西安建筑科技大学：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第二章 理想气体的热力性质

第二章 理想气体的热力性质

第二章 理想气体的热力性质

本章基本要求 >掌握理想气体状态方程的各种表述形式,应用理想 气体状态方程及理想气体定值比热容进行各种热力计算 >掌握理想气体平均比热容的概念和计算方法 >理解混合气体性质 掌握混合气体分压力、分容积的概念

本章基本要求 ➢掌握混合气体分压力、分容积的概念 ➢掌握理想气体状态方程的各种表述形式， 应用理想 气体状态方程及理想气体定值比热容进行各种热力计算 ➢掌握理想气体平均比热容的概念和计算方法 ➢理解混合气体性质

§21理想气体状态方程 1、理翘气体定义 忽略气体分子间相互作用力和分子本 身体积影响,仅具有弹性质点的气体

§2.1 理想气体状态方程 1、理想气体定义 忽略气体分子间相互作用力和分子本 身体积影响,仅具有弹性质点的气体

2、哪些气体可当作理想气体? 当实际气体p很小,v很大,即处于远离液态的 稀薄状态时,可视为理想气体。 个常温,p<7MPam 理想气体 的双原子分子 O. N Air co. h 如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等可以认为 是理想气体 原子分子(H2O,CO2)一般不能当作理想气体 特殊,如空调的湿空气,高温烟气的CO2,理想气体

当实际气体 p 很小, v很大 , 即处于远离液态的 稀薄状态时, 可视为理想气体。 2、哪些气体可当作理想气体? T>常温，p<7MPa 的双原子分子 理想气体 O2 , N2 , Air, CO, H2 如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等可以认为 是理想气体。 三原子分子（H2O, CO2 )一般不能当作理想气体 特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2，理想气体

3、理想气体状态方程 I kmol:pVM=R7|通角气体常数,m04 状态方 nkmol:pV=nRTV: nkmol气体容积m; P:绝对压力Pa;v:比容 程1kg:p=R7mgT:热力学温度K mkg:p=mRTv:质量为mkg气体所占的 容积

3、理想气体状态方程 V：nkmol气体容积m 3； V：质量为mkg气体所占的 容积 P：绝对压力Pa ；v：比容 m3 /kg； T：热力学温度K 状 态 方 程 VM =Mv,摩尔容积m3 /kmol； R0 ： 1kmol : pVM = R0 T 通用气体常数，J/kmol·K； nkmol : pV = nR0 T

5、米恋方程的应用 >(1)求平衡态下的参数 >(2)两平衡状态间参数的计算 >(3)标准状态与任意状态间的换算

5、状态方程的应用 ➢ ⑴求平衡态下的参数 ➢⑵两平衡状态间参数的计算 ➢⑶标准状态与任意状态间的换算

P22:例23 压气 压气机 储气箱 压气机每分钟吸入气体:=15C,B=100kPa,V1=0.2m3 储气箱初时:V=95m,P2=50Pa2=17C 求:?分钟后储气箱内 P3=0.7MPa,t2=50C

P22:例2-3： 压气机 储气箱 压气 压气机每分钟吸入气体： 3 t 1 =15 C，B =100kPa,V1 = 0.2m 。 储气箱初时： 9.5 , 2 50 , 2 17 C 3 。 V = m pg = kPa t = 求：？分钟后，储气箱内 3 0.7 , 3 50 C 。 p = MPa t =

解题思路 储气箱内 初始压力:P2=100+50=150kPa 初始温度:T2=273+17=290K 偕气箱最终温庋 273+50K 储气箱中原有气体质量m2mRT (kg) 每分钟送入储气箱的质量为m1 B (kg/ RT 储气箱中最终有气体质量m rT (kg)

储气箱中最终有气体质量m3 : 储气箱中原有气体质量m2 : 每分钟送入储气箱的质量为m1： T3 = 273+ 50K 储气箱最终温度： 解题思路： (kg) 3 3 3 RT p V m = (kg) (kg/min)

由此得所需时间为: s P3V/RT-p,V/RT2 BV/RT V(p3/73-P2/T2)9.5(700/323-150/290 BV/T 100×02/288 =2257mn 计算时注意事项 (1)绝对压力 (2)温度单位K 3)统一单位(最好均用国际单位)

225.7min 100 0.2 / 288 9.5(700 / 323 150 / 290) / ( / / ) / / / 1 1 3 3 2 2 1 1 3 3 2 2 1 3 2 =  − = − = − = − = BV T V p T p T BV RT p V RT p V RT m m m  由此得所需时间为： 计算时注意事项: (1)绝对压力 (2)温度单位 K (3)统一单位（最好均用国际单位）

(4)R与R的区别 R0通用气体常数(与气体种类无关 Ro=8314J/(kmo lK) R气体常数(随气体种类变化) R R=.J/kg. k M--摩尔质量 R。8314J/( kmo lK 例如R 空气M2897( kg/kmo) 287[J(kgK)

(4)R0与R的区别 8314J/(kmo l.K) R0 = J/(kg.k) 0 M R R = R0——通用气体常数 (与气体种类无关) R——气体常数 (随气体种类变化) M-----摩尔质量 例如 287[J/(kg.K)] 28.97(kg/kmol) 8314J/(kmo l.K) M R R = 0 空气 = =