气体的热力性质
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在定压过程中，单位容积的物体，当其温度 变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量， 称为该物体的定压容积比热。
定压摩尔比热：
在定压过程中，单位摩尔的物体，当其温度 变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量， 称为该物体的定压摩尔比热。
定容质量比热：
在定容过程中，单位质量的物体，当其温度变 化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为 该物体的定容质量比热．
§２-2 理想气体比热容
计算内能, 焓, 热量都要用到比热
一、比热容的定义与单位
定义: 比热
c q
dT
单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量
c : 质量比热容 Mc :摩尔比热容 c′: 体积比热容
Mc = 22.4c′
kJ kg K
kJ kmol K
kJ Nm3 K
或 c′=cρ0
kJ kg o C
查表4-1，双原子的空气的定压摩尔热容为
qp
cp (t2
t1)
cMp M
(t2
t1)
Байду номын сангаас
7R 2M
(t2
t1)
cMp
7 2
R
7 2
8.314 28.97 103
(327
127)
200.89 103J/kg
200.89
kJ/kg
（2）按真实比热容计算
查附表2有 cMp 28.106 1.9665103T 4.8023106T 2 1.9661109T3
T>常温，p<7MPa
的双原子分子
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燃气等
三原子分子（H2O, CO2)一般不能当作理想气体 特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2 ，可以
二、理想气体状态方程式
状 1 kg : pv RT 态 m kg : pV mRT 方 程 1kmol: pVm=ROT
qp
T2 T1
c p dT
T2 T1
cMp M
dT
1 M
T2 T1
cMp dT
1 T2 (28.106 1.9665103T 4.8023106T 2 1.9661109T 3)dT
M T1
=207.46103 J/kg 207.46 kJ/kg
（3）按平均比热容计算
根据附表5查得空气的平均比定压热容为
100
cp 0 1.006kJ/(kg K)
300
cp 0 1.019kJ/(kg K)
kJ kmol o C
kJ Nm3 o C
• 定容比热：在定容情况下，单位物量的物体， 温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称 为该物体的定容比热。
• 定压比热：在定压情况下，单位物量的物体， 温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称 为该物体的定压比热。
定压质量比热：
在定压过程中，单位质量的物体，当其温度 变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量， 称为该物体的定压质量比热。 “cp” 定压容积比热：
工程热力学的两大类工质
1、理想气体（ ideal gas）
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 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中 制冷工质等
哪些气体可当作理想气体
当实际气体 p 很小, V 很大, T不太低 时, 即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为 理想气体。
热 量 q cdT (a0 a1T a2T 2 a3T 3 )dT
c
c＝f (t)
2
c2
c
A
B
c1
1
q
0
t1
t2
t
2、平均比热容
q t2 cdt t1
c
q
c
t2 t1
(t2
t1)
c2
c t2 q t1 (t2 t1)
c t2 t1
c1
q t2 cdt t2 cdt t1 cdt D
本章基本要求
❖1 掌握理想气体状态方程的各种表述形式， 并应用理想气体状态方程及理想气体定值 比热进行各种热力计算
❖2掌握理想气体平均比热的概念和计算方法
❖3理解混合气体性质 ❖4掌握混合气体分压力、分容积的概念
本章重点
➢1 理想气体的热力性质 ➢2 理想气体状态参数间的关系 ➢3 理想气体比热
§２-1 理想气体与实际气体
定容容积比热：
在定容过程中，单位容积的物体，当其温度变 化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为 该物体的定容容积比热。
定容摩尔比热：
在定容过程中，单位摩尔的物体，当其温度变 化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为 该物体的定容摩尔比热。
1、 真实比热容 c f (T ) 如 c a0 a1T a2T 2 a3T 3
一、理想气体的基本假设
分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力
u u(T )
理想气体定义：忽略气体分子间相互作用力和分子本
身体积影响,仅具有弹性质点的气体，
理想气体是实际气体在低压高温时的抽象
氩、氖、氦、氢、氧、氮、一氧化碳等临界温度低的单 原子或双原子气体，在温度不太低、压力不太高时均远离 液态，接近理想气体假设条件。 工程中常用的氧气、氮气、氢气、一氧化碳等及其混合 空气、燃气、烟气等工质，在常温、常压下都可作为理想 气体处理。
cMp
9 2
R
定容摩尔比热容
cMv
3 2
R
5 cMv 2 R
cMv
7 2
R
例2-1在燃气轮机装置中，用从燃气轮机中排出的乏气对空气进行加热(加 热在空气回热器中进行)，然后将空气送人燃烧室。若空气在回热器中， 从127℃定压加热到327℃。试按下列要求计算对每公斤空气所加入的热量。
解答（1）按定值比热容计算
nkmol: pV=nROT
Vm：摩尔容积m3/kmol； RO：通用气体常数，J/kmol·K；
V：nKmol气体容积m3；
P：绝对压力Pa ；v：比容
m3/kg； T：热力学温度K
V：质量为mkg气体所占的
容积；
三、状态方程的应用 ➢1 求平衡态下的参数 ➢2 两平衡状态间参数的计算 ➢3 标准状态与任意状态或密度间的换算 ➢4 求气体体积膨胀系数
t1
0
0
q WD2E0D WD1F0D
q
c
t2 0
(t2
0)
c
t1 0
(t1
0)
0
q
c
t2 0
t2
c
t1 0
t1
c=f (t)
2
A B
1
q
F
E
t1
t2
t
3、定值比热容
理想气体分子中原子数相同的气体，其摩尔比热容都相等。
项目 单原子气体 双原子气体 多原子气体
定压摩尔比热容
cMp
5 2
R
7 cMp 2 R
定压摩尔比热：
在定压过程中，单位摩尔的物体，当其温度 变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量， 称为该物体的定压摩尔比热。
定容质量比热：
在定容过程中，单位质量的物体，当其温度变 化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为 该物体的定容质量比热．
§２-2 理想气体比热容
计算内能, 焓, 热量都要用到比热
一、比热容的定义与单位
定义: 比热
c q
dT
单位物量的物质升高1K或1oC所需的热量
c : 质量比热容 Mc :摩尔比热容 c′: 体积比热容
Mc = 22.4c′
kJ kg K
kJ kmol K
kJ Nm3 K
或 c′=cρ0
kJ kg o C
查表4-1，双原子的空气的定压摩尔热容为
qp
cp (t2
t1)
cMp M
(t2
t1)
Байду номын сангаас
7R 2M
(t2
t1)
cMp
7 2
R
7 2
8.314 28.97 103
(327
127)
200.89 103J/kg
200.89
kJ/kg
（2）按真实比热容计算
查附表2有 cMp 28.106 1.9665103T 4.8023106T 2 1.9661109T3
T>常温，p<7MPa
的双原子分子
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燃气等
三原子分子（H2O, CO2)一般不能当作理想气体 特殊，如空调的湿空气，高温烟气的CO2 ，可以
二、理想气体状态方程式
状 1 kg : pv RT 态 m kg : pV mRT 方 程 1kmol: pVm=ROT
qp
T2 T1
c p dT
T2 T1
cMp M
dT
1 M
T2 T1
cMp dT
1 T2 (28.106 1.9665103T 4.8023106T 2 1.9661109T 3)dT
M T1
=207.46103 J/kg 207.46 kJ/kg
（3）按平均比热容计算
根据附表5查得空气的平均比定压热容为
100
cp 0 1.006kJ/(kg K)
300
cp 0 1.019kJ/(kg K)
kJ kmol o C
kJ Nm3 o C
• 定容比热：在定容情况下，单位物量的物体， 温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称 为该物体的定容比热。
• 定压比热：在定压情况下，单位物量的物体， 温度变化1K（1℃）所吸收或放出的热量，称 为该物体的定压比热。
定压质量比热：
在定压过程中，单位质量的物体，当其温度 变化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量， 称为该物体的定压质量比热。 “cp” 定压容积比热：
工程热力学的两大类工质
1、理想气体（ ideal gas）
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 火力发电的水和水蒸气、制冷空调中 制冷工质等
哪些气体可当作理想气体
当实际气体 p 很小, V 很大, T不太低 时, 即处于远离液态的稀薄状态时, 可视为 理想气体。
热 量 q cdT (a0 a1T a2T 2 a3T 3 )dT
c
c＝f (t)
2
c2
c
A
B
c1
1
q
0
t1
t2
t
2、平均比热容
q t2 cdt t1
c
q
c
t2 t1
(t2
t1)
c2
c t2 q t1 (t2 t1)
c t2 t1
c1
q t2 cdt t2 cdt t1 cdt D
本章基本要求
❖1 掌握理想气体状态方程的各种表述形式， 并应用理想气体状态方程及理想气体定值 比热进行各种热力计算
❖2掌握理想气体平均比热的概念和计算方法
❖3理解混合气体性质 ❖4掌握混合气体分压力、分容积的概念
本章重点
➢1 理想气体的热力性质 ➢2 理想气体状态参数间的关系 ➢3 理想气体比热
§２-1 理想气体与实际气体
定容容积比热：
在定容过程中，单位容积的物体，当其温度变 化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为 该物体的定容容积比热。
定容摩尔比热：
在定容过程中，单位摩尔的物体，当其温度变 化1K（1℃）时，物体和外界交换的热量，称为 该物体的定容摩尔比热。
1、 真实比热容 c f (T ) 如 c a0 a1T a2T 2 a3T 3
一、理想气体的基本假设
分子为不占体积的弹性质点 除碰撞外分子间无作用力
u u(T )
理想气体定义：忽略气体分子间相互作用力和分子本
身体积影响,仅具有弹性质点的气体，
理想气体是实际气体在低压高温时的抽象
氩、氖、氦、氢、氧、氮、一氧化碳等临界温度低的单 原子或双原子气体，在温度不太低、压力不太高时均远离 液态，接近理想气体假设条件。 工程中常用的氧气、氮气、氢气、一氧化碳等及其混合 空气、燃气、烟气等工质，在常温、常压下都可作为理想 气体处理。
cMp
9 2
R
定容摩尔比热容
cMv
3 2
R
5 cMv 2 R
cMv
7 2
R
例2-1在燃气轮机装置中，用从燃气轮机中排出的乏气对空气进行加热(加 热在空气回热器中进行)，然后将空气送人燃烧室。若空气在回热器中， 从127℃定压加热到327℃。试按下列要求计算对每公斤空气所加入的热量。
解答（1）按定值比热容计算
nkmol: pV=nROT
Vm：摩尔容积m3/kmol； RO：通用气体常数，J/kmol·K；
V：nKmol气体容积m3；
P：绝对压力Pa ；v：比容
m3/kg； T：热力学温度K
V：质量为mkg气体所占的
容积；
三、状态方程的应用 ➢1 求平衡态下的参数 ➢2 两平衡状态间参数的计算 ➢3 标准状态与任意状态或密度间的换算 ➢4 求气体体积膨胀系数
t1
0
0
q WD2E0D WD1F0D
q
c
t2 0
(t2
0)
c
t1 0
(t1
0)
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q
c
t2 0
t2
c
t1 0
t1
c=f (t)
2
A B
1
q
F
E
t1
t2
t
3、定值比热容
理想气体分子中原子数相同的气体，其摩尔比热容都相等。
项目 单原子气体 双原子气体 多原子气体
定压摩尔比热容
cMp
5 2
R
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