[工学]工程热力学第三章上
37页1、第三章 气体的热力性质和热力过程,31 理想气体的概念,理想气体指分子间没有相互作用力、分子是不具有体积的弹性质点的假想气体 实际气体是真实气体,在工程使用范围内离液态较近,分子间作用力及分子本身体积不可忽略,热力性质复杂,工程计算主要靠图表 理想气体是实际气体p0的极限情况。,理想气体与实际气体,提出理想气体概念的意义 简化了物理模型,不仅可以定性分析气体某些热现象,而且可定量导出状态参数间存在的简单函数关系 在常温、常压下H2、O2、N2、CO2、CO、He及空气、燃气、烟气等均可作为理想气体处理,误差不超过百分之几。因此理想气体的提出具有重要的实用意义。,32 理想气体状态方程式和摩尔气 体常数,理想气体的状态方程式,Rg为气体常数(单位J/kgK),与气体所处的状态无关,随气体的种类不同而异,理想气体在任一平衡状态时p、v、T之间关系的方程式即理想气体状态方程式,或称克拉贝龙(Clapeyron)方程。,通用气体常数 (也叫摩尔气体常数)R,通用气体常数不仅与气体状态无关,与气体的种类也无关,气体常数之所以随气体种类不同而不同,是因为在同温、同压下,不同气体的比容是不同的。如果
2、单位物量不用质量而用摩尔,则由阿伏伽德罗定律可知,在同温、同压下不同气体的摩尔体积是相同的,因此得到通用气体常数 R 表示的状态方程式:,气体常数与通用气体常数的关系:,M 为气体的摩尔质量,不同物量下理想气体的状态方程式,m kg 理想气体,1 kg 理想气体,n mol 理想气体,1 mol 理想气体,33 理想混合气体,理想气体混合物中各组元气体均为理想气体,因而混合物的分子都不占体积,分子之间也无相互作用力。因此混合物必遵循理想气体方程,并具有理想气体的一切特性。,1、混和气体的成分,混合气体成分的几种表示方法:,体积分数:,Vi为分体积,质量分数:,摩尔分数:,wi、xi、i的转算关系,2 混合气体平均摩尔质量,混合气体的气体常数,3、分压力定律和分体积定律,分压力及分体积,在与混合物温度相同的情况下,每一种组成气体都独自占据体积V时,组成气体的压力称为分压力。用pi表示。,各组成气体都处于与混合物温度、压力相同的情况下,各自单独占据的体积称为分体积。用Vi表示。,分压力定律,混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和,称为道尔顿(Dalton)分压定律,分体积定律,理想气体混
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