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工程热力学讲稿 第2章 理想气体的性质

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第2章  理想气体的性质
本章基本要求:
熟练掌握理想气体状态方程的各种表述形式,并能熟练应用理想气体状态方程及理想气体定值比热进行各种热力计算。并掌握理想气体平均比热的概念和计算方法。
理解混合气体性质,掌握混合气体分压力、分容积的概念。

本章重点:气体的热力性质,状态参数间的关系及热物性参数,状态参数(压力、温度、比容、内能、焓、熵)的计算。

2.1 理想气体状态方程

一、理想气体与实际气体
定义:气体分子是一些弹性的,忽略分子相互作用力,不占有体积的质点,

注意:当实际气体p→0  v→ 的极限状态时,气体为理想气体。

二、理想气体状态方程的导出
2.2 理想气体的比热

一、比热的定义与单位
定义:单位物量的物体,温度升高或降低1K(1℃)所吸收或放出的热量,称为该物体的比热。
  本章应注意的问题

1.运用理想气体状态方程确定气体的数量和体积等,需特别注意有关物理量的含义及单位的选取。
2.考虑比热随温度变化后,产生了多种计算理想气体热力参数变化量的方法,要熟练地掌握和运用这些方法,必须多加练习才能达到目的。
3.在非定值比热情况下,理想气体内能、焓变化量的计算方法,理想混合气体的分量表示法,理想混合气体相对分子质量和气体常数的计算。
二、定容比热和定压比热
定容比热: 表示:明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量.
定压比热: 表示:单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量。

三、定值比热、真实比热与平均比热
1. 定值比热:凡分子中原子数目相同因而其运动自由度也相同的气体,它们的摩尔比热值都相等,称为定值比热。
2. 真实比热:相应于每一温度下的比热值称为气体的真实比热。
常将比热与温度的函数关系表示为温度的三次多项式
 
3.平均比热


2.3 混合气体的性质
一、混合气体的分压力
维持混合气体的温度和容积不变时,各组成气体所具有的压力。
道尔顿分压定律:混合气体的总压力P等于各组成气体分压力Pi之和。

思考题:
1.某内径为15.24cm的金属球抽空后放后在一精密的天平上称重,当填充某种气体至7.6bar后又进行了称重,两次称重的重量差的2.25g,当时的室温为27℃,试确定这里何种理想气体。
2.通用气体常数和气体常数有何不同?
3.混合气体处于平衡状态时,各组成气体的温度是否相同,分压力是否相同。
4.混合气体中某组成气体的千摩尔质量小于混合气体的千摩尔质量,问该组成气体在混合气体中的质量成分是否一定小于容积成分,为什么。

作业:2-3、2-6、2-8、2-11、2-15

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