清华大学：《工程热力学 Engineering Thermodynamics》课程教学资源（PPT课件）第三章 理想气体的性质与过程 Properties and Process of the Ideal-Gas

第三章 理想气体的性质与过程 Properties and Process of the Ideal-Gas

第三章 理想气体的性质与过程 Properties and Process of the Ideal-Gas

火力发电装置 ws=hi-h2 过热器汽轮机 锅炉 发电机 q,=h,-h 给水泵 凝汽器 a2=h-h h1-h2

火力发电装置 锅 炉 汽轮机 发电机 给水泵 凝 汽 器 过热器 ws = h1 - h2 q h h 1 2 1 = − q h h 2 2 1 = − ws = h1 - h2

工程热力学的研究内容 1、能量转换的基本定律 2、工质的基本性质与热力过程 3、热功转换设备、工作原理 4、化学热力学基础

工程热力学的研究内容 1、能量转换的基本定律 2、工质的基本性质与热力过程 3、热功转换设备、工作原理 4、化学热力学基础

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 Ideal-gas equation of state 理想气体定义 凡遵循克拉贝龙( Clapeyron)方程的气体 四种形式的克拉贝龙方程: lknl:DW=R7>注意 状 m 态mknl:=nR7(尔容积 方1kg:p=Rr Rn与R 程 mkg: pV=mRT 统一单位

§3-1 理想气体状态方程 理想气体定义： 凡遵循克拉贝龙(Clapeyron)方程的气体 四种形式的克拉贝龙方程： 1 kmol: pV R T m m = m n pV nR T kmol : = 1 kg : pv RT = m kg : pV = mRT 注意: Rm 与R 摩尔容积Vm 状 态 方 程 统一单位 Ideal-gas equation of state

计算时注意事项实例 V=1m3的容器有N2,温度为20℃,压力 表读数1000mmHg,pb=1atm,求N2质量 pM00010×28 RnT8.3143820 1684kg 1000 2) Im=pVM ×1013×10×1.0×28 760 15315g RT 8.3143×293.15 1000 3) +1)×1.013×10°×1.0×28 760 2658k RT 8.3143×29315 1000 4)1M(70 +1)×1.013×105×1.0×28 =2658kg RT 8.3143×1000×293.15

计算时注意事项实例 V=1m3的容器有N2，温度为20 ℃ ，压力 表读数1000mmHg，pb=1atm，求N2质量。 1000 1.0 28 168.4 8.3143 20 m pVM m kg R T   = = = 1）  2） 1000 5 1.013 10 1.0 28 760 1531.5 m 8.3143 293.15 pVM m kg R T     = = =  3） 1000 5 ( 1) 1.013 10 1.0 28 760 2658 m 8.3143 293.15 pVM m kg R T +     = = =  4） 1000 5 ( 1) 1.013 10 1.0 28 760 2.658 m 8.3143 1000 293.15 pVM m kg R T +     = = =  

理想气体模型 Model of ideal-gas 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, 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Model of ideal-gas 现实中没有理想气体

哪些气体可当作理想气体 当实际气体p很小,V很大,7不 太低时,即处于远离液态的稀薄状态 时,可视为理想气体。 T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 三原子分子(H2O,CO)一般不能当作理想气体 特殊可以,如空调的湿空气,高温烟气的CO2

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 特殊可以，如空调的湿空气，高温烟气的CO2

§3-2(比b)热容 Specific Heats 计算内能,焓,热量都要用到热容 定义:比热容!64 单位物量的物质升高K或1所需的热量 The energy required to raise the temperature of a unit mass of a Substance by one degree

§3-2 (比)热容Specific Heats 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  = The energy required to raise the temperature of a unit mass of a substance by one degree

§3-2(比b)热容 Specific Heats 比热容C c:质量比热容 KJ kg·K g·C Cm:摩尔比热容 kmol·K KJ kmol°C C:容积比热容 Nm. K C=Mc=22414C

§3-2 (比)热容Specific Heats 比热容 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=M·c=22.414C’ o kJ kg C  o kJ kmol C  3 o kJ Nm C 