[2018年最新整理]2-1气体的性质.ppt

第二章 气体的性质 教学脉络 火力发电装置 工程热力学的两大类工质 §2-1 理想气体状态方程 摩尔容积 (Vm) Rm与R的区别 计算时注意事项 计算时注意事项实例 理想气体模型 哪些气体可当作理想气体 例题1 例题2 §2-2 (比)热容 §2-2 (比)热容 比热容是过程量还是状态量? 定容比热容cv 定压比热容cp cv和cp的说明 常见工质的cv和cp的数值 cv和cp的说明 §2-3 理想气体的u、h、s和热容 理想气体的内能u 理想气体内能的物理解释 理想气体内能的计算 二、理想气体的焓 三、理想气体的热容 理想气体的热容 四、理想气体的熵 §2-4 理想气体热容、u、h和s的计算 1、按定比热计算理想气体热容 2、按真实比热计算理想气体的热容 3、按平均比热计算理想气体的热容 理想气体? u的计算 理想气体? h的计算 理想气体?s的计算 理想气体? s的计算 §2-5 实际气体状态方程式及压缩因子 范.德瓦尔状态方程 范.德瓦尔状态方程定性分析 其它经验性状态方程 饱和线、三相线和临界点 临界点 （3）对应态定律 实际气体对理想气体性质的偏离 通用压缩因子图 通用压缩因子图的使用 1、按定比热 2、按真实比热计算 3、按平均比热法计算 理想气体热容的计算方法： h、u 、s的计算要用cv 和 cp，P63 分子运动论 运动自由度 单原子 双原子 多原子 Cv,m[kJ/kmol.K] Cp,m [kJ/kmol.K] k 1.67 1.4 1.29 表2-2 单原子 双原子 多原子 Cv,m[kJ/kmol.K] Cp,m [kJ/kmol.K] k 1.67 1.4 1.29 表2-2 根据实验结果整理 理想气体 t t2 t1 c (cp ,cv) 表2-4 c=f (t) 摄氏℃ 求O2在100-500℃平均定压热容 1. 2. cv 为真实比热 3. cv 为平均比热 4. 若为空气，0.716 kJ/kg.K 理想气体，任何过程 T1 u1 T2 u2 1 2 1. 2. cp 为真实比热 3. cp 为平均比热 4. 若为空气,1.004 kJ/kg.K 理想气体，任何过程 1、若定比热 理想气体，任何过程 2、真实比热 取基准温度 T0 (一)实际气体状态方程 范围广，精度差 范围窄，精度高 提出最早，影响最大，范.德瓦尔方程 几百种状态方程 1873年提出，从理想气体假设的修正出发 （1）分子本身有体积，自由空间减小，同温下增加碰撞壁面的机会，压力上升 理想气体： （2）分子间有吸引力，减少对壁面的压力 吸引力 范.德瓦尔方程 P35 饱和状态 临界温度Tc 过热蒸气 饱和液体线 干饱和蒸气线 液区 气液共存区 气区 浙大侯虞君 R-K方程 P-R方程 马丁-侯方程 影响最大 临界状态：定义为液态的比体积与气态的比体积相同 （1）临界状态参数 （二）实际气体压缩因子 对应于临界状态的参数称为临界状态参数，如临界压力Pc ， vc ， Tc p v 饱和气线 三相线 饱和液线 饱和固线 T 临界点 水的临界点状态 饱和液线与饱和气线的交点 气液两相共存的pmax,Tmax 等温线是鞍点 临界点 定义 （2）对比参数 （二）实际气体压缩因子 对比状态参数—状态参数与相应的临界参数的比值。 一般是远远小于1的值。 不同气体所处状态的对比状态参数pr、Tr和vr分别相同时，则称这些气体处于对应状态。 用对比参数表示的状态方程式称为对比状态方程。一般表示为： 不同物质，p,T相同，v不同 可以满足同一个 若两个对比参数相等，另一个必相等 对应态定律 对应态方程 满足同一个对比态方程，称为热力学相似的物质。 对应状态定律：只要各气体所处状态的对比状态参数中有两个分别相同，则第三个对比状态参数一定相同，即各气体处于对应状态。 对应状态定律的前提：各气体遵守某个对比状态方程式，而且该对比状态方程式中不包括任何与气体特性有关的常数项。 （1）分子不占有体积 （2）分子之间没有作用力 实际气体 理想气体两个假定： 为反映实际气体与理想气体的偏离程度定义压缩因子 （4）压缩因子 表明实际气体难于压缩 表明实际气体易于压缩 压缩因子 （4）压缩因子 临界压缩因子 临界压缩因子：利用实验测得，是物性参数；在临界状态下偏离理想气体的程度。 实验表明：凡是临界压缩因子相近的气体，可视为热力学相似，即Zc相近的气体，只要Pr , Tr相等，则Z基本相同。 实际气体的临界压缩因子