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第二章

理想氣體的性質

Properties

of

ideal

gas2

一、

理想氣體狀態方程

(perfect

gas、ideal

gas、permanent

gas)1、理想氣體的基本假設

分子為不占體積的彈性質點除碰撞外分子間無作用力2、為什么要研究理想氣體?

為分析問題方便工程上具有實際意義3、什么樣的氣體可以處理為理想氣體3

二、理想氣體的狀態方程—ideal-gas

equationPam3

kg氣體常數：J/(kg.K)K例

試按理想氣體狀態方程求空氣在表列溫度、壓力條件下的比體積v，并與實測值比較。已知：空氣氣體常數Rg=287.06J/(kg·K)解：R=MRg=8.3145J/(mol.K)幾點說明1、R為理想氣體常數，與氣體性質有關而與狀態無關。2、在某一狀態，P，V，T

中任意兩個狀態確定，第三個參數可由方程確定。3、P，V，T中任意兩個狀態確定，氣體的狀態也就確定。4、單位三、氣體常數與通用氣體常數

1、與物質種類無關2、與狀態無關3、與過程無關標準狀態：小結例題：煤氣表上讀得煤氣消耗量是68.37m3，使用期間煤氣表的平均表壓力是44mmH2O，平均溫度為17℃，大氣平均壓力為751.4mmHg，求：

1）消耗多少標準m3的煤氣；

2）其他條件不變，煤氣壓力降低到30mmH2O，同樣讀數相當于多少標準m3煤氣；

3）其它同1）但平均溫度為30℃，又如何？解：1）由于壓力較底，故煤氣可作理想氣體2）3）強調：氣體p,T改變,容積改變,故以V作物量單位,

必與條件相連。9

§2–2理想氣體的比熱

—specific

heat;

specific

heat

capacity一、定義和分類定義：c與過程有關

c是溫度的函數分類：按物量質量熱容（比熱容）cJ/(kg·K)

(specific

heat

capacity

per

unit

of

mass)

體積熱容

c'

J/（Nm3·K）

(volumetric

specific

heat

capacity)

摩爾熱容

CmJ/（mol·K）

(mole

specific

heat

capacity)注：

Nm3為非法定表示法，標準表示法為“標準m3”

幾點討論1、與氣體所采用的物理單位有關2、與氣體的性質有關3、與氣體的過程性質有關4、與工質所處的狀態有關11

1.

定容比熱定容過程

dv=0二、定容比熱與定壓比熱12

2.

定壓比熱定壓過程

dp=013

3.定容比熱與定壓比熱的關系

邁耶公式（Mayer’s

formula）14

5.討論a)

cp與cV均為溫度函數,但cp–cV恒為常數：Rg

b)(理想氣體)cp恒大于cv15

b與c溫度相同,均為(T+1)K而16

6、理想氣體的比熱比γ

(specific

heat

ratio;

ratio

of

specific

heat

capacity)注：理想氣體可逆絕熱過程的絕熱指數

(adiabatic

exponent;

isentropic

exponent)κ=γ

17

四.利用比熱容計算熱量原理:

對cn作不同的技術處理可得精度不同的熱量計算方法:

1、定值比熱容2、真實比熱容積分3、利用平均比熱表4、利用平均比熱直線18

1.定值比熱容(invariable

specific

heat

capacity)

但多原子誤差更大19

2.利用真實比熱容(true

specific

heat

capacity)積分3.利用平均比熱容表(mean

specific

heat

capacity)T1,

T2均為變量,

制表太繁復

=面積amoda-面積bnodb21

而由此可制作出平均比熱容表22

附:線性插值23

4.平均比熱直線式

令cn=a+bt,則即為區間的平均比熱直線式

1)t的系數已除過2

2)t需用t1+t2代入注意:24

單原子氣體

i=3雙原子氣體

i=5多原子氣體

i=625

三、理想氣體混合物考慮氣體混合物的基本原則：混合氣體的組分都處理想氣體狀態，則混合氣體

也處理想氣體狀態；混合氣體可作為某種假想氣體，其質量和分子數

與組分氣體質量之和及分子數之和相同；即有：即理想氣體混合物可作為Rg混和M混的“某種”理想氣體。

(reduced

gas

constant

of

a

mixture)(reduced

molar

mass

of

a

mixture)

26

四、混合氣體的分壓力定律和分容積定律1.分壓力定律(Dalton

law

of

partial

pressure)

分壓力——組分氣體處在與混合氣體相同容積、相同溫度單獨對壁面的作用力。

27

2、分容積定律(law

of

partial

volume)

分容積——組分氣體處在與混合氣體同溫同壓單獨

占有的體積。28

五、混合氣體成分2.體積分數(volume

fraction

of

a

mixture)3.摩爾分數(mole

fraction

of

a

mixture)1.質量分數(massfractionofamixture)29

4.各成分之間的關系30

6.利用混合物成分求M混和Rg混

a)已知質量分數31

b)已知摩爾分數

例