工质的热力性质 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/12/23 21:29:55星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

第三章 工质的热力性质 3.1 理想气体的热力性质

3.1.1 理想气体及其状态方程

1. 理想气体与实际气体

热机的工质通常采用气态物质:气体或蒸气。 气体:远离液态,不易液化。 蒸气:离液态较近,容易液化。

理想气体:一种经过科学抽象的假想气体。

理想气体的特征: (1) 理想气体分子的体积忽略不计; (2)理想气体分子之间无作用力 (3)理想气体分子之间以及分子与容器壁的碰撞都是弹性碰撞。

理想气体在自然界并不存在,但常温下,压力不超过5 MPa,的O2、N2、H2、CO等实际气体及其混合物都可以近似为理想气体。另外,大气或燃气中少量的分压力很低的水蒸气也可作为理想气体处理。

2. 理想气体状态方程式

Pv=RgT

又称克拉贝龙方程式 。Rg为气体常数,单位为J/(kg·K),其数值取决于气体的种类,与气体状态无关。

对质量为m 的理想气体,

pV=mRgT

物质的量:n ,单位: mol(摩尔)。

摩尔质量: M ,1 mol物质的质量,kg/mol。 物质的量与摩尔质量的关系:

n=

摩尔质量与气体的相对分子量之间的关系: 1 kmol物质的质量数值与气体的相对分子质量的数值相同。

=32.0010kg/mol =28.0210kg/mol

=28.9610kg/mol

摩尔体积: Vm ,1 mol物质的体积, m3/mol。 pVm=MRgT Vm=Mv

-3-3-3

令R=MRg , 则得

pVm=RT

R 称为摩尔气体常数。

根据阿佛伽德罗定律,同温、同压下任何气体的摩尔体积Vm都相等,所以任何气体的摩尔气体常数R都等于常数,并且与气体所处的具体状态无关。R=8.314 J/(mol·K)

气体常数Rg 与摩尔气体常数的关系:

Rg=

由式 pV=mRgT

M=nM , Rg=

可得物质的量为 n 的理想气体的状态方程式

pV=nRT

3.1.2 理想气体的比热容

1. 热容 定义:

物体温度升高1K(或1℃)所需要的热量称为该物体的热容量,简称热容。

C==

物体热容量的大小与物体的种类及其质量有关,此外还与过程有关,因为热量是过程量,如果物体初、终态相同而经历的过程不同,则吸入或放出的热量就不同。

(1)比热容(质量热容) :

单位质量物质的热容,c ,J/(kg·K)。

c==

(2) 摩尔热容

1 mol物质的热容,Cm,J/(mol· K)。

Cm=Mc