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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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