第三章熱能轉換物質的熱力性質和熱力過程第一節物質的三態及相變過程

相是指熱力系統中物理性質和化學組成完全均勻的部分。在一定條件下相與相之間可以互相轉化，稱為相變過程(或集態變化)。

熱力學面

p-T相圖第二節理想氣體的熱力性質和熱力過程

一、理想氣體及其狀態方程

1、狀態方程：

稱為克拉貝龍狀態方程。理想氣體定義：凡是遵循克拉貝龍狀態方程的氣體稱為理想氣體。2、摩爾氣體常數及其他形式

由阿伏伽德羅定律知：在同溫同壓下任何氣體的摩爾體積都相等。其他形式還有或

從微觀上講，凡符合下述假設的氣體稱為理想氣體：(1)氣體分子是不占據體積的彈性質點；(2)氣體分子相互之間沒有任何作用力。二、理想氣體的比熱容

(一)比熱容的定義

熱容：工質溫度升高一度所吸收的熱量稱為熱容，用C表示比熱容：摩爾熱容

：(二)比定容熱容和比定壓熱容

比定容熱容：比定壓熱容：(三)理想氣體比熱容

理想氣體：邁耶爾公式：

定值比熱容

三、理想氣體的比熱力學能和比焓及比熵

(一)理想氣體的比熱力學能和比焓

(二)理想氣體的比熵

還可推導得到：

四、理想氣體的混合物

(一)分壓力定律和分體積定律

1、分壓力定律：

2、分體積定律：

分壓力：各組元在混合物溫度下單獨占據混合物所占體積時所產生的壓力。道爾頓分壓力定律：分體積：各組元在混合物溫度和壓力下所占據的體積。亞美格分體積定律：

(二)理想氣體混合物的成分、折合摩爾質量和折合氣體常數

1、理想氣體混合物的成分：

成分是混合物中各組元的物量占混合物總物量的百分數。換算關系：

2、折合摩爾質量和折合氣體常數：

(三)理想氣體溫合物的熱力學能和焓及熵

比熱容：比熱力學能和不焓：比熵：例：空氣經空氣預熱器（換熱器）溫度從上升到，空氣的進口流量為每小時，進口表壓力。若環境大氣壓力為，吸熱過程可視為定壓過程，試求每小時空氣其熱量及熱力學能，焓的變化，按定值比熱容。已知：求：

由得每小時質量流量為取空氣進出口所圍空間為熱力系統，如圖紅虛線所圍，則有采用定值比熱1122解：五、理想氣體的基本熱力過程理想氣體熱力過程的研究步驟如下：（1）、列出過程方程式：根據過程特點列出或推導出過程方程式；（2）、根據過程方程和狀態方程，推導得到過程中基本狀態參數間關系；

（4）、在p-v和T-s圖上表示出各過程，并進行定性分析。

（3）、分析過程中膨脹功，技術功和熱量等能量交換和轉換關系，建立功量和熱量計算式；

理想氣體熱力過程的研究前提如下：（1）、理想氣體；（2）、過程為可逆過程；（3）、比熱容為定植。五、理想氣體的基本熱力過程(一)定容過程(二)定壓過程

(三)定溫過程(四)定熵過程六、理想氣體的多變過程(一)多變過程(二)計算公式表例：初壓力為，初溫為的氮氣，在的壓縮過程中被壓縮至原來體積的，若取比熱容為定值，試求壓縮后的壓力，溫度，壓縮過程所耗壓縮功及與外界交換的熱量。若從相同初態出發分別經過定溫和定熵過程壓縮至相同的體積，試進行相同的計算，并將此三過程畫在同一p-v圖上和T-s圖上。解：（1）多變過程對于氮氣有，由題意知，，根據基本狀態參數間的關系式得：所耗功（壓縮功）氣體與外界交換的熱量（2）定溫過程（3）定熵過程在p-v圖和T-s圖上