第三章 理想气体的性质.ppt

第三章理想气体的性质
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§3-1 理想气体的概念
工程热力学需要过程工质的热力性质方面的知识
气态物质具有显著的膨胀压缩能力,适合做为热力过程的工质
视其距液态的远近,分为气体和蒸气
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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
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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
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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、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:如空调湿空气,高温烟气的CO2 ,可以
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§3-2 理想气体状态方程
凡是遵循克拉贝隆方程的气体就是理想气体
根据分子运动论和理想气体模型,可以导出理想气体的状态方程即克拉贝龙方程
理想气体状态方程有以下几种不同表达形式,可根据具体条件分别使用:
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式中 n ——气体的千摩尔数,kmol;
⑴ PV = nRT
R ——通用气体常数,与气体种类和状态无关, kJ/(kmol·K)
P、V、T分别为气体的压力(Pa)、容积(m3)和温度(K)
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⑵ PV = mRgT
式中 m ——气体的质量,kg;
Rg ——气体常数J/(kg·K),取决于气体的种类,但与气体的状态无关
Rg与R的关系为:
上式中的M为气体的千摩尔质量(相对分子质量Mr冠以kg单位),kg/kmol
教材附表2给出各种气体的摩尔质量和气体常数Rg的值(注;其中单位有误)
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对一定质量的气体(m为定数),由方程⑵知
上式说明,一定质量的气体当状态(P,T)不同时,其容积(V)是不同的
⑶ Pv = RgT
这是对1 kg气体列出的状态方程,是课程中最常使用的形式
式中v是气体的比体积,m3/kg
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对m kg质量的微分形式
变质量系统的质量是一个状态参数,瞬变流动系统热力学分析时,将会使用到此式
当系统质量为定值,有
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