第二章 理想气体的热力性质.

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1 第二章 理想气体的热力性质

2 本章基本要求 掌握理想气体状态方程的各种表述形式， 应用理想 气体状态方程及理想气体定值比热容进行各种热力计算
掌握理想气体平均比热容的概念和计算方法 理解混合气体性质 掌握混合气体分压力、分容积的概念

3 §2.1 理想气体状态方程 1、理想气体定义 忽略气体分子间相互作用力和分子本身体积影响,仅具有弹性质点的气体。

4 三原子分子（H2O, CO2)一般不能当作理想气体 特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2 ，理想气体
2、哪些气体可当作理想气体? 当实际气体 p 很小, v很大 , 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 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可以认为 是理想气体。 三原子分子（H2O, CO2)一般不能当作理想气体 特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2 ，理想气体

5 3、理想气体状态方程 状态方程 VM =Mv,摩尔容积m3/kmol； R0 ：通用气体常数，J/kmol·K；
V：nkmol气体容积m3； P：绝对压力Pa ；v：比容m3/kg； T：热力学温度K V：质量为mkg气体所占的容积

6 5、状态方程的应用 ⑴求平衡态下的参数 ⑵两平衡状态间参数的计算 ⑶标准状态与任意状态间的换算

7 P22:例2-3： 压气 压气机 储气箱 压气机每分钟吸入气体： 储气箱初时： 求：？分钟后，储气箱内

8 解题思路： 储气箱中原有气体质量m2 : (kg) 每分钟送入储气箱的质量为m1： (kg/min) 储气箱中最终有气体质量m3 :

9 计算时注意事项: (1)绝对压力 (2)温度单位 K (3)统一单位（最好均用国际单位）

10 (4)R0与R的区别 R0——通用气体常数 (与气体种类无关) R——气体常数 (随气体种类变化) M-----摩尔质量 例如

11 §2.2 理想气体的比热容 1、比热容定义: 计算热力学能, 焓, 熵，热量都要用到比热容 单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量
Mc:摩尔比热容 cˊ: 容积比热容

12 ℃

13 2、比热容是过程量还是状态量? T (1) 1K (2) s c1 c2 定容比热容 用的最多的某些特定过程的比热容 定压比热容

14 3、定容比热容cv

15 4、定压比热容cp

16 5、cv和cp的说明 ， （3）比热容比 从能量守恒的观点分析：气体定容加热时，吸热量全部转变为分子的动能使温度升高，
(1)cp>cv。 从能量守恒的观点分析：气体定容加热时，吸热量全部转变为分子的动能使温度升高， 而定压加热时，容积增大，吸热量中有一部分转变为机械能而对外作出膨胀功，所以同样温度升高1K所需的热量大。 (2)梅耶公式： （3）比热容比 ，

17 梅耶公式推导过程：

18 6、各种比热容的表示方法小结：

19 7、定值、真实、平均比热容 （见教材P24页：表2-2 ）
（1）定值比热容：凡分子中原子数目相同因而其运动自由度也相同的气体，它们的摩尔比热值容都相等，称为定值比热容。 （见教材P24页：表2-2 ） （2）真实比热容：相应于每一温度下的比热容值。 比热容与温度的函数关系: （系数见教材P25页：表2-3 ）

20 ⑶平均比热容

21 填空题： 解：

22 例题2-4 ：烟气在锅炉的烟道中温度从900℃降低到200 ℃，然后从烟囱中排出。求每标准立方米烟气所放出的热量（这些热量被锅炉中的水和水蒸气所吸收）。比热容取值按以下三种情况：⑴定值比热容；⑵真实比热容；⑶平均比热容。烟气的成分接近空气，而且压力变化很小，可将空气当作定压放热计算。 解(1):

23 (2)按真实比热容计算，查表2-3

24 (3)按平均比热容计算，查表2-4 1标准立方米烟气放出的热量

25 2.3 混合气体的性质 1、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 2、道尔顿分压定律 :

26 3、混合气体的分容积： 4、阿密盖特分容积定律： 维持混合气体的温度和压力不变时，各组成气体 所具有的容积。
混合气体的总容积V等于各组成气体分容积Vi之和。 即：

27 容积成分定义式： 摩尔成分定义式： 5、混合气体的成分表示方法 质量成分定义式： 某组元气体的质量 混合气体总质量 某组元气体的容积
混合气体总容积 摩尔成分定义式： 组元气体的摩尔数 混合气体总摩尔数

28 6、混合气体的各组成成分之间的换算 （1）容积成分与摩尔成分相等 （2）质量成分与容积成分（或摩尔成分）的换算

29 7、混合气体的折合分子量与气体常数 （1）折合分子量 （2）折合气体常数

30 P32:例2-5 P33:例2-6 本章作业： P40-41:2-2，2-3，2-8， 2-14：（1）、（2）、2-17，2-18

31 本章小结： 1、理想气体状态方程 2、比热容

32 ，

33 平均比热容： 利用平均比热容计算热量 ： 理想气体的定值比热容：

34 3、混合气体的性质： 分压力，分容积，各成分及其换算，M,R等。