第2章 理想氣體的性質(zhì)
本章基本要求:
熟練掌握理想氣體狀態(tài)方程的各種表述形式,并能熟練應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程及理想氣體定值比熱進(jìn)行各種熱力計(jì)算。并掌握理想氣體平均比熱的概念和計(jì)算方法。
理解混合氣體性質(zhì),掌握混合氣體分壓力、分容積的概念。
本章重點(diǎn):氣體的熱力性質(zhì),狀態(tài)參數(shù)間的關(guān)系及熱物性參數(shù),狀態(tài)參數(shù)(壓力、溫度、比容、內(nèi)能、焓、熵)的計(jì)算。
2.1 理想氣體狀態(tài)方程
一、理想氣體與實(shí)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(zhì)點(diǎn),
注意:當(dāng)實(shí)際氣體p→0 v→ 的極限狀態(tài)時(shí),氣體為理想氣體。
二、理想氣體狀態(tài)方程的導(dǎo)出
2.2 理想氣體的比熱
一、比熱的定義與單位
定義:?jiǎn)挝晃锪康奈矬w,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(yīng)注意的問(wèn)題
1.運(yùn)用理想氣體狀態(tài)方程確定氣體的數(shù)量和體積等,需特別注意有關(guān)物理量的含義及單位的選取。
2.考慮比熱隨溫度變化后,產(chǎn)生了多種計(jì)算理想氣體熱力參數(shù)變化量的方法,要熟練地掌握和運(yùn)用這些方法,必須多加練習(xí)才能達(dá)到目的。
3.在非定值比熱情況下,理想氣體內(nèi)能、焓變化量的計(jì)算方法,理想混合氣體的分量表示法,理想混合氣體相對(duì)分子質(zhì)量和氣體常數(shù)的計(jì)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:?jiǎn)挝晃锪康臍怏w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(shí)比熱與平均比熱
1. 定值比熱:凡分子中原子數(shù)目相同因而其運(yùn)動(dòng)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(shí)比熱:相應(yīng)于每一溫度下的比熱值稱為氣體的真實(shí)比熱。
常將比熱與溫度的函數(shù)關(guān)系表示為溫度的三次多項(xiàng)式
3.平均比熱
2.3 混合氣體的性質(zhì)
一、混合氣體的分壓力
維持混合氣體的溫度和容積不變時(shí),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(nèi)徑為15.24cm的金屬球抽空后放后在一精密的天平上稱重,當(dāng)填充某種氣體至7.6bar后又進(jìn)行了稱重,兩次稱重的重量差的2.25g,當(dāng)時(shí)的室溫為27℃,試確定這里何種理想氣體。
2.通用氣體常數(shù)和氣體常數(shù)有何不同?
3.混合氣體處于平衡狀態(tài)時(shí),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(zhì)量小于混合氣體的千摩爾質(zhì)量,問(wèn)該組成氣體在混合氣體中的質(zhì)量成分是否一定小于容積成分,為什么。
作業(yè):2-3、2-6、2-8、2-11、2-15
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