气体动力学讲义 吴子牛 lecture03.ppt

III:气体动力学第三讲预备知识三2001年9月18日星期二上午9:50-中午12:15明理楼422III哗消撇肥盾芥楞标膀醉狙艇隆缠谊乾鹅逃庚彭垮霸鸟凄食锦邑抨戒迷锤婆气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03为什么要学化学热力学?在高温下,气体发生化学反应,导致化学能变为热能,另外化学反应导致气体混合物结构发生变化,从而使气体的热力学特性发生变化,对流动有重要影响高超音速飞行器(如航天飞机和运载火箭)以六倍音速以上速度飞行时,壁面的强烈气动摩擦和气动压缩,导致局部高温现象应用背景和定量概念,在讲到高超音速飞行时会详细介绍III:重要性柑爵踞湛鞘备栈矿左剔罐疡相堑贷中霄是量彬宝苫映酋忻蘑匠艺刃赤充港气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03内容提要化学热力学化学热力学内容一:化学反应式化学热力学内容二:化学热力学基本方程化学热力学内容三:有化学反应的热完全气体混合物的热力学特性化学平衡准则III:内容提要钡勤滋脾急萝某期僚亨骡褐壶废摸谁囤募畸吮删柒歹寒遏村遵绽帧溅沪趴气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03III-1:化学反应式气体在高温或某种催化作用下,可能会发生化学反应,反应前的气体称为反应物,反应后的气体称为生成物。III-1:化学反应式基元反应总包反应计量系数与化学计量关系美脉斯酵酞碑嫡旅师劫欲豆什胶融又戏搁亮迈栖绑译钙泣慷网烈返瓜咋要气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03基元(单步)反应例子基元反应指单步完成的反应以氢分子离解反应为例,其遇到任何粒子M的碰撞,在一定条件下会分裂为两个氢原子H,反应式为从左向右为正向反应,反应速率为;从右向左为逆向反应,反应速率为。反应物为和M,-1:化学反应式糜陇三赁玉劝罢仲翅挎龙蹲豹哮姑慰癣新驮伙振滴倾钮盼乔纪兑爵紫沸佬气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03基元反应例子续将反应式写成则a=1,b=1,c=2,d=1,称为计量系数,表示一个最基本的化学反应中所介入的各反应物和生成物的分子或原子的个数。III-1:化学反应式臣肌乌矣勒胸嗅拙歧跨厦澳鸦纂歧缮淋兰坑击去卒首锑舆质脆蹄基锻龋综气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03基元反应的一般形式由k个化学组元组成封闭系统,化学反应式写为从左向右为正向反应,反应速率为;从右向左为逆向反应,反应速率为。左边为反应物,右边为生成物。这里和为计量系数。例如,令,则氢原子的离解反应可以写成一般形式,并且有III-1:化学反应式阅挡汇眨峦靛痉谈凭蒸洗艰遭咨卷钾擦一劣砍往踪毗溅滚跃畅逾才鹤涛受气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03总包(多步)反应化学反应由多步完成,由多个基元反应组成。例如,氢在氧气中燃烧生成水,属于总包反应,可以用下式表示(即可以写成一般形式)它由如下基元反应组成III-1:化学反应式队剩可校早讹膏各绝顾札凝炉弗喉酶宦隆浇穗丑坷预媚堵戈钩筒编频搁为气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03化学计量关系式据定比定律:反应物和生成物的摩尔数改变与相应的计量系数之间存在比例关系由摩尔数和质量的关系,并利用比例性质,得由得III-1:化学反应式忽篷傅铅荷荆潜踩孙吁氢癌苫综吞强唇病蜜耳伟捻雁邱犬拍芋闹蕴锅锅检气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03III-2:化学热力学基本方程无化学反应时所有关系式只是状态参数的函数有化学反应时,各组元的物质数量如摩尔数有变化,因此描述混合物的热力学状态除用到压力p、体积V和温度T外,还需要用到各组元的摩尔数。例如III-2:化学热力学基本方程基本方程的推导化学势组元浓度子系统与混合物的关系窑曰触榨戍瞪凡棍爽辟源练衔长糠甜唁蛛暇驼赶贴通垮妇公愉虞轻密瞩嗜气体动力学讲义吴子牛lecture03气体动力学讲义吴子牛lecture03