理想氣體的熱力性質及基本熱力過程

理想氣體的比熱容理想氣體的比熱容比熱容的定義及單位A影響比熱容的因素B利用比熱容計算熱量的方法C理想氣體的比熱容單位物量的物質溫度升高（或降低）1K，所加入（或放出）的熱量稱為該物體的比熱容。質量比熱容c：kJ/(kg.K)容積比熱容c’：kJ/(標m3.K)千摩爾比熱容cM

：

kJ/(kmol.K)

一、比熱容的定義及單位質量比熱容：單位質量物質的熱容量，用c表示，單位為J/(kg·K)；千摩爾比熱容：1kmol物質的熱容量，用Cm表示，單位J/(kmol·K)；容積比熱容：標準狀態下,1m3

的物質的熱容量，用c’表示，單位為J/(Nm3·K)；

三者之間的關系：按物量單位分按加熱條件分定容比熱容(cv)：在定容情況下，單位物量的氣體，溫度升高1K所吸收的熱量。定壓比熱容（cp）：在定壓情況下，單位物量的氣體，溫度升高1K所吸收的熱量。一、比熱容的定義及單位比熱容名稱物質量的單位符號表示單位質量比熱容千克cJ/(kg·K)或kJ/(kg·K)千摩爾比熱容千摩爾CmJ/(kmol·K)或kJ/(kmol·K)容積比熱容標準狀態下立方米

C′J/(Nm3·K)或Kj/(Nm3·K)定壓比熱容定壓質量比熱容cp定壓容積比熱容Cp’定壓摩爾比熱容Cpm定容比熱容定容質量比熱容cv定容容積比熱容Cv’定容摩爾比熱容Cvm比熱容分類比熱容1.過程特性對比熱容的影響同一種氣體在不同條件下，如在保持容積不變或壓力不變的條件下加熱，同樣溫度升高1K所需的熱量是不同的。Cp>Cv

二、影響比熱容的因素2.溫度對比熱容的影響實驗和理論證明，不同氣體的比熱容要隨溫度的變化而變化，一般情況下，氣體的比熱容隨溫度的升高而升高，表達為多項式形式：

真實比熱容：某一溫度時氣體的比熱容。注意：不同的氣體其變化的關系式和變化曲線不一樣；在溫度不高時，其變化不大，可忽略溫度對比熱容的影響。如：空氣在100℃時，cp=1.006kJ/(kg.K)而在1000℃時，cp=1.09kJ/(kg.K)ct0c=f(t)比容隨溫度變化的關系c1t1二、影響比熱容的因素比熱容是過程量還是狀態量?(1)定容比熱容(2)定壓比熱容s1

KT

二、影響比熱容的因素當氣體的種類和加熱過程確定后，比熱容就只隨溫度的變化而變化。可得：

當溫度從T1變到T2所需的熱量為：（一）用定值比熱容計算熱量（二）用平均比熱容計算熱量三、利用比熱容計算熱量的方法1.用定值比熱容計算熱量：定值比熱容概念：精度要求不高時，忽略溫度對比熱容的影響，取比熱容為定值，稱為定值比熱容。

ct0c=f(t)比容隨溫度變化的關系c=定值t1對于mkg質量氣體，所需熱量為：對標準狀態下V0m3氣體，所需熱量為：三、利用比熱容計算熱量的方法表3-1理想氣體定值質量比熱容計算時注意：1）應根據加熱條件來選用定壓或定容比熱容；2）應根據物量單位來選用質量比熱容，容積比熱容或摩爾比熱容；3）在選用容積比熱容時應將容積換算為標態下的容積。三、利用比熱容計算熱量的方法某燃煤鍋爐送風機出口壓力表上的讀數為5.4×103Pa，風溫為30℃，風量為2.5×103m3/h。現空氣預熱器把空氣從30℃定壓加熱到300℃，求每小時所需的熱量。（設比熱容為定值）實例分析2.用平均比熱容計算熱量工程上為了避免積分的麻煩，常利用平均比熱容表（附表）來計算熱量。平均比熱容是指在一定溫度范圍內單位數量氣體吸收或放出的熱量與該溫度差的比值。氣體在t1~t2這一溫度范圍內的平均比熱容的表示：平均比熱容的實質：在某一確定的溫度范圍內，用一個數值不變的比熱容去代替隨溫度變化的真實比熱容進行熱量計算，所得結果與按真實比熱容進行計算的結果相同。三、利用比熱容計算熱量的方法計算式：1kg氣體0到t的熱量為：對1kg氣體從t1到t2的熱量q等于0到t2的熱量q2減去0到t1的熱量q1。

平均比熱容計算熱量

對于mkg質量氣體，所需熱量為：對于標準狀態下V0氣體，所需熱量為：

三、利用比熱容計算熱量的方法解若希望用容積比熱容來進行計算，應首先將氣體的容積換算成標準狀態下的數值。由狀態方程得所以因為氮氣是雙原子氣體，又是定容下被加熱，查表3-1得氮氣的定容千摩爾定值比熱容為根據式（3-7），求得氮氣的定容容積比熱容的值為再代入公式（3-14）求出熱量【例3-3】將5m3的氮氣在p=3*105Pa下從20℃定容加熱到120℃，用定值比熱容求氧氣吸收的熱量。

例題分析若希望用質量比熱容來進行計算，則首先利用狀態方程求出氣體的質量。由得再根據式（3-7），算出氧氣定容下的定值質量比熱容最后代入公式（3-13）求出熱量

例題分析【例3-4】試計算每千克氧氣從200℃定壓加熱至380℃和從380℃定壓加熱至900℃所吸收的熱量。（1）按平均比熱容計算；（2）按定值比熱容計算。解（1）從附表1中查得氧氣如下平均比熱容的值：根據線性插值公式得則根據公式（3-17）得每千克氧氣從200℃定壓加熱至380℃所吸收的熱量為：

例題分析每千克氧氣從