《工程热力学》课程教学课件（PPT讲稿）第2章 理想气体的性质 Properties of Ideal Gas

第一章 理想气体的性质Properties of Ideal Gas

1 第二章 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（idealgas）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（realgas）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

2 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

第一节理想气体状态方程理想气体定义：其分子是些弹性的、不占据体积的质点：分子之间没有相互作用力凡遵循克拉贝龙方程的气体现实中没有理想气体理想气体模型但是，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

3 第一节 理想气体状态方程 凡遵循克拉贝龙方程的气体 理想气体定义：其分子是些弹性的、不占 据体积的质点；分子之间没有相互作用力 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。 理想气体模型

四种形式的方程：1 kg : pv= RT状态方程m kg : pV = mRT1 kmol : pVm = R.Tn kmol : pV = nR.T1、绝对压力注意：2、温度单位 K3、统一单位（最好均用国际单位）

4 1kmol : pVm = Rm T n kmol : pV = nRm T 1 kg : pv RT = m kg : pV = mRT 注意: 状 态 方 程 四种形式的方程： 1、绝对压力 2、温度单位 K 3、统一单位（最好均用国际单位）

R与R的区别R通用气体常数（与气体种类无关）mR. =8.3143 [k/kmol K]R气体常数（随气体种类变化）8RR=[kJ / kg.K]M--摩尔质量MR8.3143例如0.287kJ/mRa/kg·KM空气28.97

5 Rm与R的区别 Rm——通用气体常数 (与气体种类无关) 8.3143 [ ] m R kJ kmol K =  R——气体常数 (随气体种类变化) [ / . ] Rm R kJ kg K M = M-摩尔质量 k g K k J M R R m  = = = 0.287 28.97 8.3143 空气 空气 例如

摩尔容积：相同p和T下各理想气体的摩尔容积V.相同Vo = 22.414m在标准状况下mkmol一般情况下理想气体T>常温，p<7MIPaO2,N2,Air,CO,H的双原子分子燃气，湿空气

6 摩尔容积:相同 p 和 T 下各理想气体的摩 尔容积Vm相同 在标准状况下 kmol V m m 3 0 = 22.414 T>常温，p<7MPa 的双原子分子 理想气体 O2 , N2 , Air, CO, H2 燃气，湿空气 一般情况下

第一节理想气体比热（容）计算内能，烩，热量都要用到热容Sq一、比热定义：SqC=CdtdT单位物量的物质升高1K或1°C所需的热量kJkJ/c：质量比热容kg.°C/kg·KkJ/kJCm：摩尔比热容/kmol·Kkmol.°CkJ/kJ/C：容积比热容/Nm3.K/Nm3.'C（标准状况下）C.-Mc-22.4C

7 第二节 理想气体比热（容） 计算内能, 焓, 热量都要用到热容 一、比热定义: 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 （标准状况下） 3 kJ Nm K Cm=Mc=22.4C’ o kJ kg C  o kJ kmol C  3 o kJ Nm C  dT q C  =

比热容是过程量还是状态量？XTSqCdTIK(2)SE定容比热容用的最多的某些特定过程的比热容定压比热容

8 T s (1) 1K (2) 比热容是过程量还是状态量? c1 c2 用的最多的某些特定过程的比热容 定容比热容 定压比热容dT q C  =

og一、定容比热C、1C.dT物理意义：时1kg工质升高1K吸收的热量Sg p定压比热cpCp=dT物理意义：时1kg工质升高1K吸收的热量C1两者的关系：定容加热时，加入的热量全部用于增加气体的内能：定压加热时，加入的热量一部分用于增加内能，一部分用于推动活塞对外做膨胀功

9 二、定容比热cv 物理意义： v 时1kg工质升高1K吸收的热量 dT g C v v  = 定压比热cp dT g Cp p  = 物理意义： p 时1kg工质升高1K吸收的热量 两者的关系：定容加热时，加入的热量全 部用于增加气体的内能；定压加热时，加 入的热量一部分用于增加内能，一部分用 于推动活塞对外做膨胀功

则1Kg理想气体温度升高dT所需热量为：C, =c,+Rq, = C,dTMc, = Mc, + Rq, = c,dT= oq, + pd,=c,dT +d(pv)C比热比：PK==c,dT+ RdTC,RP=CC,V=Cx-1福dvKRCRK-1

10 P=C dv V=C 则1Kg理想气体温度升高dT所需热量为： qv = cv dT c dT RdT c dT d pv q c dT q pd v v p p v v = + = + = = + ( )   Mc Mc R0 c c R p v p v = + = + 比热比： v p c c  = 1 1 − = − =    R c R c p v