气体和蒸汽的性质(4)
工程热力学复习题
各位同学：以下为《工程热力学B 》复习题，如有问题，请到办公室答疑。
第一章 基本概念1.如果容器中气体压力保持不变，那么压力表的读数一定也保持不变。
（ 错 ）2.压力表读值发生变化,说明工质的热力状态也发生了变化。
( 错 )3.由于准静态过程都是微小偏离平衡态的过程，故从本质上说属于可逆过程。
（ 错 ）4.可逆过程一定是准静态过程,而准静态过程不一定是可逆过程。
( 对 )5. 比体积v 是广延状态参数。
( 对 )6. 孤立系的热力状态不能发生变化。
（ 错 ）7. 用压力表可以直接读出绝对压力值。
（ 错 ）8. 处于平衡状态的热力系，各处应具有均匀一致的温度和压力。
（ 错 ）9. 热力系统的边界可以是固定的，也可以是移动的；可以是实际存在的，也可以是假想的。
（ 对 ）10. 可逆过程是不存在任何能量损耗的理想过程。
（对 ）11.经历了一个不可逆过程后，工质就再也不能回复到原来的初始状态了。
（ 错 ）12. 物质的温度越高，则所具有的热量越多。
（ 错 ）1. 能源按其有无加工、转换可分为 一次 能源和 二次 能源。
2. 在火力发电厂蒸汽动力装置中，把实现 热 能和机械能 能相互转化的工作物质就叫做 工质 。
3. 按系统与外界进行物质交换的情况，热力系统可分为 开口系 和 闭口系 两大类。
4. 决定简单可压缩系统状态的独立状态参数的数目只需 2 个。
5. 只有 平衡 状态才能用参数坐标图上的点表示，只有 可逆 过程才能用参数坐标图上的连续实线表示。
6. 绝热系是与外界无 热量 交换的热力系。
7. 孤立系是指系统与外界既无 能量 交换也无 质量 交换的热力系。
8. 测得容器的表压力75g p KPa =，大气压力MPa p b 098.0=，容器内的绝对压力 173 kPa 。
6.热力系在不受外界影响的条件下，系统的状态能够始终保持不变，这种状态称为(平衡状准静态过程满足下列哪一个条件时为可逆过程 C 。
最新工程热力学气体和蒸汽的性质
注： Nm3为非法定表示法，标准表示法为“标准m3”。 10
按过程
质量定压热容（比定压热容）
cp
C
p ,m
,C
' p
(constant pressure specific heat capacity per unit of mass)
及
质量定容热容（比定容热容） (constant volume specific heat
cTuv uvT pddTv
比热容的一般表达式
2. cV
定容过程 dv=0
若为理想气体
cV
u T
v
是状态参数
u u (T ) T u vd d T u c Vd d T u d u c V d T
cV cV (T) 温度的函数
12
3. cp
c δ q d h δ w t d h v d p d T d T d Td T
Vm相同
在标准状况下 (p0 1.01325105Pa T0 273.15K)
1mol任意气体的体积同为
Vm 0(M)0v0.022m 4 3/1 m4ol
5
四、摩尔气体常数
R——摩尔气体常数 (与气体种类无关)
R=MRg=8.314 5 J/(mol·K) M-----摩尔质量
Rg——气体常数 (随气体种类变化)
cV
C
V
,m
,
C
' V
capacity per unit of mass)
二、理想气体比定压热容，比定容热容和迈耶公式
1.比热容一般表达式
cδ q d u δ w d up d v d T d T d Td T
(A )
03气体和蒸汽的性质讲解
力，反之也成立，即两者间存在单值关系。
ps f ts
3-4 水蒸气的饱和状态和相图
三相点：固、液、气三相共存的状态。 1) 当压力低于ptp时，液相不可能存在，只可能是气相或固相。
ptp称为三相点压力，对应的饱和温度ttp称为三相点温度。
2）三相点温度和压力是最低的饱和温度和饱 和压力。 3）各种物质在三相点的温度与压力分别为定值，但比体积则随 固、液、气三相的混合比例不同而异。 水的三相点温度和压力值：
3-3 理想气体的热力学能、焓和熵
理想气体变比热熵差计算
s
2
1
p2 dT cp Rg ln T p1
令
T
0
dT cp s 0 T T
则
2
1
dT 0 0 0 0 cp s T2 s T1 s2 s1 T
p2 s s s Rg ln p1
定容过程
dv 0
u qV du dT T V
u cV dT T V
qV
3-2
可逆过程
理想气体的比热容
q dh vdp
h h h h(T , p) dh dT dp T p p T
1 2
适用于理想气体任何过程 积分（定比热）
u cV T
h c p T
3-3 理想气体的热力学能、焓和熵
2 理想气体的熵
du pdv cV dT pdv ds dT dv T T T (1) Rg ds cV T v p Rg pv RgT T v
在标准状况下
p0 101325Pa , T0 273.15K, Vm 22.4138m3 /kmol
中药药剂学考试题库及答案(5)
中药药剂学考试题库及答案1.简述物理灭菌的含义，并写出5种常用的物理灭菌法。
答：含义：利用温度、干燥、辐射、声波等物理因素杀灭微生物达到灭菌的目的。
常用方法：（1）干热灭菌法：包括火焰灭菌法和干热空气灭菌法（2）湿热灭菌法：包括热压灭菌、流通蒸汽灭菌、煮沸灭菌和低温间歇灭菌（3）紫外线灭菌法（4）微波灭菌法（5）辐射灭菌法2.影响湿热灭菌的因素。
答：（1）微生物的种类和数量（2）药物与介质的性质（3）蒸汽的性质（4）灭菌时间3.药材粉碎的目的答：（1）增加药物的表面积，促进药物的溶解于吸收，提高药物的生物利用度（2）便于调剂和服用（3）加速中药中有效成分的浸出或溶出（4）为制备多种剂型奠定基础，如片剂4.片剂中药物制粒的目的答：（1）细粉流动性差，制成颗粒可改善其流动性（2）多组分药物制颗粒后可防止各成分的离析（3）防止生产中粉尘飞扬及（4）在片剂生产中可改善其压力的均匀传递5.影响浸提的因素答：（1）中药粒度（2）中药成分（3）浸提温度（4）浸提时间（5）浓度梯度（6）溶剂的PH（7）浸提压力6.什么是表面活性剂？按照其水中解离性可分哪几类？答：凡能显著降低两相间表面张力的物质，称为表面活性剂。
分类：离子型和非离子型两大类，离子型表面活性剂按离子的种类又分阳离子型表面活性剂、阴离子型表面活性剂和两性离子表面活性剂。
7.试述有些表面活性剂的起昙现象及产生的原因。
答：起昙是指含聚氧乙烯基的表面活性剂其水溶液加热至一定温度时，溶液突然浑浊，冷后又澄明。
产生这一现象的原因，主要是由于含聚氧乙烯基的表面活性剂其亲水基于水呈氢键结合，开始可随温度升高溶解度增大，而温度升高达到昙点后，氢键受到破坏，分子水化力降低，溶解度急剧下降，故出现混浊或沉淀。
8.简述热原的含义、组成及基本性质答：热原是指能引起恒温动物体温异常升高的致热物质，是由磷脂、脂多糖、蛋白质组成的复合物，具有水溶性、耐热性、滤过性、不挥发性、在水溶液中带有电荷等特性。
化工蒸汽知识点总结大全
化工蒸汽知识点总结大全一、介绍蒸汽是一种在工业中广泛应用的热能介质，它在化工过程中起着至关重要的作用。
本文将系统地总结化工蒸汽的相关知识点，包括蒸汽的性质、产生、利用以及在化工过程中的应用等方面的内容。
二、蒸汽的性质1. 蒸汽的定义蒸汽是指液体在一定温度和压力下发生汽化成为气体状态的过程，形成的气体即为蒸汽。
蒸汽是一种热力学上的状态，是水通过升温或受热转变成的气态状态。
2. 蒸汽的特性蒸汽具有较大的体积膨胀性，容易凝结成水；蒸汽的温度、压力和密度与其所处的状态点有关，具有明显的物性变化；蒸汽可在一定条件下与空气形成混合气。
三、蒸汽的产生1. 蒸汽的生产方法蒸汽一般通过加热水来产生，主要方法有：(1) 锅炉蒸汽：通过燃烧煤、油、天然气等燃料加热水，产生高温高压蒸汽；(2) 蒸汽发生器蒸汽：利用核能、水能、太阳能等能源进行蒸汽发生。
2. 锅炉蒸汽的工作原理锅炉蒸汽的工作原理是通过加热锅炉内的水，使水产生汽化转变成蒸汽，然后将蒸汽输送到需要的地方进行利用。
其主要包括燃料燃烧、热量传递、水蒸气化、蒸汽产生等过程。
3. 蒸汽的应用蒸汽在化工生产过程中有着多样的应用，主要包括以下几个方面：(1) 驱动型应用：利用蒸汽驱动发电机、风机、泵等设备；(2) 供热型应用：利用蒸汽进行加热、蒸发、蒸馏等过程；(3) 机械型应用：利用蒸汽进行汽轮机发电、工程机械动力等；(4) 化学型应用：利用蒸汽进行化学反应、干燥、加热等工艺。
四、蒸汽的常用参数与计算1. 蒸汽的物性参数蒸汽的物性参数包括压力、温度、焓、熵、比容等，这些参数决定了蒸汽在不同工艺中的适用范围和规格要求。
2. 蒸汽的状态方程蒸汽状态方程描述了蒸汽在一定温度和压力下的物性参数，通常使用状态方程对蒸汽性质进行计算和预测。
3. 蒸汽的流量计算在化工生产中，常常需要对蒸汽的流量进行计算，以满足不同工艺的需要。
蒸汽的流量计算通常采用流量表、流量计等设备进行测量和计算。
蒸汽的热力性质
s xs '' (1 x)s '
水和水蒸汽热力性质图
• 水和水蒸汽的p—v，T—s图。做定性分析 是很方便，p—v图中曲线下的面积为做功 量，T—s图中曲线下方为交换的热量。 • 但定量计算不是很方便，所以又制定了h— s图。在水状态下，h，s都是线性增加的， 过了C点之后，s增加h也增加。 • 一定程度后，s增加h减小
x
mg
m f mg
• 定义为：饱和蒸汽量与总湿蒸汽量的 重量百分比。显然：饱和水时x=0，干 饱和蒸汽时x=1(无水)
4．2蒸汽热力性质表
水蒸气应用广泛——所以有了标准化的水和水蒸 汽的图表。使用时可以按表查询。
• 对于湿蒸汽，如果已知干度，同样可从表 上查表得到有关数据，但要计算：
v xv '' (1 x)v '
3.3．水蒸汽热力性质图表的应用
（1）确定状态参数 • 已知任意两个独立的状态参数，可在图表 中查出其他的状态参数 h 2200kJ / kg ，查表求 • 比如：已知 t 100 ℃， • s 值。 查表知：t 100 ℃时， h ' 419.06kJ / kg
sHale Waihona Puke h '' 2676.71kJ / kg
Ⅰ 3° 3′ Ⅱ Ⅲ
Ⅰ
pc c
Ⅱ
Tc
Ⅲ 3″ 2 3
3″3
3′ 179.88℃ 99.63℃ r
2° 2′ 1° 1′
１ＭＰa ０.１ＭＰa
２″２ １″１
1′ 3º 2º 1º
2′
2″ 1 1″
q1
工程热力学 第三章 气体和蒸汽的性质.
3-1 理想气体的概念 3-2 理想气体的比热容 3-3 理想气体的热力学能、焓和熵 3-4 水蒸汽的饱和状态和相图 3-5 水的汽化过程和临界点 3-6 水和水蒸汽的状态参数 3-7 水蒸汽表和图
3-1 理想气体的概念
1、理想气体模型(perfect gas, ideal gas) ■理想气体的两点假设
dT
p
dh vdp dT
p
h T
p
cV
q
dT
V
du
pdv dT
V
u T
V
☆注意：上式适用于任何工质，表明 c p、cV为状态参数
●理想气体
热力学能只包括内动能，只与温度有关，u f (T )
cp,423K 1.01622kJ /(kg K) cp,623K 1.05652kJ /(kg K)
623K
cp 423K (1.01622 1.05652) / 2 1.0364kJ /(kg K)
623K
qp cp 423K (T2 T1) 1.0364 (623 423) 207.27kJ / kg
5、不同形式的理想气体状态方程式
1kg的气体： pv RgT mkg的气体： pV mRgT 1mol的气体：pVm RT nmol的气体：pV nRT 流量形式： pqV qm RgT qn RT
例3-2：某台压缩机每小时输出 3200m3、表压力 pe 0.22MPa 温度t 156℃的压缩空气。设当地大气压pb 765mmHg ，求 压缩空气的质量流量qm及标准状态下的体积流量qV 0 。
气体和蒸汽的性质
水的三相点温度和压力值：
Ttp 273.16K ptp 611.659Pa
一点 临界点
pcr 22.064 MPa
两线
上界限线 下界限线
tcr 373.99 C vcr 0.003106m3 /kg三区
液 汽液共存
汽
未饱和水 饱和水 五态 湿蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽
分析：
p-v图中可以看出：影响 v 的主要是 P 和 T： 1) 对液态而言，T对v的影响比P的影响大，因而当P增加时，
物质有三种聚集状态：固态、液态、气态 水的三态： 冰、水、蒸汽
热力学面：以p,v,T表示的物质各种状态 的曲面
水的热力学面
单相区
气
固--液
液
p
p
两相区
液--气
T
T
固
固--气 v
六个区：三个单相区、三个两相区
饱和线、三相线和临界点
饱和液线
p
临界点 饱和气线
三相线
饱和固线
T v
四个线：三个饱和线、一个三相线 一个点：临界点 pcr 22.064Pa,Tcr 373.99K
过热阶段
干饱和蒸汽
过热蒸汽
p const. t ts v v s s h h
p const. t ts v v s s h h
这个阶段所需的热量称为过热热 qsup。 t-ts称为过热度
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第十二章 理想气体混合物及湿空气
理想气体的热力性质
• 重点内容：
– 利用理想气体的状态方程计算理想气体的基本状 态参数；
– 理想气体的比热容的计算； – 理想气体热力学能、焓和熵的计算。
§3-1 理想气体的概念
一、理想气体模型
宏观定义：遵循克拉贝龙状态方程的气体
pv RgT 称为克拉贝龙状态方程，或理想 气体状态方程。
第三章 气体和蒸汽的性质
基本内容
3－1 理想气体的概念 3－2 理想气体的比热容 3－3 理想气体的热力性能、焓和熵 3－4 水蒸气的饱和状态和相图 3－5 水的汽化过程和临界点 3－6 水和水蒸气的状态参数
3－7 水蒸气表和图
工质：实现热能和机械能相互转化的媒介物质。 如燃气、水蒸气、制冷剂。
分类：
四种形式的克拉贝隆方程（理想气体状态方程）：
状 1 mol : pVm R T 摩尔体积
态
n mol : pV nRT
摩尔气体常数
方 程
1 kg : pv RgT
气体常数
m kg : pV mRgT
三、摩尔质量和摩尔体积
摩尔：物质的量的基本单位，mol 1mol~ 0.012kg C(12)的原子数目，6.0225×1023
在标准状况下 ( p0 1.01325105 Pa T0 273.15K )
Vm0 22.4141103 m3 mol
pVm RT
ppVVmm 常常数数 RR 88..33114455JJ // ((mmoollggKK)) TT
四、摩尔气体常数
R——摩尔（通用）气体常数
R 8.3145 [ J molgK] 与气体种类无关，与状态无关
Rg——气体常数
R Rg M
[kJ / kg.K] 与气体种类有关，与状态无关
例如
R空气
R M空气
8.3145 28.97
0.287 kJ kg K
理想气体状态方程可有以下四种形式：
1 kg气体 1 mol 气体 质量为 m 的气体 物质的量为 n 的气体
pv RgT pVm RT pV mRgT pV nRT
（1）气体所处的状态是否远离液态； （2）工程上所允许的误差。 （三）、工程上 可作为理想气体处理的常见气体 在常温、常压下O2、N2、CO、H2、空气、 燃气、烟气等 离液态较远，可作理想气体处理。
不满足上述两点假设的气态物质称为实际气体，水蒸气、制冷 剂蒸汽等。
二、 理想气体状态方程式
理想气体宏观定义：凡遵循克拉贝隆(Clapeyron)方程的气体
Байду номын сангаас
摩尔质量: 1mol物质的质量，用M表示，单位g/mol，数值上等于 物质的相对分子量。
物质的量
n
m M 103
物质的质量 摩尔质量
摩尔体积:1mol气体的体积
Vm Mv 103
m3 : mol
g m3 103 mol kg
阿伏伽德罗假说 Avogadro’s hypothesis: 相同 p 和 T 下各种气体的摩尔体积Vm相同
1、理想气体 满足理想气体状态方程，可用简单的关系式进行描述。 如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气等
2、实际气体
不满足理想气体状态方程，不能用简单的关系式进行描述 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中制冷剂工质等
工质的性质
第三章 气体和蒸汽的性质
1、理想气体的性质
※
2、水和水蒸气的性质
第六章 实际气体的性质及热力学一般 关系式
m
摩尔热容：热容除以物质的量称为比热容，用Cm表示： C mc
Cm n n Mc J/(mol K)
（2）根据过程的性质
比定压热容：定压过程中，单位质量工质温度升高1度，所吸 收的热量，cp表示。
比定容热容：定容过程中，单位质量工质温度升高1度，所吸 收的热量，cV表示。
§3-2 理想气体的比热容
比热容是一个重要参数，计算热力学能, 焓, 熵都要用到。
一、定义与分类
1、定义 热容：工质温度升高1度所吸收的热量，
称为热容，过程量，用C表示：
C Q Q J/K
dT dt
2、分类 （1）根据物量的单位：
比热容：热容除以质量称为比热容，用c表示：c C J/(kg K)
注意： 1. p,v(V ),T是同一状态下的值。
2. 压力：绝对压力 3. 温度：单位 K 4.统一单位（最好均用国际单位）
p - pa，T - K, Rg - J/(kg K)，R - J/(mol K)
计算时注意事项实例
例3-1：V=1m3的容器有N2，温度为20 ℃ ，压力表读
数1000mmHg，pb=1atm，求N2质量。
1）
m
pVM RT
10001.0 28 8.3145 20
168.4kg
2） m
pVM
1000 1.013105 1.0 28 760
1531.5kg
RT
8.3145 293.15
3） m
pVM
(1000 760
1) 1.013105 1.0 28
2658kg
RT
8.3145 293.15
4） m
pVM
(1000 1) 1.013105 1.0 28103 760
2.658kg
RT
8.3145 293.15
例题3-2：一钢瓶的容积为0.03 m3，其内装有压力为0.7Mpa、 温度为20℃的氧气。现由于使用，压力降至0.28 Mpa，而温 度未变。问钢瓶内的氧气被用去了多少？
解：根据题意，钢瓶中氧气使用前后的压力、温度和体积都已 知，故可以运用理想气体状态方程式求得所使用的氧气质量。
微观定义： 假设条件： (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。
U=U(T )
（一）、理想气体的分子模型 假设: （1）分子都是弹性的不占体积的质点；
（2）分子相互之间没有作用力。 完全的理想气体是不存在的，它是实际气体在压力趋近于 零，比体积区域无穷大的极限状态。 p o，或v （二）、能否作为理想气体处理的依据
氧气处于初态1时的状 态方程为：
故初态1时的氧气质量为：
p1V m1RgT
m1
p1V RgT
氧气处于终态2时的 状态方程为：
p2V m2 RgT
故终态2时的氧气质量为：
m2
p2V RgT
被用去的氧气质量为：
m
m1
m2
p1V RgT
p2V RgT
( p1 p2 )V RgT
(0.7 0.28) 106 0.03 0.1656kg 8314 (20 273) 32