清華大學(xué)熱工基礎(chǔ)課件工程熱力學(xué)加傳熱學(xué)4第三章-全文預(yù)覽
【正文】 量 因?yàn)?dv = 0， 所以 膨脹功 為零 ， 即 21d0w p v???技術(shù)功 2121 d ( )tw v p v p p? ? ? ??熱量 qu??36 （ 2）定壓過程 氣體壓力保持不變的過程 。 32 2． 理想氣體的基本熱力過程 （ 1）定容過程： 氣體比體積保持不變的過程 。 34 理想氣體的熱力過程 1． 熱力過程的研究目的與方法 （ 1） 目的 ： 了解外部條件對(duì)熱能與機(jī)械能之間相互轉(zhuǎn)換的影響，以便合理地安排熱力過程，提高熱能和機(jī)械能轉(zhuǎn)換效率。 （ 1） 成分的分類 1） 質(zhì)量分?jǐn)?shù) ：某組元的質(zhì)量與混合氣體總質(zhì)量的比值稱為該組元的質(zhì)量分?jǐn)?shù) 。 用 pi 表示 。 （ 2） 雖然 以上各式是根據(jù)理想氣體可逆過程的熱力學(xué)第一定律表達(dá)式導(dǎo)出 ， 但適用于計(jì)算理想氣體在任何過程中的熵的變化 。 19 3. 理想氣體的熱力學(xué)能 ， 焓和熵 （ 1）理想氣體的熱力學(xué)能與焓 理想氣體的熱力學(xué)能與焓都是溫度的單值函數(shù) 。 （ 2） 真實(shí)比熱容與平均比熱容 真實(shí)比熱容： 230 1 2 3pc a a T a T a T? ? ? ?230 1 2 3Vc a a T a T a T?? ? ? ?，聯(lián)立式 gpVc c R??g1pcR????得 16 平均比熱容： ? ?2 2111 2 2 1dt tttq c t c t t? ? ? ??221 1122 1 2 11dttt tqc c tt t t t????? ?21ttc稱為工質(zhì)在 t1 ~ t2溫度范圍內(nèi)的 平均比熱容 ? ?2100211ddttc t c ttt??? ??210 2 0 1||ttc t c t? ? ? ?17 0tc為工質(zhì)在 0 ℃ ~ t 溫度范圍內(nèi)的 平均比熱容 。 mC M c??（ 3） 比定容熱容 dVVqcT??（ 1） 比熱容 （ 質(zhì)量熱容 ） ： 單位質(zhì)量物質(zhì)的熱容 ， c ， J/(kg ddCTt???? 物體熱容量的大小與物體的種類及其數(shù)量有關(guān) ， 此外還與過程有關(guān) ， 因?yàn)闊崃渴沁^程量 。 根據(jù) 阿佛伽德羅定律 ， 同溫 、 同壓下任何氣體的摩爾體積 Vm都相等 ， 所以任何氣體的 摩爾氣體常數(shù) R都等于常數(shù) ， 并且與氣體所處的具體狀態(tài)無關(guān) 。 摩爾質(zhì)量 ： M ， 1 mol物質(zhì)的質(zhì)量 ， kg/mol。 4 2. 理想氣體狀態(tài)方程式 gp v R T?又稱 克拉貝龍方程式 。 蒸氣 ：離液態(tài)較近，容易液化。因此，研究理想氣體的性質(zhì)具有重要的工程實(shí)用價(jià)值。但是，在工程上的許多情況下，氣體工質(zhì)的性質(zhì)接近于理想氣體。 氣體 ：遠(yuǎn)離液態(tài)，不易液化。另外 ， 大氣或燃?xì)庵猩倭康姆謮毫艿偷乃魵庖部勺鳛槔硐霘怏w處理 。 對(duì)于質(zhì)量為 m 的理想氣體， gpV mR T?物質(zhì)的量 ： n ， 單位： mol（ 摩爾 ） 。 3= 10 kg/ m olM ?空氣摩爾質(zhì)量 與氣體的 相對(duì)分子量 之間的關(guān)系： 6 mgp V M R T?mV M v??令 gR M R?，則得 mp V R T?R 稱為 摩爾氣體常數(shù) 。 7 氣體常數(shù) Rg 與 摩爾氣體常數(shù)的關(guān)系： gRRM?,m n M?可得 物質(zhì)的量 為 n 的理想氣體的狀態(tài)方程式 p V n R T?由式 ,gp V mR T?gRRM?8 32 理想氣體的熱容、熱力學(xué)能、焓和熵 1. 熱容 定義 ： 物體溫度升高 1K（ 或 1℃ ） 所需要的熱量稱為該物體的 熱容量 ， 簡(jiǎn)稱 熱容 。 K)。 由式 dVVVqucTT?? ???? ?????可得 ddVucT?14 由式 dpppq hcTT? ????? ?????可得 ddphcT?理想氣體的 cp與 cV之間的關(guān)系： d d ( )dph u p vcT d T???d ( )dddgRTuTT?? = cV + Rg 上式兩邊乘以摩爾質(zhì)量 M， 得 gpVc c R??即 Cp,m – CV, m = R 摩爾定壓熱容 摩爾定容熱容 邁耶公式 15 比熱容比 ： pVcc? ?11VgcR??? 理想氣體的 u 和 h 是溫度的單值函數(shù)，所以理想氣體的 cV 和 cp 也是溫度的單值函數(shù)。 對(duì)于單原子氣體，在相當(dāng)大的溫度范圍內(nèi)，表中所列的定值摩爾熱容數(shù)值與實(shí)際熱容非常吻合；
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