清华大学热工基础工程热力学加传热学4第三章ppt课件

1、 理想气体是一种经过科学笼统的假想气理想气体是一种经过科学笼统的假想气体，在自然界中并不存在。但是，在工程上体，在自然界中并不存在。但是，在工程上的许多情况下，气体工质的性质接近于理想的许多情况下，气体工质的性质接近于理想气体。因此，研讨理想气体的性质具有重要气体。因此，研讨理想气体的性质具有重要的工程适用价值。本章重点讨论理想气体的的工程适用价值。本章重点讨论理想气体的性质、形状参数与热力过程的特点及计算方性质、形状参数与热力过程的特点及计算方法。法。 3-1 理想气体形状方程式理想气体形状方程式 1. 理想气体与实践气体理想气体与实践气体 gpvR TgpVmR TmnM2-3O= 32.

2、00 10 kg/molM2-3N= 28.02 10kg/molM-3= 28.96 10 kg/molM空气mgpVMR TmVM vgRMRmpVRTR 称为摩尔气体常数。 根据阿佛伽德罗定律，同温、同压下任何根据阿佛伽德罗定律，同温、同压下任何气体的摩尔体积气体的摩尔体积VmVm都相等，所以任何气体的摩都相等，所以任何气体的摩尔气体常数尔气体常数R R都等于常数，并且与气体所处的都等于常数，并且与气体所处的详细形状无关。详细形状无关。R=8.314 J/(molK)gRRM,mnMpVnRT,gpVmR TgRRM物体温度升高物体温度升高1K1K或或11所需求的热所需求的热量称为该物体

3、的热容量，简称热容。量称为该物体的热容量，简称热容。 ddQQCTtddqqcTtmCM cdVVqcTddqup v ( , )uu T vdddVTuuuTvTvd0v dVVuqTTdppqcTdVVVqucTTddqhv p ( ,)hh T pdddpThhhTpTpd0p dpphqTTdpppqhcTT 由于理想气体的热力学能仅包含与温度有由于理想气体的热力学能仅包含与温度有关的分子动能，只是温度的单值函数，所以关的分子动能，只是温度的单值函数，所以 ghupvuR TdVVVqucTTddVucTdpppqhcTTddphcTdd()dphupvcTdTd()dddgR TuT

4、T = cV + Rg gpVccR Cp,m CV,m = R pVcc11VgcR230123pcaaTa Ta T230123VcaaTa Ta TgpVccRg1pcR22111 221dttttqc tctt22111 221211dttttqcc ttttt21ttc2100211ddttc tc ttt210201|ttctct0tc 1.67 1.40 1.29,mVC,mpC32R52R72R52R72R92RddVucTddVucT21dvuc T ddphcTddphcT21dphcT dqsdqsTdd ,VucTddup vTddupvTTddhv pTddhvpTT

5、dd ,phcTgpvR TdddVgTvscRTvdddpgTpscRTp2211lnlnVgTvscRTv 2211lnlnpgTpscRTp gpvR T2211lnlnVppvsccpv 12Kpppp1kiip121kkiiVVVVV,iimwm1kiimm11kiiw,iinxn11kiix1kiinn,iiVV11kii1kiiVViipVn RTpVnRTiiVnVniixiimwm1iikiiin Mn M1iikiiix Mx M1iikiiix nMx nMiinxn1iikiiiw Mw M1iikiiim Mm MmMn11kiiin Mn1kiiix M1iikii

6、iwm Mwm M1kiiinMngRRM1kiiiRx M1kijiwRM1kiiimcmc,1kpip iicwc,1kVi V iicwc,mppCMc,1kiip iix M c,m,1kipiixC,mVVCMc,1kii V iix M c,m,1kiViixC11kiiiwMM1kiiiMx M3 3根据：热力学第一定律表达式、理根据：热力学第一定律表达式、理想气体形状方程式及可逆过程的特征关系想气体形状方程式及可逆过程的特征关系式。式。1目的：目的： 了解外部条件对热能与机械了解外部条件对热能与机械能之间相互转换的影响，以便合理地安排能之间相互转换的影响，以便合理地安排热力过程

7、，提高热能和机械能转换效率。热力过程，提高热能和机械能转换效率。 2 2义务：确定过程中工质形状参数的义务：确定过程中工质形状参数的变化规律，分析过程中的能量转换关系。变化规律，分析过程中的能量转换关系。4 4分析方法：分析方法： 5 5分析内容与步骤：分析内容与步骤： 21vv2211pTpT21dVucT 21dphcT ddVTscT00ddsTVsTTscT00Vs scTT eVVTTsc 由于由于T与与cV都不会是负值，所以定容过都不会是负值，所以定容过程在图上是一条斜率为正值的指数曲线。程在图上是一条斜率为正值的指数曲线。 21d0wp v2121d()twv pv pp qu

8、21pp2211vTvTpc dTqdsTT00ps scTT eppTTscVVTTsc2211p()wdvp vv21()R TT21d0twv p 21qhh21TT2112pvpv21dwp v21lngvR Tv21dtwv p 12lngpR Twp0uh 21dgR Tvv12lngpR Tp21dgR Tpp tqww21dqT s21()T ssd0qsT2112lnlnggvpR TR TvpdddVppvsccpvdd0pVcpvpcvpVccdd0pvpvlnlnpv常常数数pv=常数=常数11 122p vp v2112pvpvgpvR T12112TvTv12211

9、TPTPpv= =常常数数sppvv Tppvv 0quw wu 12uu12VwcTT121gRTT1 12211p vp v12211TPTP112111gR Tpwpt0qhw t12whhh t12pwcTT1 1221p vp v121gRTT12211TPTP112t111gR Tpwptwwnpv n n = 0，p = 常数，定压过程；n = 1，pv= 常数，定温过程；n = ，pv = 常数，定熵过程；，v = 常数，定容过程。n 2112npvpv12112nTvTv12211nnTpTpddppnvv ddnqT scT ddnTTscn = 0 :npccddpTTscn = 1 :nc d0dTsn = :0nc ddTs n = :nVccddVTTsc21dwp v1 1/nnpp vv1 1221()1p vp vn121()1gR TTn1211111nngpR Tnppv=RgT12211nnTpTp(n 0,