第三章  理想气体的性质与过程 火力发电装置 工程热力学的研究内容 工程热力学的两大类工质 §3-1  理想气体状态方程  摩尔容积Molar specific volume (Vm) 阿伏伽德罗假说 Avogadro’s hypothesis:        相同 p 和 T 下各理想气体的 摩尔容积Vm相同       Rm与R的区别 计算时注意事项 计算时注意事项实例 理想气体模型Model of ideal-gas 哪些气体可当作理想气体 §3-2  (比)热容(Specific) Heat Capacity §3-2  (比)热容Specific Heats 比热容是过程量还是状态量? 定容比热容cv 定压比热容cp cv和cp的说明 理想气体的热容 常见工质的cv和cp的数值 §3-3 理想气体的u、h、s和热容 理想气体的热力学能u 理想气体热力学能的物理解释 理想气体内能的计算 理想气体的焓 理想气体的熵 §3-4 理想气体热容、u、h和s的计算 1、按定比热计算理想气体热容 2、按真实比热计算理想气体的热容 3、按平均比热计算理想气体的热容 理想气体? u的计算 理想气体? h的计算 理想气体?s的计算 §3-5  研究热力学过程的目的与方法 研究热力学过程的对象与方法 研究热力学过程的依据 研究热力学过程的步骤 §3-6   理想气体的等熵过程 理想气体 s 的过程方程 理想气体 s 的过程方程 理想气体变比热 s 过程 理想气体 s ? u, ? h, ? s,的计算 理想气体 s w,wt ,q的计算 §3-7 理想气体热力过程的综合分析 理想气体 n w,wt ,q的计算 多变过程与基本过程的关系 理想气体基本过程的计算 理想气体   过程的p-v,T-s图 理想气体   过程的p-v,T-s图 理想气体    过程的p-v,T-s图 理想气体   过程的p-v,T-s图 理想气体基本过程的p-v,T-s图 u在p-v,T-s图上的变化趋势 h在p-v,T-s图上的变化趋势 w在p-v,T-s图上的变化趋势 wt在p-v,T-s图上的变化趋势 q在p-v,T-s图上的变化趋势 u,h,w,wt,q在p-v,T-s图上的变化趋势 p-v,T-s图练习（1） p-v,T-s图练习（2） p-v,T-s图练习（3） §3-8  活塞式压气机的压缩过程分析 活塞式压气机的压气过程  可能的压气过程  三种压气过程的参数关系  三种压气过程功的计算 两级压缩中间冷却分析 最佳增压比的推导 最佳增压比的推导 分级压缩的其它好处 分级压缩的级数 活塞式压气机的余隙影响 活塞式压气机的余隙影响 余隙容积VC对理论压气功的影响 余隙容积VC对理论压气功的影响 余隙容积VC对产气量的影响 余隙容积VC对产气量的影响 理想气体混合物 主要内容 混合气体的成分  摩尔成分 mole fraction 平均摩尔质量M和折合气体常数R 与xi的换算 §9-2  分压定律和分容积定律 分压定律 分压定律的物理意义 质量成分与混合物气体常数 Amagat’s law of additive volumes: The volume of a gas mixture is equal to the sum of the volumes each gas would occupy if it existed alone at the mixture temp. and pressure  分容积定律 混合气体的参数计算 混合物总参数的计算 混合物比参数的计算 混合物比参数的计算 混合物比参数的计算 混合物比参数的计算 混合物容积的计算 第四章   小结 Summary 第四章   讨论习题课 作图练习题（1） 作图练习题（2） 作图练习题（3） 计算练习题（1）  I. 活塞无摩擦，完全导热1)  I. 活塞无摩擦，完全导热2)3)  I. 活塞无摩擦，完全导热4)  II. 活塞有摩擦，导热，准静态等温  II. 活塞有摩擦，导热, T   II. 活塞有摩擦，导热, T  计算练习题（2） 取氧气瓶为开口系 取氧气瓶为开口系 取氧气瓶为开口系 计算练习题（3） 计算练习题（3） 分容积定律 总容积 比容 [m3/kg] [m3/kmol] 1、什么样的气体是理想气体？ 2、理想气体状态方程的正确使用 3、理想气体比热、内能、焓的的特点和计算 4、理想气体各种可逆过程的特性，       参数变化，功，热的计算。 5、p-v图，T-s图上的表示 6、压气机热力过程的分析方法 1、任何定温过程都有?u=0, ?h=0 ? 2、从同一初态，分别经                                       过程，      到达同一终态是否可能 T s n=1.2 ? n s T 3、一封闭系经某可逆吸热       对外作功，问能否用一       可逆绝热过程使系统回       到初态 ? 理气 ? s 在u-v图上画出         加热，      加热，      加热           膨胀，定比热，理想气体 v p T q=?u+w v 加热 p 加热 斜率为正的直线 v 加热 p 加热 T 加热 v 加热 p 加热 T 加热 s 膨胀 上凸?下凹？ s 膨胀 s 比较： v p 比较： 比较： 同种气体，TA=TB=T0=288K 突然拔掉销钉，经很长时间，TA=TB=T0 I.  活塞无摩擦，完全导热 求： 1）活塞移动距离L 2）A气体对B气体传热QA A气体对B气体作功WA 3）气缸与外界换热QA+B 4） ?SA ,?SB , ?SA+B II.  活塞有摩擦，完全导热， 且经历准静态等温过程1)~4) 解： 1）活塞移动距离L A和B质量和温度不变 解： 2） QA，WA 突然，不是准静态 无法确定 3） QA+B 解： 4） ?SA ,?SB, ?SA+B   讨论： QA+B=0 ?SA +B  0 QA，WA 无法求 ?SA可求 S状态参数 解： 1）活塞移动距离L A和B质量和温度不变 I.  II.  距离L相等 解： 2） QA，WA 摩擦耗功 3） QA+B (1)、特别快，来不及换热。 (2)、特别慢，热全散走。 (3)、实际压气过程是  s T n 最小 重要启示 有一个最佳增压比  省功 Work saved  省功  省功 欲求w分级最小值， 可证明 若m级 最佳增压比  润滑油要求t 160~180℃,高压压气机必须分级 省功 分级 降低出口温 多级压缩达到 无穷多级 (1)不可能实现 (2)结构复杂(成本高) 一般采用 2 ~ 4 级压缩 T 避免活塞与进排气阀碰撞，留有空隙 余隙容积 压缩过程 排气，状态未变 残留气体膨胀 进新气，状态未变 Clearance volume 活塞排量 研究VC对耗功和产气量的影响 新气量 产气量 有效吸气容积 设1?2和4?3两过程n相同 功＝面积12341 ＝面积12561－面积43564 余隙对单位产气量耗功不影响 定义容积效率 令 余隙比 工程上一般＝0.03~0.08 Volumetric efficiency 讨论： （1）       一定，c     （2） c 和n一定， 极限  无化学反应的理想气体混合物 例：锅炉

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