工质及理想气体讲稿

第一章工质及理想气体定律1、熟悉热力系统的分类2、了解工质的基本状态参数3、熟练掌握理想气体定律及其应用4、掌握阿佛伽德罗定律以及摩尔、摩尔容积、气体常数R的计算本讲主要内容与要求§1-1状态和状态参数状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况状态参数：描述热力系状态的物理量状态参数的特征：1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然2、状态参数的积分特征：状态参数的变化量与路径无关，只与初终态有关3、状态参数的微分特征：全微分热力系统热力系统(热力系、系统)：人为地研究对象外界：系统以外的所有物质1、系统与边界边界(界面)：系统与外界的分界面系统与外界的作用都通过边界热力系统选取的人为性锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器只交换功只交换热既交换功也交换热边界特性真实、虚构固定、活动热力系统分类以系统与外界关系划分：有无是否传质开口系闭口系是否传热非绝热系绝热系是否传功非绝功系绝功系是否传热、功、质非孤立系孤立系1234mQW1开口系热力系统非孤立系＋相关外界＝孤立系1+2闭口系1+2+3绝热闭口系1+2+3+4孤立系热力系统其它分类方式其它分类方式物理化学性质均匀系非均匀系工质种类多元系单元系相态多相单相状态参数分类：强度参数与广延参数强度参数：与物质的量无关的参数如压力p、温度T广延参数：与物质的量有关的参数可加性如质量m、容积V、内能U、焓H、熵S比参数：比容VvmUum比内能Hhm比焓Ssm比熵单位：/kg/kmol具有强度量的性质基本状态参数压力p、温度T、比容v（容易测量）1、压力p物理中压强，单位:Pa,N/m2常用单位：1bar=105Pa1MPa=106Pa1atm=760mmHg=1.013105Pa1mmHg=133.3Pa1at=735.6mmHg=9.80665104Pa1工程大气压（ata)=1kg/cm2=10000kg/m2=10mH2O=10000mmH2O=735.6mmHg米制与国际单位制压力换算：1标准大气压＝1.0332kg/cm2=101325pa1工程大气压＝1.0kg/cm2=98066pa1mH2O=9806.6Pa=9.8066kpa绝对压力、表压力和真空度(1)当容器内的压力高于外界大气压时：Pjd＝B＋Pb(2)当容器内的压力低于外界大气压时：Pjd＝B－PkPjdBpjd1大气压力线ApbPk绝对真空线0温度T的一般定义传统：冷热程度的度量。感觉，导热，热容量微观：衡量分子平均动能的量度T0.5mw2T=00.5mw2=0分子一切运动停止，零点能热力学第零定律温度的热力学定义热力学第零定律（R.W.Fowler）如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡，则两个系统彼此必然处于热平衡。温度测量的理论基础B温度计常用温标绝对K摄氏℃华氏F朗肯R100373.150.01273.160273.15-17.80-273.15212671.6737.8100032-459.670459.67491.67冰熔点水三相点盐水熔点发烧水沸点559.67温标的换算O[][]273.15TKtCO5[]([]32)9tCtF[][]459.67tFtR温度测量方法日常：水银温度计，酒精温度计，水温度计工业：热电偶，热敏电阻计量：铂电阻温度计比容v［m3/kg]Vvm工质聚集的疏密程度物理上常用密度［kg/m3]1v1、理想气体和实际气体2、理想气体状态方程式理想气体定律理想气体状态方程理想气体定义：凡遵循克拉贝龙(Clapeyron)方程的气体四种形式的克拉贝龙方程：TRpVmm:kmol1TnRpVnm:kmol1kg:pvRTmRTpVm:kg注意:Rm与R摩尔容积Vm状态方程统一单位同温同压下，相同体积的任何气体含有相同的分子数，称为阿佛加德罗定律。又称五同定律。五同指同温、同压、同体积、同分子个数、同物质的量。一个桥梁，物质的量及其单位摩尔二个数据，阿佛加德罗常数为，标准状况下1mol气体的体积约为22.4L。三个概念，摩尔质量，气体摩尔体积，反应热（包括热化学方程式）阿佛加德罗定律摩尔、摩尔容积及气体常数R的计算1摩尔（mol）＝μkg1摩尔容积μv0＝22.4Nm3/molμR=848kg.m/mol.k气体常数R习题一1、钨的熔化温度是3380℃，二氧化碳气体变成液体时的温度是－65℃，氧气在90.19K时变成液体，在54.86K时变成固体；氮气在4.26K时变成液体，在1.16K时变成固体。试用绝对温标和摄氏温标表示这些温度。2、从气压计上读得当地当时大气压755mmHg,试将它换算成物理大气压、kg/m2、工程大气压、毫巴和帕斯卡。3、经测定空气在风道中的压力Pb＝150mmH2O大气压力B＝1kg/cm2,温度t=30℃，试求此时状态下空气的重度。4、有一台鼓风机在物理标准状态下每小时送风300m3,如外界空气温度上升至t2=27℃，大气压力仍为760mmHg，送风量不变，试求此鼓风机输送空气的重量变化了多少？5、引风机入口处流过的烟气量为4×105m3/h,此处负压为300mmH2O，烟气的温度为130℃，试求此烟气量在标准状态下的容积（当地大气压力为755mmHg).6、试求以下气体的摩尔数和它们在标准状态下的容积（1）64kg的氧气；（2）14kg的一氧化碳；（3）22kg的二氧化碳第一章完谢谢大家