工程热力学第六版素材第二章--气体的热力性质
第二章 气体的热力性质
本章要求：掌握理想气体和实际气体概念，熟练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。了解实际气体状态方程的各种表述形式及应用的适用条件。
1.基本概念
理想气体：气体分子是由一些弹性的、忽略分子之间相互作用力（引力和斥力）、不占有体积的质点所构成。
比热：单位物量的物体，温度升高或降低1K （1℃）所吸收或放出的热量，称为该物体的比热。 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。
定压容积比热：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。
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。
对比参数：各状态参数与临界状态的同名参数的比值。
对比态定律：对于满足同一对比态方程式的各种气体，对比参数r p 、r T 和r v 中若有两个相等，则第三个对比参数就一定相等，物质也就处于对应状态中。
2.常用公式
理想气体状态方程：
1．RT pv
式中 p —绝对压力 Pa v —比容
m 3/kg
T —热力学温度
K
适用于1千克理想气体。 2．mRT pV =
式中
V —质量为m kg 气体所占的容积
适用于m 千克理想气体。 3．T R pV M 0=
式中 V M =M v —气体的摩尔容积，m 3/kmol ；
R 0=MR —通用气体常数， J/kmol ·K
适用于1千摩尔理想气体。 4．T nR pV 0=
式中
V —nKmol 气体所占有的容积，m 3；
n —气体的摩尔数，M
m
n =
，kmol
适用于n 千摩尔理想气体。
5．通用气体常数：R 0
83140=R
J/Kmol ·K
R 0与气体性质、状态均无关。 6．气体常数：R
M
M R R 8314
0=
=
J/kg ·K R 与状态无关，仅决定于气体性质。 7．1122
12
p v p v T T = 比热：
1．比热定义式：dT
q
c δ=
表明单位物量的物体升高或降低1K 所吸收或放出的热量。其值不仅取决于物质性质，
还与气体热力的过程和所处状态有关。
2．质量比热、容积比热和摩尔比热的换算关系：04
.22'ρc Mc
c == 式中 c —质量比热，kJ/Kg ·k 'c —容积比热，kJ/m 3·k
M c —摩尔比热，kJ/Kmol ·k
3．定容比热：v
v v
v T u dT du dT
q c ???
????==
=
δ 表明单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
4．定压比热：dT
dh dT q c p
p =
=
δ
表明单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K 所吸收或放出的热量。
5．梅耶公式：
R c c v p =- R c c v p 0''ρ=-
0R MR Mc Mc v p ==-
6．比热比： v
p v
p v
p Mc Mc c c c c =
=
=
''κ
1
-=
κκR
c v 1
-=
κnR
c p
范德瓦尔(Van der Waals)方程
()2a p v b RT v ??
+
-= ???
对于1kmol 实际气体
()02M
M a p V b R T V ??
+
-= ???
压缩因子：
id v pv z v RT
=
=
对比参数： r c T T T =
， r c p p p =， r c
v v v = 3.重要图表
常用气体在理想状态下的定压摩尔比热与温度的关系
23123(/())p o Mc a a T a T a T kJ kmol k =+++
几种气体在理想气体状态下的平均定压质量比热容
几种气体的临界参数和范德瓦尔常数
几种气体的临界压缩因子
图2-5 通用压缩因子图