工程热力学.2理想气体的性质
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R0=MR—通用气体常数， J/kmol·K
4.
pV nR0T
适用于n千摩尔理想气体。
式中 V—nKmol气体所占有的容积，m3； n—气体的摩尔数，
n m ，kmol M
5．
P1v1 P2 v2
T1
T2
（同种气体）
6．
P1V1 P2V2
T1
T2
（仅适用于闭口系统） 针对一定量气体
(to= 0C)，1mol的任何气体占有的容积都是22.4m3. 通用气体常数为：
Ro=PoVMo/To =101325 x 22.4 / 273.15
=8314 J/(Kmol·K)
状态方程的应用
1 求平衡态下的参数(例2-1见下面） 1 kg : pv RT
2 两平衡状态间参数的计算（例2-2） P1v1 P2v2
T1
T2
3 标准状态与任意状态间的换算（例2-2） P1V1 P2V2
4 求气体质量（例2-3）
T1
T2
m kg : pV mRT
例1：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
状态之间参数能否按状态方程表示为下列形式：
（a）
P1v1 P2v2
容积；V：nKmol气体容积m3；
1. 1 kg : pv RT
适用于1千克理想气体。
式中：p—绝对压力 Pa
V —比容
m3/kg，
T—热力学温度 K
2. m kg : pV mRT
适用于m千克理想气体。 式中 V—质量为mkg气体所占的容积
3．
pVM R0T
适用于1千摩尔理想气体。 式中 VM=Mv—气体的摩尔容积，m3/kmol；
越高，这种说法是否正确? X
5）不可逆热机的热效率一定小于可逆
容器
热机的热效率，对吗? 对
第二章 理想气体的性质
Ｐ４０思考：２－１；２－２～２－５ 计算：２－３； ２－１２；2-15
A 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
由（1）、（2）式得：PB-B大气=Pg1 - Pg２
=0.294 - 0.04 = 0.254MP ﹥0
故B箱气体的气压大于大气压 。
∴PB=B大气 + Pg3 （3） （也可先假设正压） Pg3=PB-B大气=Pg1 - Pg２ （2）-（1）
=0.294 - 0.04 = 0.254MP （如得负值，则表明与假设相反）
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中以空气为主的
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 火力发电的水蒸气、制冷空调中制冷 工质等.
哪些气体可当作理想气体?
当实际气体压力 p 很小, 比容V 很大, 温度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。
同样是测A中的气压，为何1、2量表的读数不同？环境不同
3）、容器自压缩空气总管充气（如图），若要分析充 气前后容器中气体状态的变化情况，首先要选取系统。
（a）按开口系统考虑如何选取系统？（阀为界） （b）按闭口系统考虑如何选取系统？（总管为界） （c）什么情况下可抽象为绝热充气过程？（Q可略时）
4）循环输出净功越多，热机的热效率
第一章习题课（思路、方法）
1）1kg气体经历如图1-16所示的循环，A到B 为直线变化过程，B到C为定容过程，C到A为定压
过程。 试求循环的净功量。
如果循环为A-C-B-A
则净功量有何变化？
三角面积+（-）
压力真空表 -0.1~0.9Mpa
精密压力表（真空表） -0.1~0Mpa
精密压力表 0~4pa
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 B 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、计算 3 理想气体比热计算
热能转换为机械能要靠工质的膨胀才能实 现。工程中工质多为气体（膨胀性，流动性 好），所以气态工质的性质是热力学研究的主 要内容之一。据气体分子运动论，气体的宏观 性质取决于其分子热运动的情况。由于实际气 体分子本身占有一定体积，并且分子之间存在 相互作用力对分子的运动产生一定的影响，因 此实际气体的性质很复杂，为使问题简化，提 出了理想气体的假想物理模型，本章讨论理想 气体及其混合物的热力性质。
注意：当实际气体p→0 v→的极限状态时，气体为理想气体。
二 理想气体状态方程
pVM R0T
VM：摩尔容积m3/kmol； R0：通用气体常数，J/kmol·K；
状 态
pV nR0T
P：绝对压力Pa ；
方 程
1 kg : pv RT
v：比容m3/kg；
T：热力学温度K
m kg : pV mRT V：质量为mkg气体所占的
T1
T2
(b)
P1V1 P2V2
T1
T2
解：放气前、后两个平衡状态之间参数能按方程式（a）形式
描述，不能用方程式（b）描述，因为容器中所盛有一定量的
2) 例题1—1 P10 解法2
因压力表1、2读数均大于0，故A内
1
气相对右边B气体环境及相对大气环境均
是正压；（判定正负பைடு நூலகம்，选公式下式中 P
绝压， B大气压 ，Pg表压）
3
2
A
B
PA=B大气+Pg1 （1） （1表0.294正压，相对大气环境）
PA=PB+Pg2 （2） （2表0.04正压 ，相对右边B环境）
T>常温，p<2MPa
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
§2-1 理想气体状态方程
一 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、 不占有体积的质点的气体，
计算时注意单位
1、p 绝对压力pa
2、T 温度单位K 3、ν比体积 m3/kg
统一单位（均用国际单位）
• 气体常数R与通用气体常数R0 • 由1kmol物量表示的状态方程：
•
pVM R0T
阿佛加德罗定律指出：在相同P和相同T下，1mol的各 种气体占有相同的体积。
• 实验证明：标准状态下 Po=101.325kPa, To=273.15K
4.
pV nR0T
适用于n千摩尔理想气体。
式中 V—nKmol气体所占有的容积，m3； n—气体的摩尔数，
n m ，kmol M
5．
P1v1 P2 v2
T1
T2
（同种气体）
6．
P1V1 P2V2
T1
T2
（仅适用于闭口系统） 针对一定量气体
(to= 0C)，1mol的任何气体占有的容积都是22.4m3. 通用气体常数为：
Ro=PoVMo/To =101325 x 22.4 / 273.15
=8314 J/(Kmol·K)
状态方程的应用
1 求平衡态下的参数(例2-1见下面） 1 kg : pv RT
2 两平衡状态间参数的计算（例2-2） P1v1 P2v2
T1
T2
3 标准状态与任意状态间的换算（例2-2） P1V1 P2V2
4 求气体质量（例2-3）
T1
T2
m kg : pV mRT
例1：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
状态之间参数能否按状态方程表示为下列形式：
（a）
P1v1 P2v2
容积；V：nKmol气体容积m3；
1. 1 kg : pv RT
适用于1千克理想气体。
式中：p—绝对压力 Pa
V —比容
m3/kg，
T—热力学温度 K
2. m kg : pV mRT
适用于m千克理想气体。 式中 V—质量为mkg气体所占的容积
3．
pVM R0T
适用于1千摩尔理想气体。 式中 VM=Mv—气体的摩尔容积，m3/kmol；
越高，这种说法是否正确? X
5）不可逆热机的热效率一定小于可逆
容器
热机的热效率，对吗? 对
第二章 理想气体的性质
Ｐ４０思考：２－１；２－２～２－５ 计算：２－３； ２－１２；2-15
A 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
由（1）、（2）式得：PB-B大气=Pg1 - Pg２
=0.294 - 0.04 = 0.254MP ﹥0
故B箱气体的气压大于大气压 。
∴PB=B大气 + Pg3 （3） （也可先假设正压） Pg3=PB-B大气=Pg1 - Pg２ （2）-（1）
=0.294 - 0.04 = 0.254MP （如得负值，则表明与假设相反）
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中以空气为主的
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 火力发电的水蒸气、制冷空调中制冷 工质等.
哪些气体可当作理想气体?
当实际气体压力 p 很小, 比容V 很大, 温度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。
同样是测A中的气压，为何1、2量表的读数不同？环境不同
3）、容器自压缩空气总管充气（如图），若要分析充 气前后容器中气体状态的变化情况，首先要选取系统。
（a）按开口系统考虑如何选取系统？（阀为界） （b）按闭口系统考虑如何选取系统？（总管为界） （c）什么情况下可抽象为绝热充气过程？（Q可略时）
4）循环输出净功越多，热机的热效率
第一章习题课（思路、方法）
1）1kg气体经历如图1-16所示的循环，A到B 为直线变化过程，B到C为定容过程，C到A为定压
过程。 试求循环的净功量。
如果循环为A-C-B-A
则净功量有何变化？
三角面积+（-）
压力真空表 -0.1~0.9Mpa
精密压力表（真空表） -0.1~0Mpa
精密压力表 0~4pa
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 B 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、计算 3 理想气体比热计算
热能转换为机械能要靠工质的膨胀才能实 现。工程中工质多为气体（膨胀性，流动性 好），所以气态工质的性质是热力学研究的主 要内容之一。据气体分子运动论，气体的宏观 性质取决于其分子热运动的情况。由于实际气 体分子本身占有一定体积，并且分子之间存在 相互作用力对分子的运动产生一定的影响，因 此实际气体的性质很复杂，为使问题简化，提 出了理想气体的假想物理模型，本章讨论理想 气体及其混合物的热力性质。
注意：当实际气体p→0 v→的极限状态时，气体为理想气体。
二 理想气体状态方程
pVM R0T
VM：摩尔容积m3/kmol； R0：通用气体常数，J/kmol·K；
状 态
pV nR0T
P：绝对压力Pa ；
方 程
1 kg : pv RT
v：比容m3/kg；
T：热力学温度K
m kg : pV mRT V：质量为mkg气体所占的
T1
T2
(b)
P1V1 P2V2
T1
T2
解：放气前、后两个平衡状态之间参数能按方程式（a）形式
描述，不能用方程式（b）描述，因为容器中所盛有一定量的
2) 例题1—1 P10 解法2
因压力表1、2读数均大于0，故A内
1
气相对右边B气体环境及相对大气环境均
是正压；（判定正负பைடு நூலகம்，选公式下式中 P
绝压， B大气压 ，Pg表压）
3
2
A
B
PA=B大气+Pg1 （1） （1表0.294正压，相对大气环境）
PA=PB+Pg2 （2） （2表0.04正压 ，相对右边B环境）
T>常温，p<2MPa
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
§2-1 理想气体状态方程
一 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、 不占有体积的质点的气体，
计算时注意单位
1、p 绝对压力pa
2、T 温度单位K 3、ν比体积 m3/kg
统一单位（均用国际单位）
• 气体常数R与通用气体常数R0 • 由1kmol物量表示的状态方程：
•
pVM R0T
阿佛加德罗定律指出：在相同P和相同T下，1mol的各 种气体占有相同的体积。
• 实验证明：标准状态下 Po=101.325kPa, To=273.15K