理想气体
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据实测值计算出绝对压力； (2)由于贮气罐体积已知，充气前后的压力、温度已定，
故可由理想气体状态方程求充入气体的质量。
本题是利用状态方程求气体质量的典型题。
仔细阅读教材例3-1（p63）
例2：容器内盛有一定量的理想气体，如果将气体放出一部分
后达到了新的平衡状态，问放气前、后两个平衡状态之间参
(1)分子是不占据体积的弹性质点; (2)气体分子相互之间没有任何作用力。 ——从微观上讲，凡是符合上述假设的气体称为理 想气体。
理想气体是实际气体
、
时的极限状态。
工程中常用的O2、N2、H2、CO等，以及空气、燃气、烟气 等工质，在通常使用温度、压力下都可作为理想气体处理。
水蒸气、氟里昂蒸气、氨蒸气等工质临界温度较高，在通 常工作温度和压力下离液态不远，不能看作理想气体。
m dT
摩尔比热容Cm
：1mol物质的热容，J/(mol·K) Cm
二、理想气体的比热容
（一）比热容的定义
1、热容：物体温度升高一度（ 1K或1℃）所需 要的热量，用C表示。
C Q Q
dT dt
热容的大小不仅与物体的种类及其质量有关， 还与过程有关，因为热量是过程量。
2、比热容
——单位物量的物质升高1K或1℃所需的热量。
质量比热容c ：单位质量物质的热容，J/(kg·K) c C q
原则上，固、液、气三态物质均可作为 热能与机械能相互转换所凭借的物质。
五、工质及其热力性质
热能和机械能的相互转换是通过物质的体积 变化实现的；能迅速、有效实现体积变化的 是气(汽)相物质。
因此，工质仅指气相物质（气体）。 主要针对：理想气体、实际气体、蒸气。 本课程对工质热力性质的讨论仅限于理想气
固S 液L 气V
— 清晰地反映了物质的三 种集态和相变过程。
单相区域：S、L、V 两相共存区域：S-L、L-V、S-V
三相线——固、液、气三相平衡共存的状态点的集合。
三、p-T图（相图）
— p-v-T热力学面在p-T坐标面上的投影。 — p-T图清楚地反映了固、液、气三相间的关系，称为相图。
p-v图
热力系中物理性质和化学组分完全均匀的部分。
相变过程（或集态变化）：
在一定条件下相与相之间可以互相转化。
二、热力学面
液态凝固时 体积缩小的物质
液态凝固时 体积膨胀的物质
— 在简单可压缩系中，由 状态方程F (p,v,T )=0可知， 工质的全部热力学状态 在三维直角坐标系中构 成的一个曲面，称为 p-vT热力学面。
只有固态、气态存在，液相不再存在。
（升华点温度与压力关系为升华曲线）
固、液、汽三态共存的状态为三相态，三相点。
四、三相点
——在p-T图上，融解线S-L、气化线L-V和升华线S-V 的交点是热力学面中三相线的投影。
——对于确定的物质，其三相点的压力和温度是确定的；
其比体积是否确定？（否！其液相比体积不确定）
体、水蒸气和湿空气。
Baidu Nhomakorabea
第二节 理想气体的热力性质和热力过程
理想气体的热力性质
(1)掌握理想气体的状态方程式。 (2)掌握理想气体的各种比热容，并正确运用比热容计算 理想气体的热力学能、焓和熵的变化。 (3)了解理想气体混合物的热力性质特点及基本计算。
一、理想气体及其状态方程
1、理想气体的概念
——凡是遵循克拉贝龙方程的气体称为理想气体。 ——对分子模型进行两点假设：
可用简单的式子描述； 例如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃
气、空调中的湿空气等。
2、实际气体（real gas）
不能用简单的式子描述，真实工质；
例如火力发电的水蒸气、制冷空调中制冷工质等。
2、理想气体状态方程
克拉贝龙状态方程
1kg气体 mkg气体 1 mol 气体 n mol 气体
数能否按状态方程表示为下列形式：
（a）
×
P1V1 P2V2
T1
T2
（b） √
p p0
1
exp
Rg T0
V
解 放气前、后两个平衡状态之间参数： 不能用方程式（a）描述，可按（b）形式描述。
因为气体放出一部分后，容器中气体质量发生了变化：
根据 p1V1 m1RgT1 、p2V2 m2RgT2 ，而 m1 m2 可证。
— p-v-T热力学面在p-v
坐标面上的投影；
—描述热力状态及热力
过程的重要状态参数坐
水
标图。
水的变化
融解过程：一定压力下，固态冰液态水；
（融点温度与压力的关系为融解曲线）
汽化过程：一定压力下，液态水气态水蒸气；
（沸点温度与压力的关系为汽化曲线）
升华过程：压力低于三相点，固态冰气态水蒸气
大气中所含的少量水蒸气；燃气和烟气中含有的水蒸气和
CO2等，因分子浓度低、分压力甚小，在温度不太低时仍 可视为理想气体。
理想气体的概念
假设：①气体分子是不占据体积的弹性质点； ②分子相互之间没有任何作用力。
实际气体：不符合上述两
点假设的气态物质。
工程热力学的两大类工质
1、理想气体（ideal gas）
能量转换
内部条件— 工质 外部条件— 热力过程
第一节 概述
物质的三态及相变过程
【本节基本要求】
(1)掌握工质p-v-T热力学面的意义，了解物质的 三种集态及其相变过程。
(2)了解工质的p-T图、三相点及其特点。 (3)掌握实现热能和机械能转换的工质的特点。
一、物质的三态及相变过程
集态形式： 固态、液态、气态 相：
状态方程的应用
1 求解平衡状态下的某参数； 2 计算两平衡状态间某参数的变化量； 3 标准状态与任意状态间的换算； 4 求气体体积膨胀系数。
注意事项
1）必须采用绝对压力； 2）必须使用热力学温度【K】； 3）各物理量必须单位统一。
Rg与R的区别
R ——通用气体常数 (与气体种类无关) Rg ——气体常数 (随气体种类变化)
例l 把空气压送到体积为3m3的贮气罐内，初始时表
压力为3 kPa，温度为20℃；压送终了时压力表读数
为300 kPa，温度为50℃。 试求压送到贮气罐内的空气质量。
表压力
解： 设大气压力为0.1 MPa，空气Rg=0.287 kJ/(kg·K)
讨论
(1)计算中使用绝对压力。 实际工程中可以直接测到的是表压力或真空度，应根
故可由理想气体状态方程求充入气体的质量。
本题是利用状态方程求气体质量的典型题。
仔细阅读教材例3-1（p63）
例2：容器内盛有一定量的理想气体，如果将气体放出一部分
后达到了新的平衡状态，问放气前、后两个平衡状态之间参
(1)分子是不占据体积的弹性质点; (2)气体分子相互之间没有任何作用力。 ——从微观上讲，凡是符合上述假设的气体称为理 想气体。
理想气体是实际气体
、
时的极限状态。
工程中常用的O2、N2、H2、CO等，以及空气、燃气、烟气 等工质，在通常使用温度、压力下都可作为理想气体处理。
水蒸气、氟里昂蒸气、氨蒸气等工质临界温度较高，在通 常工作温度和压力下离液态不远，不能看作理想气体。
m dT
摩尔比热容Cm
：1mol物质的热容，J/(mol·K) Cm
二、理想气体的比热容
（一）比热容的定义
1、热容：物体温度升高一度（ 1K或1℃）所需 要的热量，用C表示。
C Q Q
dT dt
热容的大小不仅与物体的种类及其质量有关， 还与过程有关，因为热量是过程量。
2、比热容
——单位物量的物质升高1K或1℃所需的热量。
质量比热容c ：单位质量物质的热容，J/(kg·K) c C q
原则上，固、液、气三态物质均可作为 热能与机械能相互转换所凭借的物质。
五、工质及其热力性质
热能和机械能的相互转换是通过物质的体积 变化实现的；能迅速、有效实现体积变化的 是气(汽)相物质。
因此，工质仅指气相物质（气体）。 主要针对：理想气体、实际气体、蒸气。 本课程对工质热力性质的讨论仅限于理想气
固S 液L 气V
— 清晰地反映了物质的三 种集态和相变过程。
单相区域：S、L、V 两相共存区域：S-L、L-V、S-V
三相线——固、液、气三相平衡共存的状态点的集合。
三、p-T图（相图）
— p-v-T热力学面在p-T坐标面上的投影。 — p-T图清楚地反映了固、液、气三相间的关系，称为相图。
p-v图
热力系中物理性质和化学组分完全均匀的部分。
相变过程（或集态变化）：
在一定条件下相与相之间可以互相转化。
二、热力学面
液态凝固时 体积缩小的物质
液态凝固时 体积膨胀的物质
— 在简单可压缩系中，由 状态方程F (p,v,T )=0可知， 工质的全部热力学状态 在三维直角坐标系中构 成的一个曲面，称为 p-vT热力学面。
只有固态、气态存在，液相不再存在。
（升华点温度与压力关系为升华曲线）
固、液、汽三态共存的状态为三相态，三相点。
四、三相点
——在p-T图上，融解线S-L、气化线L-V和升华线S-V 的交点是热力学面中三相线的投影。
——对于确定的物质，其三相点的压力和温度是确定的；
其比体积是否确定？（否！其液相比体积不确定）
体、水蒸气和湿空气。
Baidu Nhomakorabea
第二节 理想气体的热力性质和热力过程
理想气体的热力性质
(1)掌握理想气体的状态方程式。 (2)掌握理想气体的各种比热容，并正确运用比热容计算 理想气体的热力学能、焓和熵的变化。 (3)了解理想气体混合物的热力性质特点及基本计算。
一、理想气体及其状态方程
1、理想气体的概念
——凡是遵循克拉贝龙方程的气体称为理想气体。 ——对分子模型进行两点假设：
可用简单的式子描述； 例如汽车发动机和航空发动机以空气为主的燃
气、空调中的湿空气等。
2、实际气体（real gas）
不能用简单的式子描述，真实工质；
例如火力发电的水蒸气、制冷空调中制冷工质等。
2、理想气体状态方程
克拉贝龙状态方程
1kg气体 mkg气体 1 mol 气体 n mol 气体
数能否按状态方程表示为下列形式：
（a）
×
P1V1 P2V2
T1
T2
（b） √
p p0
1
exp
Rg T0
V
解 放气前、后两个平衡状态之间参数： 不能用方程式（a）描述，可按（b）形式描述。
因为气体放出一部分后，容器中气体质量发生了变化：
根据 p1V1 m1RgT1 、p2V2 m2RgT2 ，而 m1 m2 可证。
— p-v-T热力学面在p-v
坐标面上的投影；
—描述热力状态及热力
过程的重要状态参数坐
水
标图。
水的变化
融解过程：一定压力下，固态冰液态水；
（融点温度与压力的关系为融解曲线）
汽化过程：一定压力下，液态水气态水蒸气；
（沸点温度与压力的关系为汽化曲线）
升华过程：压力低于三相点，固态冰气态水蒸气
大气中所含的少量水蒸气；燃气和烟气中含有的水蒸气和
CO2等，因分子浓度低、分压力甚小，在温度不太低时仍 可视为理想气体。
理想气体的概念
假设：①气体分子是不占据体积的弹性质点； ②分子相互之间没有任何作用力。
实际气体：不符合上述两
点假设的气态物质。
工程热力学的两大类工质
1、理想气体（ideal gas）
能量转换
内部条件— 工质 外部条件— 热力过程
第一节 概述
物质的三态及相变过程
【本节基本要求】
(1)掌握工质p-v-T热力学面的意义，了解物质的 三种集态及其相变过程。
(2)了解工质的p-T图、三相点及其特点。 (3)掌握实现热能和机械能转换的工质的特点。
一、物质的三态及相变过程
集态形式： 固态、液态、气态 相：
状态方程的应用
1 求解平衡状态下的某参数； 2 计算两平衡状态间某参数的变化量； 3 标准状态与任意状态间的换算； 4 求气体体积膨胀系数。
注意事项
1）必须采用绝对压力； 2）必须使用热力学温度【K】； 3）各物理量必须单位统一。
Rg与R的区别
R ——通用气体常数 (与气体种类无关) Rg ——气体常数 (随气体种类变化)
例l 把空气压送到体积为3m3的贮气罐内，初始时表
压力为3 kPa，温度为20℃；压送终了时压力表读数
为300 kPa，温度为50℃。 试求压送到贮气罐内的空气质量。
表压力
解： 设大气压力为0.1 MPa，空气Rg=0.287 kJ/(kg·K)
讨论
(1)计算中使用绝对压力。 实际工程中可以直接测到的是表压力或真空度，应根