是一个完美的理想过程,现实中是不可能进行的,但可逆过程仍然具有十分重要的实际意义,作为研究实际过程的基础。
f理想气体与实际气体我们工程热力徐研究的主要内容是如何把工质的热能转变为能够被我们利用的机械能。热能和机械能之间的转化需要通过工质的膨胀或压缩过程实现,因此我们所采用的工作物质工质,应具有显著的涨缩能力,即其体积随温度、压力能有较大的变化。物质的三态:气、液、固中只有气态具有这一特性。因而实现热能和机械能转化的这些工质一般都采用气态物质。一、理想气体的概念理想气体是一种实际上并不存在的假想气体,理想气体有两点假设:1分子是些弹性的,不具体积的质点○2分子间没有相互作用力○在这两点假设条件下,气体分子的运动规律极大地简化了,分子之间的碰撞为直线运动,且为弹性碰撞,无动能损失。我们都知道,若组成系统的气体的压力和密度较小,那么系统内分子间的平均距离就会增大,当气体的压力和密度降低到一定程度时,即平均距离大到一定程度时,气体分子本身所占的体积就会远远小于分子所活动的空间,分子间平均距离远到分子间作用力极其微弱的状态时,就很接近理想气体。因此理想气体是气体压力趋近于零,比容趋近于无穷大时的极限状态。自然界中完全符合理想气体假设条件的气体是不存在的。但在我们工程中常用到的氧气、氮气、氢气、CO等,以及混合气体、燃气烟气等工质,在通常使用的温度、压力下都可以作为理想气体进行处理,简化计算,误差一般都在工程计算允许的精度范围之内。但对于那些离液态不远的气态物质,如蒸汽动力装置中采用的工质水蒸汽,制冷装置的氟利昂蒸汽,氨蒸汽等,它们更接近液态,与理想气体性质差别较大,分子本身的体积以及分子与分子之间的作用力都不可忽略,因此它们不能当做理想气体处理,这些工质我们称为实际气体。我们这门课主要研究理想气体。二、理想气体状态方程理想气体状态方程是用来揭示平衡状态下气体的压力、温度、比容之间相互
f关系的方程式,它有几种表达方式,几种表达方式之间是等价的。
P1v1P2v2Pvco
stT1T2T
即对于一定的系统,只要没有物质交换,不管工质的状态怎么变,他的Pv乘积与T的比值始终是一个常数。或表示成
PvRT
其中R称为气体常数,它是一个只与气体种类有关,而与气体所处状态无关的物理量,即只要气体一定了,不管状态怎么变,PVT取何值,R都是一定的,是常数。状态方程有很多不r