【正文】 ? ? 00121 1 2 211211nn innin iRRR rrr rM r M r M r MR R R R?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? 分壓力的確定 iiiVp p r pV?? ii i i iiiRMp g p g p g pMR??? ? ? 混合氣體的比熱容 ：12 1nn n i iic g g c g c?? ? ? ?12c + g c + 混合氣體的容積比熱容：12 139。 39。 39。nn n i iic r r c r c?? ? ? ?12c 39。 + r c 39。 + 混合氣體的摩爾比熱容 ：11nni i i i iiiM c M g c x M c?????? 混合氣體的熱力學(xué)能、焓和熵 1niiUU??? 或 1niiiU mu??? 1niiHH??? 或 1niiiH mh??? 1niiSS??? 或 1niiiS ms??? 范德瓦爾 (Van der Waals)方程 ? ?2ap v b R Tv??? ? ????? 10 對于 1kmol 實際氣體 ? ?02 MMap V b R TV??? ? ????? 壓縮因子： idv pvz v RT?? 對比參數(shù)： r cTT T?， r cpp p?， r cvv v? 常用氣體在理想狀態(tài)下的定壓摩爾比熱與溫度的關(guān)系 231 2 3 ( /( ) )poM c a a T a T a T k J k m ol k? ? ? ? 氣體 分子式 0a 31 10a? 62 10a? 93 10a? 溫度范圍 （ K） 最大誤差 % 空氣 氫 H 273~1800 273~1800 氧 O2 273~1800 氮 N2 273~1800 一氧化碳 CO 273~1800 二氧化碳 CO2 273~1800 水蒸氣 H2O 273~1800 乙烯 C2H2 298~1500 丙烯 C3H4 298~1500 甲烷 CH4 273~1500 乙烷 C2H6 298~1500 丙烷 C3H8 298~1500 幾種氣體在理想氣體狀態(tài)下的平均定壓質(zhì)量比熱容 t(℃ ) O2 N2 H2 CO 空氣 CO2 H2O 0 100 200 300 400 11 500 600 700 800 900 1000 1100 1200 1300 1400 1500 1600 1700 1800 1900 2020 2100 2200 2300 2400 2500 密度ρ（ kg/m3) 幾種氣體的臨界參數(shù)和范德瓦爾常數(shù) 物質(zhì)名稱 cT （ K） cp （ MPa） 310a? (） 310b? （ m3/kmol） He H2 N2 O2 CO2 NH3 H2O CH4 CO 幾種氣體的臨界壓縮因子 12 物質(zhì) He H2 N2 O2 CO2 NH3 H2O CO CH4 cz 圖 25 通用壓縮因子圖 第三章 熱力學(xué)第一定律 熱力學(xué)第一定律 :能量既不能被創(chuàng)造，也不能被消滅，它只能從一種形式轉(zhuǎn)換成另一種形式，或從一個系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到另一個系統(tǒng)，而其總量保持恒定，這一自然界普遍規(guī)律稱為能量守恒與轉(zhuǎn)換定律。把這一定律應(yīng)用于伴有熱現(xiàn)象的能量和轉(zhuǎn)移過程，即為熱力學(xué)第一定律。 第一類永動機(jī) ：不消耗任何能量而能連續(xù)不斷作功的循環(huán)發(fā)動機(jī)，稱為第一類永動機(jī)。 熱力學(xué)能 ：熱力系處于宏觀靜止?fàn)顟B(tài)時系統(tǒng)內(nèi)所有微觀粒子所 具有的能量之和。 外儲存能 ：也是系統(tǒng)儲存能的一部分，取決于系統(tǒng)工質(zhì)與外力場的相互作用（如重力位能）及以外界為參考坐標(biāo)的系統(tǒng)宏觀運動所具有的能量（宏觀動能）。這兩種能量統(tǒng)稱為外儲存能。 軸功 ：系統(tǒng)通過機(jī)械軸與外界傳遞的機(jī)械功稱為軸功。 流動功（或推動功） ：當(dāng)工質(zhì)在流進(jìn)和流出控制體界面時，后面的流體推開前面的流體而前進(jìn)，這樣后面的流體對前面的流體必須作推動功。因此，流動功是為維持流體通過控制體界面而傳遞的機(jī)械功，它是維持流體正常流動所必須傳遞的能量。 13 焓 ：流動工質(zhì)向流動前方傳遞的總能量中取決于熱力狀態(tài)的那部分能 量。對于流動工質(zhì)，焓 =內(nèi)能 +流動功，即焓具有能量意義；對于不流動工質(zhì)，焓只是一個復(fù)合狀態(tài)參數(shù)。 穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況 ：工質(zhì)以恒定的流量連續(xù)不斷地進(jìn)出系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)部及界面上各點工質(zhì)的狀態(tài)參數(shù)和宏觀運動參數(shù)都保持一定，不隨時間變化，稱穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況。 技術(shù)功 ：在熱力過程中可被直接利用來作功的能量，稱為技術(shù)功。 動力機(jī) ：動力機(jī)是利用工質(zhì)在機(jī)器中膨脹獲得機(jī)械功的設(shè)備。 壓氣機(jī) ：消耗軸功使氣體壓縮以升高其壓力的設(shè)備稱為壓氣機(jī)。 節(jié)流 ：流體在管道內(nèi)流動，遇到突然變窄的斷面，由于存在阻力使流體壓力降低的現(xiàn)象。 外儲存 能 ： 1． 宏觀動能： 221mcEk ? 2． 重力位能： mgzEp ? 式中 g— 重力加速度。 系統(tǒng)總儲存能 ： 1． pk EEUE ??? 或 m g zmcUE ??? 221 2． gzcue ??? 221 3． UE? 或 ue? （沒有宏觀運動，并且高度為零） 熱力 學(xué)能變化 ： 1． dTcdu v? ， ??? 21 dTcu v 適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程 2． )( 12 TTcu v ??? 適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用定值比熱計算） 3．102020 121221 tctcdtcdtcdtcu tvmtvmt vt vtt v ???????? ??? 適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用平均比熱計算） 4．把 ? ?Tfcv ? 的經(jīng)驗公式代入 ??? 21 dTcu v積分。 14 適用于理想氣體一切過程或者實際氣體定容過程（用真實比熱公式計算） 5． ???? ??????ni iini in umUUUUU 1121 ? 由理想氣體組成的混合氣體的熱力學(xué)能等于各組成氣體熱力學(xué)能之和，各組成氣體熱力學(xué)能又可表示為單位質(zhì)量熱力學(xué)能與其質(zhì)量的乘積。 6． ???? 21 pdvqu 適用于任何工質(zhì)，可逆過程。 7． qu?? 適用于任何工質(zhì)，可逆定容過程 8． ??? 21 pdvu 適用于任何工質(zhì)，可逆絕熱過程。 9． 0??U 適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)絕熱、對外不作功的熱力過程等熱力學(xué)能或理想氣體定溫過程。 10． WQU ??? 適用于 mkg 質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過程。 11. wqu ??? 適用于 1kg 質(zhì)量工質(zhì)，開口、閉口，任何工質(zhì)，可逆、不可逆過程 12. pdvqdu ??? 適用于微元，任何工質(zhì)可逆過程 13． pvhu ????? 熱力學(xué)能的變化等于焓的變化與流動功的差值。 焓的變化 ： 1． pVUH ?? 適用于 m 千克工質(zhì) 2． pvuh ?? 適用于 1 千克工質(zhì) 3． ? ?TfRTuh ??? 適用于理想氣體 4． dTcdh p? ， dTchp??? 21 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程 5． )( 12 TTch p ??? 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程，用定值比熱計算 15 6．102020 121221 tctcdtcdtcdtch tpmtpmt pt ptt p ???????? ??? 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程用平均比熱計算 7．把 ? ?Tfcp ? 的經(jīng)驗公式代入 ??? 21 dTch p積分。 適用于理想氣體的一切熱力過程或者實際氣體的定壓過程，用真實比熱公式計算 8． ???? ??????ni iini in hmHHHHH 1121 ? 由理想氣體組成的混合氣體的焓等于各組成氣體焓之和，各組成氣體焓又可表示為單位質(zhì)量焓與其質(zhì)量的乘積。 9．熱力學(xué)第一定律能量方程 CVS dEWmgzChmgzChQ ???????? ????????? ??? ???? 1121122222 2121 適用于任何工質(zhì)，任何熱力過程。 10．swgdzdcqdh ?? ???? 221 適用于任何工質(zhì)，穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流熱力過程 11． swqdh ?? ?? 適用于任何工質(zhì)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。 12． ???? 21 vdpqh 適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。 13． ???? 21vdph 適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流絕熱過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。 14． qh?? 適用于任何工質(zhì)可逆、穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流定壓過程，忽略工質(zhì)動能和位能的變化。 15． 0??h 適用于任何工質(zhì)等焓或理想氣體等溫過程。 熵的變化 ： 1． ??? 21 Tqs ? 適用于任何氣體，可逆過程。 2． gf sss ????? fs? 為熵流，其值可正、可負(fù)或為零； gs? 為熵產(chǎn)，其值恒大于或等于零。 16 3．12lnTTcs v?? （理想氣體、可逆定容過程） 4．12ln TTcs p?? （理想氣體、可逆定壓過程） 5．2112 lnln ppRvvRs ??? （理想氣體、可逆定溫過程） 6． 0??s （定熵過程） 121212121212lnlnlnlnlnlnppcvvcppRTTcvvRTTcsvppv??????? 適用于理想氣體、任何過程 功量 ： 膨脹功（容積功） ： 1． pdvw?? 或 ??21pdvw 適用于任何工質(zhì)、可逆過程 2． 0?w 適用于任何工質(zhì)、可逆定容過程 3． ? ?21w p v v?? 適用于任何工質(zhì)、可逆定壓過程 4．12ln vvRTw? 適用于理想氣體、可逆定溫過程 5． uqw ??? 適用于任何系統(tǒng)，任何工質(zhì)，任何過程。 6． qw? 適用于理想氣體定溫過程。 7． uw ??? 適用于任何氣體絕熱過程。 8． dTCwv??? 21 適用于理想氣體、絕熱過程 17 9． ? ?? ????????????????????????????????kkppkRTTTRkvpvpkuw1121212211111111 適用