热工与流体力学基础 第3章.ppt

第一节 理想气体及状态方程 一、理想气体与实际气体 1. 什么是理想气体 ? ——所谓理想气体是一种经过科学抽象的假想气体，这种气体必须符合两个假定： （1）气体的分子是一些弹性的、不占体积的质点。 （2）分子间没有相互作用力。 实验证明，当气体的压力不太高，温度不太低时，气体分子间的作用力及分子本身的体积可以忽略，此时这些气体可以看作理想气体。 如在常温下，压力不超过5MPa的O2、N2、H2、CO、CO2 等及其混合物、大气或燃气中所含的少量水蒸气，都可作为理想气体处理。 否则为实际气体, 如蒸汽动力装置中的水蒸汽、各种制冷剂蒸汽 二、 理想气体状态方程 SI制中，物质的量以mol （摩尔）为单位，因此, 还有其它形式的理想气体状态方程式。 已知在物理标准状态(压力为101325Pa，温度为273.15K)下，1kmol任何气体所占有的体积为22.41410 m3。故有 例3-1 氧气瓶内装有氧气，其体积为0.025m3，压力表读数为0.5MPa，若环境温度为20℃，当地的大气压力为0.1 MPa，求：（1）氧气的比体积；（2）氧气的物质的量。 解：（1）瓶中氧气的绝对压力为 p?（0.5?0.1）?106?0.6?106（Pa） 气体的热力学温度为 T?273.15?20?293.15 （ K ） 气体常数为 ?J/（kg?K）? 根据公式（3-1）得氧气的比体积为 （m3/kg） （2）根据公式（3-4）得氧气物质的量为 （mol） 第二节  理想气体的比热容及热量计算 ——物体温度变化1K（或1℃）所需要吸收或放出的热量称为该物体的热容。 二、影响比热容的主要因素 例3-2 某锅炉利用排放的烟气对空气进行加热，空气在换热器中定压地由27℃升至327℃。分别按定值比热容和平均比热容求1kg空气的吸热量。 解：（1）按定值比热容计算 空气可视为双原子气体，根据表3-1及式（3-6）得 ?J/（kg·K）??1.0045?kJ/（kg·K）? 则 （kJ/kg） （2）按平均比热容计算 根据附表1查得 ?1.004kJ/（kg·K） ?1.006kJ/（kg·K）  ?1.019kJ/（kg·K） ?1.028kJ/（kg·K） 采用线性插值法，可得 t1?27℃