第3章性质与热力过程-理想气体

第三章热能转换物质的热力性质和热力过程第一节物质的三态及相变过程

相是指热力系统中物理性质和化学组成完全均匀的部分。在一定条件下相与相之间可以互相转化，称为相变过程(或集态变化)。

热力学面

p-T相图第二节理想气体的热力性质和热力过程

一、理想气体及其状态方程

1、状态方程：

称为克拉贝龙状态方程。理想气体定义：凡是遵循克拉贝龙状态方程的气体称为理想气体。2、摩尔气体常数及其他形式

由阿伏伽德罗定律知：在同温同压下任何气体的摩尔体积都相等。其他形式还有或

从微观上讲，凡符合下述假设的气体称为理想气体：(1)气体分子是不占据体积的弹性质点；(2)气体分子相互之间没有任何作用力。二、理想气体的比热容

(一)比热容的定义

热容：工质温度升高一度所吸收的热量称为热容，用C表示比热容：摩尔热容

：(二)比定容热容和比定压热容

比定容热容：比定压热容：(三)理想气体比热容

理想气体：迈耶尔公式：

定值比热容

三、理想气体的比热力学能和比焓及比熵

(一)理想气体的比热力学能和比焓

(二)理想气体的比熵

还可推导得到：

四、理想气体的混合物

(一)分压力定律和分体积定律

1、分压力定律：

2、分体积定律：

分压力：各组元在混合物温度下单独占据混合物所占体积时所产生的压力。道尔顿分压力定律：分体积：各组元在混合物温度和压力下所占据的体积。亚美格分体积定律：

(二)理想气体混合物的成分、折合摩尔质量和折合气体常数

1、理想气体混合物的成分：

成分是混合物中各组元的物量占混合物总物量的百分数。换算关系：

2、折合摩尔质量和折合气体常数：

(三)理想气体温合物的热力学能和焓及熵

比热容：比热力学能和不焓：比熵：例：空气经空气预热器（换热器）温度从上升到，空气的进口流量为每小时，进口表压力。若环境大气压力为，吸热过程可视为定压过程，试求每小时空气其热量及热力学能，焓的变化，按定值比热容。已知：求：

由得每小时质量流量为取空气进出口所围空间为热力系统，如图红虚线所围，则有采用定值比热1122解：五、理想气体的基本热力过程理想气体热力过程的研究步骤如下：（1）、列出过程方程式：根据过程特点列出或推导出过程方程式；（2）、根据过程方程和状态方程，推导得到过程中基本状态参数间关系；

（4）、在p-v和T-s图上表示出各过程，并进行定性分析。

（3）、分析过程中膨胀功，技术功和热量等能量交换和转换关系，建立功量和热量计算式；

理想气体热力过程的研究前提如下：（1）、理想气体；（2）、过程为可逆过程；（3）、比热容为定植。五、理想气体的基本热力过程(一)定容过程(二)定压过程

(三)定温过程(四)定熵过程六、理想气体的多变过程(一)多变过程(二)计算公式表例：初压力为，初温为的氮气，在的压缩过程中被压缩至原来体积的，若取比热容为定值，试求压缩后的压力，温度，压缩过程所耗压缩功及与外界交换的热量。若从相同初态出发分别经过定温和定熵过程压缩至相同的体积，试进行相同的计算，并将此三过程画在同一p-v图上和T-s图上。解：（1）多变过程对于氮气有，由题意知，，根据基本状态参数间的关系式得：所耗功（压缩功）气体与外界交换的热量（2）定温过程（3）定熵过程在p-v图和T-s图上