工程热力学课件第3章.ppt.ppt

文档介绍：第三章气体和蒸气的性质Properties of gas and vapor
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3-1 理想气体
一、理想气体与实际气体
工质通常采用气态物质:气体或蒸气。
气体:远离液态,不易液化。
蒸气:离液态较近,容易液化。
工程热力学按描述方法来分,分为两大类
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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二、理想气体(perfect gas or ideal gas)的基本假设
(1)理想气体分子的体积忽略不计;
理想气体的基本假设:
(2)理想气体分子之间无作用力;
(3)理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。
理想气体在自然界并不存在,但常温下,压力不超过5 MPa,的O2、N2、H2、CO等实际气体及其混合物都可以近似为理想气体。另外,大气或燃气中少量的分压力很低的水蒸气也可作为理想气体处理。
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三. 理想气体状态方程式
又称克拉贝龙方程式(Clapeyron equation)。Rg为气体常数,单位为J/(kg·K),其数值取决于气体的种类,与气体状态无关。
对质量为m 的理想气体:
(ideal-gas equation)
Pa
K
M3/kg
J/(kg·K)
m3
kg
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物质的量与摩尔质量的关系:
1kmol物质的质量数值与气体的相对分子质量的数值相同。
摩尔质量与气体的相对分子量之间的关系:
物质的量:n ,单位: mol(摩尔)。
摩尔质量: M ,1 mol物质的质量,kg/mol。
2. 摩尔质量和摩尔体积
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摩尔体积: Vm ,1 mol物质的体积, m3/mol。
在标准状态(p0=×105Pa,T0=)下,
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令
,则得
R 称为摩尔气体常数。
根据阿佛伽德罗定律,同温、同压下任何气体的摩尔体积Vm都相等,所以任何气体的摩尔气体常数R都等于常数,并且与气体所处的具体状态无关。
3. 摩尔气体常数
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气体常数Rg 与摩尔气体常数R的关系:
可得物质的量为 n 的理想气体的状态方程式
由式
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不同物理量时理想气体状态方程:
1kg气体:
1mol气体:
质量为m的气体:
物质的量为n的气体
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理想气体状态方程的应用
1、求平衡态下的参数;
2、两平衡状态间参数的计算;
3、标准状态与任意状态密度间的换算;
4、求气体体积膨胀系数。
运用理想气体状态方程时,应注意:
① p必须采用绝对压力,不能用表压力;
② T必须采用热力学温度K,不能用摄氏温度℃;
③理想气体状态方程描述平衡状态下的参数之间的关系;
④注意各单位的协调统一。
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