第四章 理想气体的性质

1、第三章第三章 理想气体的性质理想气体的性质热能工程教研室本章主要学习的内容本章主要学习的内容熟练掌握并正确应用理想气体状态方熟练掌握并正确应用理想气体状态方程式。程式。正确理解理想气体比热容的概念；熟正确理解理想气体比热容的概念；熟练掌握正确应用定值比热容、平均比热容练掌握正确应用定值比热容、平均比热容来计算过程热量，以及计算理想气体热力来计算过程热量，以及计算理想气体热力学能、焓和熵的变化。学能、焓和熵的变化。热能工程教研室为什么引入理想气体的概念为什么引入理想气体的概念气态物质具有显著的气态物质具有显著的膨胀压缩膨胀压缩能力能力, ,适适 合做为热力过程的工质合做为热力过程的工质视其距液态

2、的远近视其距液态的远近, ,分为分为气体气体和和蒸气蒸气工程热力学需要过程工程热力学需要过程工质工质的热力性质的热力性质 方面的知识方面的知识热能工程教研室工程热力学的两大类工质工程热力学的两大类工质 1、理想气体（理想气体（ ideal gas）其状态方程可用简单的式子描述其状态方程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、空调中的湿空气等燃气、空调中的湿空气等2、实际实际气气体（体（ real gas）其状态方程不能用简单的式子描述，真实工质其状态方程不能用简单的式子描述，真实工质 如火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质等如火力发电

3、的水和水蒸气、制冷空调中制冷工质等3-1 理想气体的概念理想气体的概念热能工程教研室 但是但是, 当实际气体当实际气体 p 很小很小, V 很大很大, T不太低时不太低时, 即处于即处于远离液态远离液态的的稀薄稀薄状态时状态时, 可视为可视为理想气体理想气体。 理想气体理想气体模型模型现实中没有理想气体现实中没有理想气体1. 分子之间没有作用力分子之间没有作用力 2. 分子本身不占容积分子本身不占容积热能工程教研室当实际气体当实际气体p p 很小很小, ,V V 很大很大, ,T T不太低时不太低时, ,即处于远即处于远离液态的稀薄状态时离液态的稀薄状态时, , 可视为可视为理想气体理想气体。

4、 哪些气体可当作理想气体哪些气体可当作理想气体T 常温常温，p =虚拟气体的质量等于其各组成气体的质量的和虚拟气体的质量等于其各组成气体的质量的和因而混合气体的折合摩尔质量因而混合气体的折合摩尔质量iiiieqMxnMnM折合气体常数折合气体常数eqeqg,eqMKmolJMRR3145. 8视为视为虚拟单一虚拟单一气体但具有气体但具有混合气体平均特性混合气体平均特性或或immiieqMnnM热能工程教研室iiiixnnVViieqeqiiiiMMMmMmnnxieqgigiRRx,iiiieqMRRR,g,g总总 结结热能工程教研室【例【例3-5】q锅炉燃烧产生的烟气中，按容积分数二氧化碳占

5、锅炉燃烧产生的烟气中，按容积分数二氧化碳占12%，氮气占，氮气占80%，其余为水蒸气。假定烟气中水蒸气可视为理想气体，试求：，其余为水蒸气。假定烟气中水蒸气可视为理想气体，试求：（1）烟气的折合千摩尔质量和折合气体常数；）烟气的折合千摩尔质量和折合气体常数；（2）各组元的质量分数；）各组元的质量分数；（3）若已知烟气的压力为若已知烟气的压力为0.1MPa，试求烟气中水蒸气的分压力。，试求烟气中水蒸气的分压力。可求得烟气的折合千摩尔质量为：可求得烟气的折合千摩尔质量为： 解：（解：（1 1）按题意：）按题意：%8%80%1211222NCOOH热能工程教研室kmolkgMMMMMOHOHNNCO

6、COniiieq/12.291808. 0288 . 04412. 02222221折合气体常数为：折合气体常数为： )/(28612.2983148314KkgJMReqg,eq（2）各组元的质量分数：）各组元的质量分数： %1812.294412. 0222eqCOCOCOMMw【例【例3-5】热能工程教研室%7712.29288 . 0222eqNNNMMw%5%77%1811222NCOOHwww（3）可求得烟气中水蒸气的分压力：）可求得烟气中水蒸气的分压力： MPappOHOH008. 01 . 008. 022【例【例3-5】热能工程教研室第三章 小结1、什么样的气体是理想气体？什

7、么样的气体是理想气体？2、理想气体状态方程的正确使用理想气体状态方程的正确使用3、理想气体比热、内能、焓及熵的特点和计算理想气体比热、内能、焓及熵的特点和计算4、混合理想气体的折合摩尔质量及折合气体常混合理想气体的折合摩尔质量及折合气体常数的计算数的计算5、混合理想气体摩尔成分与质量成分间的转换混合理想气体摩尔成分与质量成分间的转换6、混合理想气体比热、内能、焓及熵的计算混合理想气体比热、内能、焓及熵的计算热能工程教研室quizq何谓何谓理想气体理想气体和和实际气体实际气体？火电厂的工质水蒸气可视？火电厂的工质水蒸气可视为理想气体吗？为理想气体吗？ q气体常数气体常数和和通用气体常数通用气体常数有何区别和联系？有何区别和联系？ q气体常数气体常数RgRg与气体与气体种类种类是否有关？与是否有关？与状态状态呢？呢？ q理想气体的理想气体的cpcv ，与气体状态，与气体状态 关？关？q容器内盛有一定状态的理想气体，如将气体放出一部容器内盛有一定状态