华北电力大学（北京）：《工程热力学》课程教学资源（PPT课件讲稿）第三章 理想气体的性质 Properties of ideal gas

第三 理想气体的性质 Properties of ideal gas

第三章 理想气体的性质 Properties of ideal gas

工程热力学的两大类工质 1、理想气体( ideal gas) 可用简单的式子描述 如汽车发动机和航空发动机以空气为 主的燃气、空调中的湿空气等 2、实际气体( real gas) 不能用简单的式子描述,真实工质 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中 制冷工质等

工程热力学的两大类工质 1、理想气体（ ideal gas） 可用简单的式子描述 如汽车发动机和航空发动机以空气为 主的燃气、空调中的湿空气等 2、实际气体（ real gas） 不能用简单的式子描述，真实工质 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中 制冷工质等

§3-1理想气体状态方程 K p=mR7→ Pa m3 气体常数:J/(kgK) R=MR=8.3145J/(mol K) PV=RT g pv=nRT n mo Pb6=R71mol标准状态

§3-1 理想气体状态方程 4 g pV mR T =  g 0 0 0 1kg mol 1mol pv R T pV nRT n p V RT = = = 标准状态 Pa m3 kg 气体常数：J/(kg.K) K R=MRg=8.3145J/(mol.K)

理想气体模型 1.分子之间没有作用力 2.分子本身不占容积 现实中没有理想气体 但是,当实际气体p很小,V很大,T 不太低时,即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为理想气体

1. 分子之间没有作用力 2. 分子本身不占容积 但是, 当实际气体p 很小, V 很大, T 不太低时, 即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为理想气体。 理想气体模型 现实中没有理想气体

哪些气体可当作理想气体 但是,当实际气体p很小,V很大,T 不太低时,即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为理想气体。 个常温,p<7MPa 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 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,可以

但是, 当实际气体p 很小, V 很大, T 不太低时, 即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为理想气体。 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 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 ，可以

例题:压缩空气的质量流量与体积流量 某台压缩机输出的压缩空气,其表压 力为p=0.2MP2,温度t=156℃,这时 压缩空气为每小时流出3200m3。-设当 地大气压P2=765mmHg,求压缩空气的 质量流量qn(kg/h),以及标准状态体积 流量q0(m3/h)

例题：压缩空气的质量流量与体积流量 • 某台压缩机输出的压缩空气，其表压 力为pe=0.22MPa，温度t=156℃，这时 压缩空气为每小时流出3200m3。设当 地大气压pb=765mmHg，求压缩空气的 质量流量qm(kg/h)，以及标准状态体积 流量qv0(m3/h)

解:压缩机出口处空气的温度T=156+273=429K绝 对压力为: p=P2+p2=0.22+765×133×10=0.32MPa 该状态下体积流量q=3200m3/h。将上述各值代 入以流率形式表达的理想气体状态方程式。得 出摩尔流量 q( mol/h) pq 0.322×100Pa×3200m =288876×103mO rT 8.3145 429K mol K

p p p MPa e b 0.22 765 133.3 10 0.322 6 = + = +   = − h mol K mol K J h Pa m RT pq q v n 3 3 6 288.876 10 8.3145 429 0.322 10 3200 =      = = 解：压缩机出口处空气的温度T=156+273=429K 绝 对压力为： 该状态下体积流量qv =3200m3 /h。将上述各值代 入以流率形式表达的理想气体状态方程式。得 出摩尔流量qn (mol/h)

空气的分子量Mr=2897, 故摩尔质量M=28.97×103kg/mol,空气的质量 流量为 qm=Mq=28.97X10-5kg/mol 288.876×103mol/h=8368.76kg/h 标准状态体积流量为: q10=22.41412×103qn=224141103m3 288.876103mol/h =647498m3/ho

空气的分子量Mr=28.97， 故摩尔质量M=28.97×10-3kg/mol，空气的质量 流量为： qm=Mqn=28.97×10-3 kg/mol ×288.876×103mol/h =8368.76kg/h 标准状态体积流量为： qv0=22.4141×10-3 qn=22.4141 10-3 m3 ×288.876 103mol/h =6474.98 m3/h

§3-2(比)热容 specific heat 计算内能,焓,热量都要用到热容 定义:比热容C=O 单位物量的物质升高1K或1所需的热量 c:质量比热容 KJ/ kg·K kg.°C 加n:摩尔比热容 kmol·K kmol·°C C:容积比热容 Nm' K C=MC=22.414C

§3-2 (比)热容specific heat 计算内能, 焓, 热量都要用到热容 定义: 比热容 单位物量的物质升高1K或1 oC所需的热量 q C dt  = c : 质量比热容 kJ kg K : Cm 摩尔比热容 kJ kmol K C’: 容积比热容 3 kJ Nm K Cm=Mc=22.414C’ o kJ kg C  o kJ kmol C  3 o kJ Nm C 

定容比热容c 任意准静态过程q=dw+pb=ah-wpl 是状态量,设=f(7,y ou 7+()dh OT' ou 6g=()T+{p+(x)n9 定容 OT' dg=o dr OT' OT 物理意义:P时1kg工质升高K内能的增加量

定容比热容cv 任意准静态过程  q du pdv dh vdp = + = − u是状态量，设 u = f (T,v) v T ( ) ( ) u u du dT dv T v   = +   v T ( ) [ ( ) ] u u q dT p dv T v     = + +   定容 v ( ) u q dT T    =  v v ( ) ( ) v q u c dT T   = =  物理意义： v 时1kg工质升高1K内能的增加量