第2章 理想氣體的性質
本章基本要求:
熟練掌握理想氣體狀態方程的各種表述形式,并能熟練應用理想氣體狀態方程及理想氣體定值比熱進行各種熱力計算。并掌握理想氣體平均比熱的概念和計算方法。
理解混合氣體性質,掌握混合氣體分壓力、分容積的概念。
本章重點:氣體的熱力性質,狀態參數間的關系及熱物性參數,狀態參數(壓力、溫度、比容、內能、焓、熵)的計算。
2.1 理想氣體狀態方程
一、理想氣體與實際氣體
定義:氣體分子是一些彈性的,忽略分子相互作用力,不占有體積的質點,
注意:當實際氣體p→0 v→ 的極限狀態時,氣體為理想氣體。
二、理想氣體狀態方程的導出
2.2 理想氣體的比熱
一、比熱的定義與單位
定義:單位物量的物體,溫度升高或降低1K(1℃)所吸收或放出的熱量,稱為該物體的比熱。
本章應注意的問題
1.運用理想氣體狀態方程確定氣體的數量和體積等,需特別注意有關物理量的含義及單位的選取。
2.考慮比熱隨溫度變化后,產生了多種計算理想氣體熱力參數變化量的方法,要熟練地掌握和運用這些方法,必須多加練習才能達到目的。
3.在非定值比熱情況下,理想氣體內能、焓變化量的計算方法,理想混合氣體的分量表示法,理想混合氣體相對分子質量和氣體常數的計算。
二、定容比熱和定壓比熱
定容比熱: 表示:明單位物量的氣體在定容情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱量.
定壓比熱: 表示:單位物量的氣體在定壓情況下升高或降低1K所吸收或放出的熱量。
三、定值比熱、真實比熱與平均比熱
1. 定值比熱:凡分子中原子數目相同因而其運動自由度也相同的氣體,它們的摩爾比熱值都相等,稱為定值比熱。
2. 真實比熱:相應于每一溫度下的比熱值稱為氣體的真實比熱。
常將比熱與溫度的函數關系表示為溫度的三次多項式
3.平均比熱
2.3 混合氣體的性質
一、混合氣體的分壓力
維持混合氣體的溫度和容積不變時,各組成氣體所具有的壓力。
道爾頓分壓定律:混合氣體的總壓力P等于各組成氣體分壓力Pi之和。
思考題:
1.某內徑為15.24cm的金屬球抽空后放后在一精密的天平上稱重,當填充某種氣體至7.6bar后又進行了稱重,兩次稱重的重量差的2.25g,當時的室溫為27℃,試確定這里何種理想氣體。
2.通用氣體常數和氣體常數有何不同?
3.混合氣體處于平衡狀態時,各組成氣體的溫度是否相同,分壓力是否相同。
4.混合氣體中某組成氣體的千摩爾質量小于混合氣體的千摩爾質量,問該組成氣體在混合氣體中的質量成分是否一定小于容積成分,為什么。
作業:2-3、2-6、2-8、2-11、2-15
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