
物质的量为nmol的气体:p V = n R T
思考 气体常数Rg (gas constant )
摩尔气体常数R (universal gas constant)
R: 与气体的状态无关,与气体的性质无关。
R :只与气体的种类有关,与气体所处的状态无关。
g
R
R 8.314 J /(mol K ), Rg J /(kg K )
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