气体的热力性质

1 理想气体热力学能（焓）都是温度的单值函数 理想气体热力学能（ 2 适用于理想气体的任意过程 3 适用于实际气体的定容（定压）过程 适用于实际气体的定容（定压） 4 实际气体热力学能（焓）不是温度的单值函数 实际气体热力学能（
5－1 －
理想气体性质
四 理想气体熵方程
与热力学能和焓不同， 与热力学能和焓不同，理想气体熵函数仍然是两 个独立参数的函数
5－1 －
理想气体性质
一 理想气体状态方程
摩尔气体常数又被称为通用气体常数 摩尔气体常数又被称为通用气体常数
对于不同种类的气体， 有不同的值， 对于不同种类的气体，气体常数 有不同的值，它与摩 尔气体常数的关系为
5－1 －
理想气体性质
二 理想气体热系数
5－1 －
理想气体性质
三 热力学能和焓的特性
。
作 业
5－1 － 5－3 － 5－5 － 5－9 － 5－12 － 下次请带“水和水蒸气的热力性质图表” 下次请带“水和水蒸气的热力性质图表”
2 贝蒂 布里奇曼状态方程 贝蒂.布里奇曼状态方程
5－3 实际气体状态方程 －
维里(Virial) 状态方程 三 维里
马丁-侯方程 马丁 侯方程
5－3 实际气体状态方程 －
四 对比态状态方程
研究表明：各种物质的热力性质存在一定的相似性， 研究表明：各种物质的热力性质存在一定的相似性， 称为热力学相似 热力学相似。 称为热力学相似。这种相似性表现在用无量纲的对 比参数来表达热力性质时， 比参数来表达热力性质时，各种物质的热力性质可 以用同一个方程式来表达， 以用同一个方程式来表达，方程中不包含任何与物 质种类有关的常数。对比态状态方程就是用无量纲 质种类有关的常数。对比态状态方程就是用无量纲 对比参数表达的、各种物质通用的状态方程式。 对比参数表达的、各种物质通用的状态方程式。
5－3 实际气体状态方程 －
为用理论方法研究状态方程开拓了道路； 为用理论方法研究状态方程开拓了道路；在定性上能反映 出物质气—液相变的性质 出物质气 液相变的性质
在实验中可以观察到临界乳光 现象发生，由此可测定出临界 现象发生， 点参数
5－3 实际气体状态方程 －
二 其它状态方程 1 RK方程 方程
5－2 理想气体比热容及参数计算 －
二 理想气体比热容与温度的关系
一些常用气体的比热容公式中的常数值列于附录表2 一些常用气体的比热容公式中的常数值列于附录表2 近似地将理想气体比热容视为定值
5－2 理想气体比热容及参数计算 －
三 平均比热容
附录表3、 以 ℃ 附来自百度文库表 、4以0℃为起点的平均比热容
第二部分 工质的热力性质
第五章 气体的热力性质
本章提要: 本章提要: 本章主要讲述理想气体性质。理想气体性质是指可以忽略分 本章主要讲述理想气体性质。理想气体性质是指可以忽略分 子自身占有的体积和分子间的相互作用力对气体宏观热力性质 子自身占有的体积和分子间的相互作用力对气体宏观热力性质 的影响。在通常的工作参数范围内， 的影响。在通常的工作参数范围内，按理想气体性质来计算气 体工质的热力性质具有足够的精确度， 体工质的热力性质具有足够的精确度，其误差在工程上往往是 允许的。理想气体性质是研究工质热力性质的基础 是研究工质热力性质的基础。 允许的。理想气体性质是研究工质热力性质的基础。理想气体 性质反映了气态工质的基本特性，更精确的气体、 性质反映了气态工质的基本特性，更精确的气体、蒸气的热力 性质表达式， 性质表达式，往往可以在理想气体性质的基础上引入各种修正 得出，本章对此亦作了简单的介绍。 得出，本章对此亦作了简单的介绍。
5－3 实际气体状态方程 －
。
四 对比态状态方 程
这一实验结果可以表 述为： 述为：具有相同对比 压力和对比温度时， 压力和对比温度时， 各种气体的压缩因子 相等。 相等。这个由实验得 出的规律称为对应态 出的规律称为对应态 定律， 定律，其数学表达为
5－3 实际气体状态方程 －
。
四 对比态状态方程
第二部分 工质的热力性质
第五章 气体的热力性质
本章要求: 本章要求: 理解理想气体的概念， 1．理解理想气体的概念，掌握理想气体状态方程式 的应用。 的应用。 掌握理想气体比热容及热力学能、 2．掌握理想气体比热容及热力学能、焓和熵等状态 参数的计算。 参数的计算。 了解实际气体的状态方程式。 3．了解实际气体的状态方程式。 4．初步掌握依据实际气体状态方程式导得气体各种 状态参数的方法。 状态参数的方法。
5－4 实际气体比热容及焓、熵函数 － 实际气体比热容及焓、
。
的计算， 状态方程的作用不仅限于工质 的计算，它是 研究工质热力性质的基础。 研究工质热力性质的基础。有了气体的状态 方程和比热容数据， 方程和比热容数据，就可以通过热力学一般 关系得到要求的热力学函数
。
小 结
计算气体热力性质的三种方法： 计算气体热力性质的三种方法： 一是把气体视为理想气体。 一是把气体视为理想气体。二是利用实际气体状态方程计 算气体的热力性质。第三种方法是依据对应态定律， 算气体的热力性质。第三种方法是依据对应态定律，利用 通用参数修正图，对用第一种方法计算的结果进行修正。 通用参数修正图，对用第一种方法计算的结果进行修正。 本章要求: 本章要求: 理解理想气体的概念， 1．理解理想气体的概念，掌握理想气体状态方程式的应 用。 掌握理想气体比热容及热力学能、 2．掌握理想气体比热容及热力学能、焓和熵等状态参数 的计算。 的计算。 了解实际气体的状态方程式。 3．了解实际气体的状态方程式。 4．初步掌握依据实际气体状态方程式导得气体各种状态 参数的方法。 参数的方法。
5－3 实际气体状态方程 －
得出状态方程有两种方法：一是直接利用由 得出状态方程有两种方法：一是直接利用由 两种方法 实验得到的各种热系数数据 的各种热系数数据， 实验得到的各种热系数数据，按热力学关系 组成状态方程。二是从理论分析出发， 理论分析出发 组成状态方程。二是从理论分析出发，考虑 气体分子运动的行为而对理想气体状态方程 引入一些常数加以修正，得出方程的形式， 引入一些常数加以修正，得出方程的形式， 引入常数的值则根据实验数据确定。 引入常数的值则根据实验数据确定。 一 范德瓦尔斯状态方程
5－2 理想气体比热容及参数计算 －
一 比热容的单位及其换算 1 kg 物质的热容量称为比热容 物质的热容量称为比热容 1 mol物质的热容量称为摩尔热容 物质的热容量称为摩尔热容 物质的热容量称为 1 立方米 标准状况下 气体的热容量称为体积 立方米(标准状况下 气体的热容量称为体积 标准状况下)气体的热容量称为 热容。 热容。 理想气体的摩尔定压热容与摩尔定容热容的差值 恒等于摩尔气体常数，它不仅与状态无关， 恒等于摩尔气体常数，它不仅与状态无关，而且 与气体种类亦无关。 与气体种类亦无关。
对比态方程的通用性是它的优点， 对比态方程的通用性是它的优点，对各种工质只需知道它 们的临界点参数就可应用它进行热力性质计算。 们的临界点参数就可应用它进行热力性质计算。因为各种物 质间的热力学相似性只是近似的， 质间的热力学相似性只是近似的，仅包含两个对比参数的对 比态方程不能给出较精确的计算结果。为此， 比态方程不能给出较精确的计算结果。为此，一些研究者在 方程中引入一些表征气体分子结构或运动特征的无量纲量， 方程中引入一些表征气体分子结构或运动特征的无量纲量， 组成有较多参数的，精度较高的对比态方程式。 组成有较多参数的，精度较高的对比态方程式。