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1、第二章第二章 理想气体的性质理想气体的性质Chapter 2. Properties of Ideal Gas l l2.1 2.1 理想气体的状态方程理想气体的状态方程理想气体的状态方程理想气体的状态方程 Equation of State for Ideal Gas Equation of State for Ideal Gas l l2.2 2.2 理想气体的比热理想气体的比热理想气体的比热理想气体的比热 Specific Heat of Ideal Gas Specific Heat of Ideal Gasl2.3 混合理想气体的性质混合理想气体的性质 Properties of I
2、deal Gas Mixtures 细祸倾禾磁严权剂勇讥芹诫才侨腻亢安晶译幢契日碍稠质牧渴织晕掖达峙第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas工程热力学的两大类工质工程热力学的两大类工质1、理想气体（理想气体（idealgas）可用简单的式子描述可用简单的式子描述如汽车发动机和航空发动机以空气为主的如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气燃气、空调中、空调中的的湿空气湿空气等等2、实际气体（、实际气体（realgas）不能用简单的式子描述，真实工质不能用简单的式子描述，真实工质如火力发
3、电的如火力发电的水和水蒸气水和水蒸气、制冷空调中、制冷空调中制冷工质制冷工质等等七汹岿心桅忱悉伟班湃她捆筛辐认炬碗器眯秀蝇沪挣称神桐型控硅桩悟喂第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas实际气体的特点实际气体的特点Characteristics of real gases includes:由由大大量量分分子子组组成成( (consists of large quantities of molecular) 分分子子做做无无规规则则运运动动( (molecules take rando
4、m movement continuously) )分分子子间间有有作作用用力力( (interaction force among molecules ) )分子本身有体积分子本身有体积( (the volume of molecules) ) 以上特点决定了实际气体的性质很复杂。罢蒙谭茅宫冕瓣削魂娄袱又复睹征蹭斩剖赊冲涨垂栈淡所钥况饵树秆箔犊第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas1. 两点假设两点假设 (Assumptions) 忽略分子的容积忽略分子的容积 (The volu
5、me of the gas molecule is negligible.)。忽略分子之间的作用力忽略分子之间的作用力 (The interaction forces between molecules are negligible) 3.1 理想气体的状态方程理想气体的状态方程 （Equation of State for Ideal Gas）查侮沽惠体错哲萨菠省版剑仓箱林暑宏繁怕恿使绒狭堡技沥炉季铃剔普腑第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas1.分子之间没有作用力分子之间没有作
6、用力2.分子本身不占容积分子本身不占容积 但是但是,当实际气体当实际气体p很小很小,V很大很大,T不太不太低时低时,即处于即处于远离液态远离液态的的稀薄稀薄状态时状态时,可视为可视为理理想气体想气体。 理想气体理想气体模型模型Modelofideal-gas现实中没有理想气体现实中没有理想气体蔚瓦孺闻渗蒙眉栖喝辣溃偷骡潍医怎奖荷霉糖骄滨疹裹拂胜逛骆醚个踪目第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas哪些气体可当作理想气体哪些气体可当作理想气体T常温常温，p7MPa的的双原子双原子分子分子
7、理想气体理想气体O2,N2,Air,CO,H2如汽车发动机和航空发动机以空气为主的如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃气燃气等等三原子三原子分子（分子（H2O,CO2)一般一般不能不能当作当作理想气体理想气体特殊可以，如空调的特殊可以，如空调的湿空气湿空气，高温烟气的，高温烟气的CO2裕啸譬完例粘骗纯家贱职昌歇平坤迹潮缎坪壳环忍郎抡脑铁矮犁诸固乃灸第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas2.理想气体状态方程式理想气体状态方程式Equation of state for ideal
8、gas (1). For 1 1kg working gas, Pv=RTP:绝对压力绝对压力( (absolute pressure ) )，Pa。v: :比容比容 (specific volume ), m3/kg。T：热力学温度：热力学温度(Kelvin Temperature ),K。uR：气体常数：气体常数(Gas constant) 与气体的种类有关与气体的种类有关。(2) For m kg working gas, mPv=mRT or PV=mRT 死渠吗恃翼胖搪垫蛾荤位展魁隋泥症劲矩华针返哈疹芋确坐洽们懒俏儿撞第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIde
9、alGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas 摩尔质量(molar mass): the the mass mass of of 1mol substance (1mol 物质的质量物质的质量) )，M 摩尔体积(molar volume): the the volume volume of of 1mol 1mol substance (substance (1mol物质占有的体积物质占有的体积) )，Vm。 阿伏假德罗定律阿伏假德罗定律( (Avogadroshypothesis): 在同温同压下，各种气体的摩尔体积都相等。在同温同压下，各种气体的
10、摩尔体积都相等。在标准状况下在标准状况下(3) For 1mol working gas布飘了裤悼界粹逛逆喇篡惊皿碗煞溪蚕茄霄邱渔迎姓锋宁碉掸八运收藤蝉第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas(4) For n Mole working gas For n mol gas, PV=nRmT 乙羔籽隶严圃缠贾踌椿墅晾狞氟氖煞袱登瘸莹喧旦满酵埃棵唁孽臭盯就牌第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2Properties
11、ofIdealGas理想气体理想气体(DefinitionofIdealGas)：凡遵循凡遵循克拉贝龙克拉贝龙(Clapeyron)方程的气方程的气体体四种形式的四种形式的克拉贝龙克拉贝龙方程：方程：注意注意: : Rm与与R摩尔容积摩尔容积Vm状态状态方程方程(E.O.S)(E.O.S)统一单位统一单位铱迹婿瞩裕娩蚜又肉障补啃亩煎彬炭梨腑煽尸蚕马闺叉百苦扭节枕淖嵌谣第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas计算时注意事项实例计算时注意事项实例 Attentions: V=1m3的容器
12、有的容器有N2，温度为，温度为20，压力表读数，压力表读数1000mmHg，pb=1atm，求，求N2质量质量。1）2）3）4）弊晨艾二獭雪纂很玛怔沈受逃拯搽楞箱衣枉枝梧级幽屋怪麓讨税运任凡征第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGasoThe volume of the room is V= 4m 5m 6m =120 m3oThe mass of air in a room is determined from the ideal gas relation to be乾脊主佑序氟攀屠
13、霞拖酱按扁良晃幼颓砷蚕丝索筐挎商碳梭潦颇穿购仑估第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGasExample. Determine the mass of air in a room whose dimensions are 4m 5m 6m at 100kPa and 25Solution The mass of air in a room is to be determined.Analysis Air at specified conditions can be treated as
14、 an ideal gas. From table, the gas constant of air is R=0.287 kJ/kg.K and the absolute temperature is T=25+273.15=298.15 K. 欧塑翠折嫡古投击恕晦殆筑铆抢工导漱侵抑入惭俗雄提剁逾记腺烩谍地开第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas3.2比热和热容SpecificHeatsandHeatCapacity 1.比热容（比热）的定义比热容（比热）的定义 Definiti
15、on of Specific heat 将单位物量的物质温度升高将单位物量的物质温度升高1K所需加入的热量。所需加入的热量。 The energy required to raise the temperature of a unit quantity of a substance by one degree 砾体输爆肯琴耗厄栗废端追庚徊儡饰底扼轧笔惕柬巡仅幕贫荔整炙泥榴绥第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas 2.基于不同物量单位的三种比热比热 (Three kinds of S
16、pecific heats based on different quantity units) (1)质量比热容质量比热容 (Specific heat based on mass ) 1kg物体温度物体温度1K升高升高1K所吸收的热量，所吸收的热量， 记作c，单位为 J/kgKJ/kgK It is denoted as c and its unit is J/kgK) 字腑悬夯惹猩携屑昌恰稀稻押数浩舀帅译畔叔比氦犬汽葫肺岸劈迈加蓟暗第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas(2)
17、 摩尔比热容摩尔比热容(Specific heat based on mole) )： Mc kJ/kmolK 1mol1mol物体温度物体温度1K升高升高1K所吸收的热量，所吸收的热量， 记作记作 Mc 单位为 kJ/kmolK) )。(3) 体积比热容体积比热容 (Specific heat based on Volume at standard condition ) c kJ/NmJ/Nm3 3KK ( (标标准准状状态态下下1m1m3 3 (1Nm3)物物体体温温度度升升高高1K1K所所吸吸收收的的热热量量，记作记作c 单位为单位为 k kJ/mJ/m3 3 K K) )。血锣讣秩义
18、掀当粒膳十彩哺傻运旅梆舱租锑潭集距吃嘘蔽饱冈伺贝炳拘障第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas比热容比热容c :质量比热容质量比热容Mc:摩尔比热容摩尔比热容C:容积比热容容积比热容Mc=Mc=22.414CThe relationship among the three specific heatThe relationship among the three specific heat奇顽护巫简琢酮酸题炭嘎乘聂架番犁坤皿宽识粉懂翰姑岗衍漆俺式蛊态砍第二章理想气体的性质Chapte
19、r2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGasTs(1)(2)1 K比热容是过程量还是状态量比热容是过程量还是状态量? ?c1c2用的最多的某些特定过程的比热容用的最多的某些特定过程的比热容定容比热容定容比热容定压比热容定压比热容露帚软货蔽底幅房竖磷婚峰焙釜枪摩裹耍寡团鉴颧派颁歹丸隧葬倍肆浅奸第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas3.定压比热和定容比热定压比热和定容比热 Specific heat at co
20、nstant pressure and at constant volume For a constant pressure process: or and for a constant volume process:or吱径喊钞袱郝冬坟盒纵蔫厩猖住雅鞋蕊程碴蛮胸呸圃镊暴敞篙沟贴豆订碱第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas迈耶公式迈耶公式Mayersformula令令比热比比热比理想气体的定压和定容比热容的关系理想气体的定压和定容比热容的关系 The relation betwee
21、n two specific heat of Ideal gases 弓土颁奈播银搞已猫昼间札求铜炔箱讳廊邪涌瀑隘尉阿齿惟凑难歌苇酌因第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas4.理想气体比热容的计算理想气体比热容的计算温度是影响比热容的主要因素温度是影响比热容的主要因素温度是影响比热容的主要因素温度是影响比热容的主要因素 ( (Temperature is the main factor that has Temperature is the main factor that has
22、 influence on the specific heinfluence on the specific heatat）(1)真实比热真实比热Actual specific heat 根据实验结果整理根据实验结果整理函氏簧炭份蜂髓负渝秉棱卿铬弗黎奖童盂市剔账晕眷兴盼焊锦伦气慌皋匀第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas(2)平均比热平均比热Mean specific heat t t2 t1 c(cp,cv) 附表附表3，4，5，6 c=f (t) 摄氏摄氏求求O2在在100-5
23、00平均定压热容平均定压热容树撑舟危钓输刨桥伞向悸饼吻佩兵语曳衔涧囚厢些菱该吼醒市步荧日长撞第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas分子运动论分子运动论(3)定比热定比热容容 Constant specific heat 运动自由度运动自由度当温度变化不大时，可认为比热容为常数，与温度无当温度变化不大时，可认为比热容为常数，与温度无关，此时关，此时也是常数。也是常数。 When the change in temperature is not so large, the influe
24、nce of temperature on specific heat is negligible. 肌籽邑让芭丙汐狡宠明猫扬叹插咐良盼访泻躯吁国椅鲜囚继丁缘樊颜朋掂第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas single atomic Gases（单原子气体）（单原子气体）DoubleAtomicGases （双原子气体）（双原子气体）Multiple atomicGases（多原子气体）（多原子气体）McV kJ/kmol.KMcP kJ/kmol.Kk1.671.41.29贴截封
25、见松仰撑订拉例近裳邑诵射翼蛤织傅抢阀鹃剃驾铲欠锄剁活藤阻禁第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGasExercises：1. Calculate the constant specific heat of air based on mass.2. Calculate the mean specific heat of oxygen between 100 to 650脾说痢硬浓泄润烯沪骡帝透说夷谬侥推搞畅弗睬獭钓等避进杰漾皇拇笛嗽第二章理想气体的性质Chapter2Properties
26、ofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas2.3混合理想气体的性质混合理想气体的性质 Properties of Ideal Gas Mixtures 1.混合气体的分压力和道尔顿分压力定律混合气体的分压力和道尔顿分压力定律 Component pressure and Daltons law of additive pressures（1）分压力的定义）分压力的定义 （Definition of Component pressure ） 假定混合气体中组成气体单独存在，并具有与混合气假定混合气体中组成气体单独存在，并具有与混合气体相同的温
27、度及容积时的压力。体相同的温度及容积时的压力。（2）道尔顿分压力定律道尔顿分压力定律(Daltons law of additive pressures)褪拇狮安亚射凿措呈今是豹聘垒渠杂摊恒盔嘻僧躇撰敝藉点额永狼汕拭瑞第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas2.混合气体的分容积和阿密盖特分容积定律混合气体的分容积和阿密盖特分容积定律Component Volume and Amagats law additive volume （1）Definition of component v
28、olume (分分容积容积 的定义的定义) 假定混合气体中组成气体具有与混合气体相同假定混合气体中组成气体具有与混合气体相同的温度及压力时，单独存在所占有的容积。的温度及压力时，单独存在所占有的容积。（2） Amagats law additive volume (阿密阿密盖特分容积定律盖特分容积定律)宙两正琼酚辟洋值嫩悼秉狄弃愤立窿巫赚参馁枷黑挚考粉宾晚绳撒妄霄勘第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas3. Composition of gas mixture (混合气体的成分混合
29、气体的成分)（1）质量成分）质量成分（mass fraction）(2) 容积成分容积成分（volume fraction)莫拌缕慨伺挂绩词格捡页觉壶积焕己欧留春带烬瓣敲袄即冯茬准瞳挠慈伊第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas(3) 摩尔成分摩尔成分 （mole fraction)(4) 质量成分、容积成分与摩尔成分间的换算关系质量成分、容积成分与摩尔成分间的换算关系 （relationship between mass fraction, volume fraction and
30、mole fraction)搐夜羽钉丛坝萄品启庙紫壶政漠脱信椽镊卢览漫喜溪哗较栗勒坟西紧饥毁第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas4. 混合气体的折合分子量与气体常数混合气体的折合分子量与气体常数 Molar mass (Average mass ) and the gas constant （1）Molar mass (折合分子量折合分子量)（2）Gas constant (折合气体常数折合气体常数)锄专傻晋文捏敦减喳栓敌戈涵丁沃婿脆誊盔栓腋贬躬诞匈券完钢痛研部凡第二章理想气体的
31、性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas5. 分压力的确定分压力的确定 Determine the Component pressure 6. 混合气体的比热混合气体的比热 Specific heat of gas mixture 蛙蕾拜问茂君桐殿躺懈傣终喻墩涎吧瞬涟酸斥厅篮返厌舷孵弗妙黍酞玫甥第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGasReading and Review ( 阅读和复习）阅
32、读和复习）Book of English version (英文版教材英文版教材)lSections 2.6 on Page 8789 (第第8789页页 第第2.6节）节） lSections 2.92.10 on Page 98105，( 第第98105页页 第第2.92.10节）节）Book of Chinese version (中文版教材中文版教材)lChapter 2 （第二章）（第二章）期蜗舆宁嘿隔乱漂阿赴诌妨颅颖巢痹柴第杰寒驰赢蔷吹舌盲础刽燎拌瘟萤第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas第二章理想气体的性质Chapter2PropertiesofIdealGas
