第二章 理想气体性质
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大学物理(第三版)热学 第二章
一、 理想气体的微观图象
1. 质点 P nkT P 0
在 T 一定的情况下 n 值小 意味着分子间距大 2 .完全弹性碰撞
3. 除碰撞外 分子间无相互作用 f=0
范德瓦耳斯力(简称：范氏力)
f
斥力
合力
r0
O
s
10 -9m r
d
引力
分子力
气体之间的距离
r 8r0 引力可认为是零 可看做理想气体
第3步：dt时间内所有分子对dA的冲量
dI dIi ix 0
1 2
i
dIi
nimi2xdtdA
i
dIi
2ni mi2xdtdA
第4步：由压强的定义得出结果
P
dF dA
dI dtdA
i
ni
m
2 ix
i dA
ixdt
P
dF dA
dI dtdA
2. 气体分子的自由度
单原子分子 双原子分子 多原子分子
i3 i5 i6
二、 能量按自由度均分原理 条件：在温度为T 的平衡态下 1.每一平动自由度具有相同的平均动能
1 2
kT
1 3
3 2
kT
1 2
m
1
3
2
1 2
m
2 x
1 2
m
2 y
1 2
m
2 z
每一平动自由度的平均动能为 1 kT
2
2.平衡态 各自由度地位相等
每一转动自由度 每一振动自由度也具有 与平动自由度相同的平均动能 其值也为 1 kT
第二章 物质的状态 气体、液体、溶液
23
临界现象? 临界现象
课本p26 课本
Tb （沸点） < 室温 沸点） Tc < 室温， 室温， 室温下加压不能 液化
Tb < 室温， 室温， Tc > 室温， 室温， 室温下加压可液 化 Tb > 室温 Tc > 室温， 室温， 在常温常压下为 液体
24
临界常数： 临界常数：
p26
• 每种气体液化时 各有一个特定温度叫临界温度 每种气体液化时, 各有一个特定温度叫临界温度 临界温度Tc. 在Tc 以 无论怎样加大压力, 都不能使气体液化. 上, 无论怎样加大压力 都不能使气体液化 • 临界温度时 使气体液化所需的最低压力叫临界压力 临界温度时, 使气体液化所需的最低压力叫临界压力 临界压力Pc. • 在Tc 和 Pc 条件下 1 mol 气体所占的体积叫临界体积 条件下, 气体所占的体积叫临界体积 临界体积Vc.
17
压力P愈小 温度T愈高 愈高, 压力 愈小, 温度 愈高 愈接近理想气体 愈小
1mol N2气
Z=
18
不同气体的比较 (1mol, 300K )
Z=
19
图总结： 气体 Z-P 图总结：
1. 常压常温下，沸点低的气体，接近理想气体 常压常温下，沸点低的气体， 2. 起初增加压力时，对于分子量较大的分子，分子间作用力增 起初增加压力时，对于分子量较大的分子， 加占主导， 加占主导，使得 Z < 1 3. 增加较大压力时，分子的占有体积占主导，使得 Z > 1 增加较大压力时，分子的占有体积占主导，
第二章
物质的状态
p16
Figure: Gas-liquid-solid Gas-liquid-
1
本章主要内容： 本章主要内容： 一、气体
临界现象? 临界现象
课本p26 课本
Tb （沸点） < 室温 沸点） Tc < 室温， 室温， 室温下加压不能 液化
Tb < 室温， 室温， Tc > 室温， 室温， 室温下加压可液 化 Tb > 室温 Tc > 室温， 室温， 在常温常压下为 液体
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临界常数： 临界常数：
p26
• 每种气体液化时 各有一个特定温度叫临界温度 每种气体液化时, 各有一个特定温度叫临界温度 临界温度Tc. 在Tc 以 无论怎样加大压力, 都不能使气体液化. 上, 无论怎样加大压力 都不能使气体液化 • 临界温度时 使气体液化所需的最低压力叫临界压力 临界温度时, 使气体液化所需的最低压力叫临界压力 临界压力Pc. • 在Tc 和 Pc 条件下 1 mol 气体所占的体积叫临界体积 条件下, 气体所占的体积叫临界体积 临界体积Vc.
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压力P愈小 温度T愈高 愈高, 压力 愈小, 温度 愈高 愈接近理想气体 愈小
1mol N2气
Z=
18
不同气体的比较 (1mol, 300K )
Z=
19
图总结： 气体 Z-P 图总结：
1. 常压常温下，沸点低的气体，接近理想气体 常压常温下，沸点低的气体， 2. 起初增加压力时，对于分子量较大的分子，分子间作用力增 起初增加压力时，对于分子量较大的分子， 加占主导， 加占主导，使得 Z < 1 3. 增加较大压力时，分子的占有体积占主导，使得 Z > 1 增加较大压力时，分子的占有体积占主导，
第二章
物质的状态
p16
Figure: Gas-liquid-solid Gas-liquid-
1
本章主要内容： 本章主要内容： 一、气体
第二章 气体分子运动论的基本概念_电子教案白
~ 10 −8 m 数量级，可看
（1）d 可视为分子力程；数量级在 10 为分子直径（有效直径） 。 （2）分子力是电性力，大于万有引力
第五节 范德瓦耳斯气体的压强
1873 年，范德瓦尔斯方程。 理想气体：T 较高，p 较小。真实气体：T 较低，p 较大。 问题：考虑分子体积和分子间引力。 研究方法： 1、 2、 3、 实验—规律(经验公式)—准确性高但应用范围狭窄 建立模型—统计运算—统计规律—应用范围广，但准确性 两者结合，互相修正、补充
∑v
i =1
N
2 ix
m0 N 2 F N 2 N = vix = ⋅ m0 ∑ vix / N = nm0 vx 2 压强 P = ∑ l2l3 l1l2l3 i =1 l1l2l3 i =1
N （单位体积内分子数） 分子数密度 n = l1l2l3
2 v x = ∑ vix /N 2 i =1 N
p=
RT − ∆p Vm − b
∆p ——气体的内压强
∆p =（单位时间内与单位面积器壁相碰的分子数） × 2∆k
△k表示分子进入气体界面层时由于受到指向气体内部的平均拉 力作用所产生的平均动量减少量。
Q ∆k ∝ n
1 ∆ p ∝ n ∝ ∴ 2 得 Vm
2
∆p =
a 2 Vm
a 由气体的性质决定。
例：容积11.2L真空系统抽到1.0×10-5mmHg真空。经300℃烘 烤释放吸附气体。烘烤后压强增为1.0×10-2mmHg，问器壁原 来吸附了多少个气体分子。 解：设烘烤前分子数为N0，烘烤后分子数为N1 。
pV = NkT
3
∆ N = N1 − N 0 =
p1V p0V V p1 p0 − = ( − ) kT1 kT0 k T1 T0
（1）d 可视为分子力程；数量级在 10 为分子直径（有效直径） 。 （2）分子力是电性力，大于万有引力
第五节 范德瓦耳斯气体的压强
1873 年，范德瓦尔斯方程。 理想气体：T 较高，p 较小。真实气体：T 较低，p 较大。 问题：考虑分子体积和分子间引力。 研究方法： 1、 2、 3、 实验—规律(经验公式)—准确性高但应用范围狭窄 建立模型—统计运算—统计规律—应用范围广，但准确性 两者结合，互相修正、补充
∑v
i =1
N
2 ix
m0 N 2 F N 2 N = vix = ⋅ m0 ∑ vix / N = nm0 vx 2 压强 P = ∑ l2l3 l1l2l3 i =1 l1l2l3 i =1
N （单位体积内分子数） 分子数密度 n = l1l2l3
2 v x = ∑ vix /N 2 i =1 N
p=
RT − ∆p Vm − b
∆p ——气体的内压强
∆p =（单位时间内与单位面积器壁相碰的分子数） × 2∆k
△k表示分子进入气体界面层时由于受到指向气体内部的平均拉 力作用所产生的平均动量减少量。
Q ∆k ∝ n
1 ∆ p ∝ n ∝ ∴ 2 得 Vm
2
∆p =
a 2 Vm
a 由气体的性质决定。
例：容积11.2L真空系统抽到1.0×10-5mmHg真空。经300℃烘 烤释放吸附气体。烘烤后压强增为1.0×10-2mmHg，问器壁原 来吸附了多少个气体分子。 解：设烘烤前分子数为N0，烘烤后分子数为N1 。
pV = NkT
3
∆ N = N1 − N 0 =
p1V p0V V p1 p0 − = ( − ) kT1 kT0 k T1 T0
热力学第二章 理想气体性质
1
t2
t2
t1
(3)定值比热
CV ,m i R 2 C P ,m i 1 R 2
i 取值：单原子：3； 双原子： 5； 多原 子：7
一.比热力学能
d u=cvdt
1. cv const
理想气体、任何过程
u cv t
2. cv 为真实比热
3. cv 为平均比热
h是状态量,
h f (T , p )
h h dh ( ) p dT ( )T dp T p
h h q ( ) p dT [( )T v ]dp T p
定压状态下,dq=u，
由定义知：
h q p ( ) p dT T q p h Cp ( ) ( )v dT T
dT p2 s s2 s1 1 c p Rg ln T p1
2
s 1
2
2 dv dp cp 1 cv v p
s s2 s1 c p ln
T2 p Rg ln 2 T1 p1
v2 p2 s c p ln cv ln v1 p1
t2
1
u cv dt
T1
T2
u cv t (T2 T1 ) cv 0 t2 cv 0 t1
4. 查T-u表, 附表4 (零点规定: 0K, u=0, h=0 )
t2
t2
u u2 u1
二. 比焓
dh c p dT
利息气体、任何过程
1. c p const
1kg 工质温度
物理意义：表示在 p 一定时, 升高 1K ，焓的增加量 所以当作状态量 ；
说明： 1、对于cv、cp因为过程定容、定压,
t2
t2
t1
(3)定值比热
CV ,m i R 2 C P ,m i 1 R 2
i 取值：单原子：3； 双原子： 5； 多原 子：7
一.比热力学能
d u=cvdt
1. cv const
理想气体、任何过程
u cv t
2. cv 为真实比热
3. cv 为平均比热
h是状态量,
h f (T , p )
h h dh ( ) p dT ( )T dp T p
h h q ( ) p dT [( )T v ]dp T p
定压状态下,dq=u，
由定义知：
h q p ( ) p dT T q p h Cp ( ) ( )v dT T
dT p2 s s2 s1 1 c p Rg ln T p1
2
s 1
2
2 dv dp cp 1 cv v p
s s2 s1 c p ln
T2 p Rg ln 2 T1 p1
v2 p2 s c p ln cv ln v1 p1
t2
1
u cv dt
T1
T2
u cv t (T2 T1 ) cv 0 t2 cv 0 t1
4. 查T-u表, 附表4 (零点规定: 0K, u=0, h=0 )
t2
t2
u u2 u1
二. 比焓
dh c p dT
利息气体、任何过程
1. c p const
1kg 工质温度
物理意义：表示在 p 一定时, 升高 1K ，焓的增加量 所以当作状态量 ；
说明： 1、对于cv、cp因为过程定容、定压,
热学第二版课后习题答案
热学第二版课后习题答案热学第二版课后习题答案热学是物理学中的一门重要学科，研究热量的传递、热力学规律以及热力学系统的性质等。
在学习热学的过程中，课后习题是检验学生对知识掌握程度的重要手段。
下面将为大家提供热学第二版课后习题的答案。
第一章：热力学基础1. 什么是热力学第一定律？它的数学表达式是什么？热力学第一定律是能量守恒定律的推广，它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒。
数学表达式为ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
2. 什么是热容？如何计算物体的热容？热容是物体吸收或释放单位温度变化时所需的热量。
计算物体的热容可以使用公式C = Q/ΔT，其中C表示热容，Q表示吸收或释放的热量，ΔT表示温度变化。
3. 什么是等容过程？等容过程的特点是什么？等容过程是指在恒定体积条件下进行的热力学过程。
在等容过程中，系统对外界做功为零，因为体积不变。
等容过程的特点是内能变化等于吸收的热量，即ΔU = Q。
第二章：理想气体的热力学性质1. 理想气体的状态方程是什么？它的含义是什么？理想气体的状态方程是PV = nRT，其中P表示气体的压强，V表示气体的体积，n表示气体的物质量，R表示气体常数，T表示气体的温度。
这个方程表示了理想气体的状态与其压强、体积、物质量和温度之间的关系。
2. 理想气体的内能与温度有何关系？理想气体的内能与温度成正比，即U ∝ T。
当温度升高时，理想气体的内能也会增加。
3. 理想气体的等温过程与绝热过程有何区别？等温过程是指在恒定温度条件下进行的热力学过程，绝热过程是指在没有热量交换的情况下进行的热力学过程。
在等温过程中，气体的温度保持不变，而在绝热过程中，气体的内能保持不变。
第三章：热力学第二定律1. 热力学第二定律的表述是什么？它有哪些等效表述？热力学第二定律的表述是热量不会自发地从低温物体传递到高温物体。
它有三个等效表述：卡诺定理、克劳修斯不等式和熵增原理。
第二章-热力学第一定律-3
定义:
r H r H m ξ
2.7.3a
B
为摩尔反应焓。代入上式，
所以有： r H m
ν
B
H m (B)
2.7.4
因为对于同一个反应，不同写法的方程，νB 的值不同。所以 同一个反应，不同写法的方程，ΔrHm也不同。所以，谈到ΔrHm 时，不但要指明针对的反应，还应当指出方程式的具体形式。 3. 标准摩尔反应焓 （1）标准态 气体：任意温度T，标准压力pɵ=100 kPa下表现出理想气体性质 的纯气体状态。 液体或固体 ：任意温度T，压力为标准压力pɵ=100 kPa的纯 液体或纯固体状态。
B H H
H 比相变焓为 h m
H H H
H H m n
说明：
H m Qp,m （1）
（恒压且无非体积功）
（常压下数据可查得） （2） H m f（T）
（3） H m - H m
T1 T2
H n C p,m dT nC p,m T2 - T1） （
T1
T2
§2.6 相变焓
相: 系统内物理性质、化学性质完全相同的均匀部分。
相与相之间在指定条件下有明显的界面，在界面上宏观性质 的改变是飞跃式的。
气体：不论有多少种气体混合，只有一个气相。 液体：按其互溶程度可以组成一相、两相或三相共存。 固体：一般有一种固体便有一个相。两种固体粉末无论混合 得多么均匀，仍是两个相（固体溶液除外，它是单相） 例如：某种固体盐与其饱和水溶液及水蒸气共存，系统共有 气、液、固三相。 相变：物质不同相态之间的转变。如蒸发、升华、熔化 和晶型 转变等。
总结： vapHm(T2) = H1+ H2+ H3 = vapHm(T1)+ {Cp,m(H2O,g) – Cp,m(H2O,l)} T = vapHm(T1) + Cp,m T T2 一般情况：
工程热力学必须掌握的内容资料重点
工程热力学
各章重点内容
第一章 基本概念
❖ 热力系分类 ❖ 状态参数的特性 ❖ 平衡状态
❖ 准静态过程与可逆过程的关系 ❖ 热量与功 ❖ 正向循环（动力循环），热效率 ❖ 逆向循环（制冷循环或热泵循环），制冷系数，制热系数
第二章 气体的热力性质
1、理想气体的基本假设
气体分子是弹性的、不占有体积的质点 除碰撞外分子间无相互作用力
1 T1 1
T2
2,c
T1 T1 T2
1 1 T2
T1
逆卡诺循环的性能系数只决定于热源温度T1 和冷源温度T2，它随T1的降低及T2的提高而 增大。
逆卡诺循环的制冷系数可能大于、等于或小 于1；其供热系数总是大于1；二者之间的关 系是： 2,c 1 1,c
三、卡诺定理 定理1：所有工作于同温热源与同温冷源之间
理想气体混合气体单位质量的热力学能：
n
u giui i1
理想气体混合气体单位质量的热力学能，不仅取决 于温度，还与各组成气体的质量成分有关系。
6、开口系统稳态稳流能量方程
q
h
1 2
c 2
gz
ws
wt
q h wt
➢
对于可逆过程：
wt
2
vdp
1
一般计算公式
7、理想气体焓变化
理想气体混合气体单位质量的焓：
n
h gihi i 1
理想气体混合气体单位质量的焓，不仅取决于温度， 还与各组成气体的质量成分有关系。
8、理想气体的熵方程
2
s 1 ds
cV
ln
T2 T1
R ln
v2 v1
cp
ln
T2 T1
R ln
各章重点内容
第一章 基本概念
❖ 热力系分类 ❖ 状态参数的特性 ❖ 平衡状态
❖ 准静态过程与可逆过程的关系 ❖ 热量与功 ❖ 正向循环（动力循环），热效率 ❖ 逆向循环（制冷循环或热泵循环），制冷系数，制热系数
第二章 气体的热力性质
1、理想气体的基本假设
气体分子是弹性的、不占有体积的质点 除碰撞外分子间无相互作用力
1 T1 1
T2
2,c
T1 T1 T2
1 1 T2
T1
逆卡诺循环的性能系数只决定于热源温度T1 和冷源温度T2，它随T1的降低及T2的提高而 增大。
逆卡诺循环的制冷系数可能大于、等于或小 于1；其供热系数总是大于1；二者之间的关 系是： 2,c 1 1,c
三、卡诺定理 定理1：所有工作于同温热源与同温冷源之间
理想气体混合气体单位质量的热力学能：
n
u giui i1
理想气体混合气体单位质量的热力学能，不仅取决 于温度，还与各组成气体的质量成分有关系。
6、开口系统稳态稳流能量方程
q
h
1 2
c 2
gz
ws
wt
q h wt
➢
对于可逆过程：
wt
2
vdp
1
一般计算公式
7、理想气体焓变化
理想气体混合气体单位质量的焓：
n
h gihi i 1
理想气体混合气体单位质量的焓，不仅取决于温度， 还与各组成气体的质量成分有关系。
8、理想气体的熵方程
2
s 1 ds
cV
ln
T2 T1
R ln
v2 v1
cp
ln
T2 T1
R ln
工程热力学第二章
n
i
i
混合气体的折合气体常数
R R = eq Meq R nR ∑ni Mi R ∑mR i i i = 0= 0= = m m m m n = ∑gi R i
五、分压力的确定
piV = ni R T pi ni 0 = = xi 或 pi = xi p = ri p pV = nR T p n 0
混 合 气 体 第i种组成气体 相对成分
m mi
n ni
V Vi
相对成分= 相对成分=
分 总
量 量
质量分数：
摩尔分数：
体积分数：
m gi = i , m ni xi = , n V r= i, i V
∑g =1
i
∑x =1
i
∑r =1
i
Vi为分体积
gi、xi、ri的转算关系
V ni i = ⇒xi = r i V n
=q02-q01
= ∫ cdt − ∫ cdt
0 0 t2 t1
= c 0 ⋅ t2 − c 0 ⋅ t1
t2 t1
c 0 , c 0 表示温度自 °C到t1和0°C到t2的平均比热容. 0
t2 t1
q ct = 1 t2 −t1
t2
∫ = ∫ =
t
t2
t1
cdt
t2
t2 −t1
0 t1
cdt + ∫ cdt
通用气体常数不仅与气体状态无关，与气 体的种类也无关 R =8.314J /(mol ⋅ K)
0
气体常数与通用气体常数的关系：
m pV = nR T = R T 0 0 M pV = mR T
R0 R= 或 R0 = M R M
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存在，并且具有与混合气体相同的温度
及容积时的压力。即
pi
mi RiT V
Pa
２道尔顿（Dalton）分压定律
混合气体的总压力p，等于各组成气体 分压力pi之和。即∑pi=p
二、混合气体分容积和阿密盖特分容积 定律
• １分容积（Partial Volume）
• 分容积是假定混合气体中组成气体单独
存在，并且具有与混合气体相同的温度
RmT
8.3143 293.15
3） m
pVM
(1000 760
1) 1.013105 1.0 28
2658kg
RmT
8.3143 293.15
4） m
pVM
(1000 1) 1.013105 1.0 28 760
2.658kg
RmT
8.31431000 293.15
同的物理量。
理想气体定容比热和定压比热的关系
• 对于理想气体，迈耶方程成立，即
• cp =cv+R
……①
• 若定义比热比(又称绝热指数)k=cP/cv ，
可以得到：
cp
kR k 1
与cv
R k 1
②
注意：①式比②式更为准确，因为ｋ
值往往不易准确确定。
常见工质的cv和cp的数值
0oC时： cv,air= 0.716 kJ/kg.K cp,air= 1.004 kJ/kg.K cv,O2= 0.655 kJ/kg.K cp,O2= 0.915 kJ/kg.K 1000oC时： cv,air= 0.804 kJ/kg.K cp,air= 1.091 kJ/kg.K cv,O2= 0.775 kJ/kg.K cp,O2= 1.035 kJ/kg.K
学反应、组成不变，且由理想气体组成 的均匀气体混合物。 • ２研究方法 • 此类混合气体的性质可以由描述各组成 分相对含量大小的参数确定其各个性质 参数的平均值（指广延性参数），再按 照纯物质进行分析。
一、混合气体分压力和道尔顿分压定律
• １分压力（Partial Pressure）
• 分压力是假定混合气体中组成气体单独
２用途
• 理想气体状况方程可用于
• ⑴已知两个基本状态参数确定第三个 未知基本状态参数；
• ⑵任意两个状态之间的未知基本状态 参数的计算。
三、举例
• 1检查下面计算方法有哪些错误？如何改正？
• 已知某压缩空气储罐容积为900L，充气前罐内空 气温度为30℃，压力为0.5MPa；充气后罐内空气 温度为50℃，压力表读数为2MPa。充入储气罐 的空气质量为：
• 在热工计算中常用的是定容过程和定压
过程中的比热。它们相应地称为定容比
热和定压比热。
• cv、cv＇、Mcv • ｃp、cp＇、Mcp
cv
qv
dT
cp
q p
dT
注意：
• ⑴只有气体才谈得上定容比热和定压 比热，而固体和液体在各种过程的比 热几乎相等。
• ⑵定容比热和定压比热是状态参数。 • ⑶定容比热和容积比热是两个截然不
• 质量比热c J/kgK； • 容积比热c’ J/ｍ3K 这里m３指标准立 • 摩尔比热 Mc J/kmolK。 方米，即Nm３ • 换算关系
c
Mc 22.4
c0
这里ρ0指标准状态
时气体的密度
３热量的计算
⑴可逆过程
2
q 1 Tds
J kg;Q
2
TdS
1
J
⑵借助于比热（任何过程）
运动自由度
• 定值定容比热
cv
i 2
R
Mcv
i 2
R0
• 定值定压比热
i2
i2
cp 2 R Mcp 2 R0
其注中意单：原子适气用体条ｉ件=为3；理双想原气子体气且体(温如度空变气、 氧化气范)ｉ围=小5；。多计原算子较气为体简(如单Ｃ但Ｏ精2)ｉ度=较7。 低．
２真实比热
• 理想气体的比热实际是温度的函数， 相应于每一温度下的比热值称为真实 比热。
• 实验表明各种理想气体比热可表示为 温度的函数多项式即
cp,m a0 a1T a2T 2 a3T 4 cv,m a0 a1T a2T 2 a3T 4
若要确定定容摩尔比热与温度的关系 式，可利用Ｍｃｐ ＝ＭｃＶ＋Ｒ０确定。
Mcv Mc p R0
a0 R0 a1T a2T 2 a3T 4
由比热的定义，可以得到：
2
Q m cdT
J m
kg工质
1
2
Q V0 1 cdT
J V0
Nm3工质
Q
n
2
1
Mc
dT
J n
k mol工质
二.定容比热及定压比热
• 由于比热是过程量，计算热量时，首先 要确定某一特定过程的比热大小。
及压力时的容积。即
Vi
mi RiT p
m3
２阿密盖特（Amagat）分容积定律
混合气体的总容积 V ，等于各组成气体 分容积 Vi 之和。即∑Vi=V
• ３分压力与分容积间的关系
•由
pi
mi RiT V
Pa
Vi
mi RiT p
m3
得：
piV pVi mi RiT
三、混合气体的成分表示方法及换算
• 混合气体中各组成气体的含量与混合 气体总量的比值，为混合气体的成分。
• (1)用平均比热表数据计算； • (2)用理想气体理论定摩尔比热计算； • (3)比较(1)和(2)的结果。
第三节 混合气体的性质
• 工程上所遇到的气体，通常不是单一 成分的气体，而是由多种性质不同的 气体组成的混合物。
• 例和如微空量气的是稀由有气N2体、所O2组、成CO；2、H2O（g） • 气体燃料同样是由多种可燃成分组成
3、热功转换设备、工作原理 4、化学热力学基础
工程热力学的两大类工质
1、理想气体（ ideal gas）
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 主的燃气、空调中的湿空气等
2、实际气体（ real gas）
不能用简单的式子描述，真实工质 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中 制冷工质等
第一节 理想气体状态方程
利用平均比热计算热量：
q t2 cdt t2 cdt t1 cdt
t1
0
0
q
cm
tt2
02
cm
tt1
01
• 教材Ｐ３１表２－６给出了气体在理想气 体状态下的平均定压质量比热ｃPm│t0 的数 值
⑴适用条件为理想气体，计算既较 为简单而且精度也较高。
⑵其数值并非某一温度下的比热值。
注意：适用条件为理想气体。计算较 为繁琐但精度较高。
３平均比热
• 为提高计算的精确度，同时又比较简 单，可使用平均比热。
• 由比热定义知
q
2
1 cdT cm
t2 t1
2
dt
1
因而可得到平均比热：
2
c t2 p,m t1
1 cpdt t2 t1
2
cv,m
t2
t1
1 cvdt t2 t1
• １定义 • 比热(Specific Heat)在热力学中定义为
单位物质量的工质温度升高或降低１K 所需吸收或放出的热量。即
c q
dT
比热容是过程量还是状态量?
T 1K
(1) (2)
C q
dt
c1
c2
s
定容比热容
用的最多的某些特定过程的比热容 定压比热容
２单位
• 比热的单位取决于热量和物质量的单位。
m
m2
m1
p2V RT2
p1V RT1
2900 0.5900 g
831450 831430
• 2求p=0.5MPa，t=170℃时，N2的比容和密 度。
• 3鼓风机向锅炉炉膛输送空气，在t=300℃， pg=15.2kPa时流量为1.02×105m3/h，锅炉 房大气压力B=101kPa，求鼓风机每小时输 送的标准状态风量。
第二章 理想气体的 性质
引言
• 工质应具备： • 最佳的膨胀性；最佳的压力；最高
的比热量。 • 工程实际中常用的工质有蒸汽动力
装置的水蒸汽、致冷装置的致冷剂 （氨、Ｒ12、Ｒ22等）、空调系统的 空气以及燃气灶具的可燃气体（如 天然气、煤制气等）。
工程热力学的研究内容
1、能量转换的基本定律
2、工质的基本性质与热力过程
• １理想气体状态方程式的四种形式：
• １kg工质 • mkg工质 • １kmol工质 • nkmol工质
pv＝RT pV＝mRT pVM＝R0T pV＝nR0T
注意：
• ①气体常数R和摩尔气体常数R0
• Ｒ0＝8314(J/kmolK)＝8.314(J/molK) 是常数，与气体种类和气体状态均无关。 R R0 J kgK M Ｒ与气体状态无关，但与气体种类有关。
• 一、理想气体与实际气体 • １理想气体 • ２实际气体作为理想气体处理的判据 • ３实际意义 • 二、理想气体状态方程 • １理想气体状态方程的四种形式： • ２用途 • 三、举例
一、理想气体与实际气体
• １理想气体（Ideal Gas）
• 理想气体分子是一些弹性的、不占有体
积的质点，分子之间没有作用力。