2020年工程热力学考点归纳与典型题(含考研真题)详解
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第3章 气体的性质

3.1 考点归纳

一、理想气体与实际气体

1.定义

(1)理想气体:是指源于实际,又经过科学抽象的,在实际中根本不存在的假想气体模型。

(2)实际气体:是指如果气体的状态处于很高的压力或很低的温度,气体有很高的密度,以致分子本身的体积及分子间的相互作用力不能忽略不计时的气体。

2.联系

理想气体与实际气体没有明显界限,在某种状态下,应视为何种气体,要根据工程计算所容许的误差范围而定。

3.理想气体的状态方程

(1)以气体总质量m表示的气体的状态方程

pV=mRT

(2)以nkmol物量表示的气体的状态方程式

pV=nR0T

(3)状态方程的应用

求平衡态下的参数;

两平衡状态间参数的计算;

标准状态与任意状态或密度间的换算;

气体体积膨胀系数。

4.通用气体常数与气体常数

(1)通用气体常数

(2)气体常数

二、理想气体的比热容

1.比热容的定义

比热容是指1kg的物体温度升高1K(1℃)所需热量,即

2.定压比热和定容比热

(1)定压比热容

定压比热容是指单位物量的气体在定压情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量。即

(2)定容比热容

定容比热容是指单位物量的气体在定容情况下升高或降低1K所吸收或放出的热量。即

(3)定压比热容与定容比热容的关系

迈耶公式

比热比

3.定值比热、真实比热与平均比热

(1)定值比热

凡分子中原子数目相同因而其运动自由度也相同的气体,它们的摩尔比热值都相等,称为定值比热。

(2)真实比热

相应于每一温度下的比热值称为气体的真实比热。

(3)比热与温度的函数关系

(3)平均比热

三、混合气体的性质

1.混合气体的分压力和道尔顿分压定律

(1)混合气体的分压力

分压力是指假定混合气体中组成气体单独存在,并且具有与混合气体相同的温度及容积时的压力。

(2)道尔顿分压力定律

2.混合气体的分容积和阿密盖特分容积定律

(1)混合气体的分容积

分容积是指假想混合气体中组成气体具有与混合气体相同的温度和压力时,单独存在所占有的容积。

(2)阿密盖特分容积定律

3.混合气体成分

(1)质量成分

定义:质量成分是指混合气体中某组成气体的质量mi与混合气体总质量m的比值。

表达式

(2)容积成分

定义:容积成分是指混合气体中某组成气体的分容积Vi与混合气体总容积V之比值。表达式

(3)摩尔成分

定义:摩尔成分是指混合气体中某组成气体的摩尔数ni与混合气体总摩尔数n之比值。

表达式

4.混合气体的平均摩尔质量和平均气体常数

(1)折合摩尔质量和折合气体常数

假想一种单一气体,其分子数和总质量恰与混合气体的相同,这种假拟单一气体的摩尔质量和气体常数就是混合气体的平均摩尔质量和平均气体常数,又称折合摩尔质量和折合气体常数。

(2)折合摩尔质量

(3)平均气体常数

 

四、理想气体及其混合物的热力学能、焓和熵

1.理想气体

(1)特征

对于理想气体,任何一个过程的热力学能变化量都和温度变化相同的定容过程的热力学能变化量相等;任何一个过程的焓变化量都和温度变化相同的定压过程的焓变化量相等。

定容过程膨胀功为零,热力学能变化量与过程热量相等,即

定压过程技术功为零,焓变化量与过程热量相等,即

(2)理想气体的熵

2.混合气体

(1)混合气体的热力学能

(2)混合气体的焓

(3)混合气体的熵