理想气体的热力性质-理想气体的比热容（工程热力学课件）

理想气体的热力性质及基本热力过程

理想气体的比热容理想气体的比热容比热容的定义及单位A影响比热容的因素B利用比热容计算热量的方法C理想气体的比热容单位物量的物质温度升高（或降低）1K，所加入（或放出）的热量称为该物体的比热容。质量比热容c：kJ/(kg.K)容积比热容c’：kJ/(标m3.K)千摩尔比热容cM

：

kJ/(kmol.K)

一、比热容的定义及单位质量比热容：单位质量物质的热容量，用c表示，单位为J/(kg·K)；千摩尔比热容：1kmol物质的热容量，用Cm表示，单位J/(kmol·K)；容积比热容：标准状态下,1m3

的物质的热容量，用c’表示，单位为J/(Nm3·K)；

三者之间的关系：按物量单位分按加热条件分定容比热容(cv)：在定容情况下，单位物量的气体，温度升高1K所吸收的热量。定压比热容（cp）：在定压情况下，单位物量的气体，温度升高1K所吸收的热量。一、比热容的定义及单位比热容名称物质量的单位符号表示单位质量比热容千克cJ/(kg·K)或kJ/(kg·K)千摩尔比热容千摩尔CmJ/(kmol·K)或kJ/(kmol·K)容积比热容标准状态下立方米

C′J/(Nm3·K)或Kj/(Nm3·K)定压比热容定压质量比热容cp定压容积比热容Cp’定压摩尔比热容Cpm定容比热容定容质量比热容cv定容容积比热容Cv’定容摩尔比热容Cvm比热容分类比热容1.过程特性对比热容的影响同一种气体在不同条件下，如在保持容积不变或压力不变的条件下加热，同样温度升高1K所需的热量是不同的。Cp>Cv

二、影响比热容的因素2.温度对比热容的影响实验和理论证明，不同气体的比热容要随温度的变化而变化，一般情况下，气体的比热容随温度的升高而升高，表达为多项式形式：

真实比热容：某一温度时气体的比热容。注意：不同的气体其变化的关系式和变化曲线不一样；在温度不高时，其变化不大，可忽略温度对比热容的影响。如：空气在100℃时，cp=1.006kJ/(kg.K)而在1000℃时，cp=1.09kJ/(kg.K)ct0c=f(t)比容随温度变化的关系c1t1二、影响比热容的因素比热容是过程量还是状态量?(1)定容比热容(2)定压比热容s1

KT

二、影响比热容的因素当气体的种类和加热过程确定后，比热容就只随温度的变化而变化。可得：

当温度从T1变到T2所需的热量为：（一）用定值比热容计算热量（二）用平均比热容计算热量三、利用比热容计算热量的方法1.用定值比热容计算热量：定值比热容概念：精度要求不高时，忽略温度对比热容的影响，取比热容为定值，称为定值比热容。

ct0c=f(t)比容随温度变化的关系c=定值t1对于mkg质量气体，所需热量为：对标准状态下V0m3气体，所需热量为：三、利用比热容计算热量的方法表3-1理想气体定值质量比热容计算时注意：1）应根据加热条件来选用定压或定容比热容；2）应根据物量单位来选用质量比热容，容积比热容或摩尔比热容；3）在选用容积比热容时应将容积换算为标态下的容积。三、利用比热容计算热量的方法某燃煤锅炉送风机出口压力表上的读数为5.4×103Pa，风温为30℃，风量为2.5×103m3/h。现空气预热器把空气从30℃定压加热到300℃，求每小时所需的热量。（设比热容为定值）实例分析2.用平均比热容计算热量工程上为了避免积分的麻烦，常利用平均比热容表（附表）来计算热量。平均比热容是指在一定温度范围内单位数量气体吸收或放出的热量与该温度差的比值。气体在t1~t2这一温度范围内的平均比热容的表示：平均比热容的实质：在某一确定的温度范围内，用一个数值不变的比热容去代替随温度变化的真实比热容进行热量计算，所得结果与按真实比热容进行计算的结果相同。三、利用比热容计算热量的方法计算式：1kg气体0到t的热量为：对1kg气体从t1到t2的热量q等于0到t2的热量q2减去0到t1的热量q1。

平均比热容计算热量

对于mkg质量气体，所需热量为：对于标准状态下V0气体，所需热量为：

三、利用比热容计算热量的方法解若希望用容积比热容来进行计算，应首先将气体的容积换算成标准状态下的数值。由状态方程得所以因为氮气是双原子气体，又是定容下被加热，查表3-1得氮气的定容千摩尔定值比热容为根据式（3-7），求得氮气的定容容积比热容的值为再代入公式（3-14）求出热量【例3-3】将5m3的氮气在p=3*105Pa下从20℃定容加热到120℃，用定值比热容求氧气吸收的热量。

例题分析若希望用质量比热容来进行计算，则首先利用状态方程求出气体的质量。由得再根据式（3-7），算出氧气定容下的定值质量比热容最后代入公式（3-13）求出热量

例题分析【例3-4】试计算每千克氧气从200℃定压加热至380℃和从380℃定压加热至900℃所吸收的热量。（1）按平均比热容计算；（2）按定值比热容计算。解（1）从附表1中查得氧气如下平均比热容的值：根据线性插值公式得则根据公式（3-17）得每千克氧气从200℃定压加热至380℃所吸收的热量为：

例题分析每千克氧气从