实际气体性质及热力学一般关系式

一、理想气体状态方程用于实际气体的偏差实际气体性质偏离理想气体的根源是理想气体的基本假设。1、分子间作用力若$r<r_0$则$f_2\gg f_1$,当$r=r_0$时,$f=f_0$,称$r_0$为分子当量作用半径,对应体积约为$4\times 10^{-30}\mathrm{m}^3$。当$r>r'$,才会有$f\to 0$。2、压缩因子对于理想气体,有:$$ pv=R_gT $$定义压缩因子:$$ pv=ZR_gT\quad Z=\frac{pv}{R_gT}=\frac{v}{\frac{R_gT}{p}}=\frac{v}…
理想气体混合物及湿空气

[!NOTE]该部分内容未完成。一、理想气体混合物1、干空气与湿空气湿空气是理想气体混合物,湿空气=干空气+水蒸气:$$ p=p_a+p_v $$$$ R_g=\frac{R}{M} $$上图$p_v$为水蒸气分压,$p_a$为干空气分压。2、未饱和湿空气和饱和湿空气如果空气中的水蒸气过热,即温度高于该分压下的饱和温度,$t>t_s(p_v)$,把说明空气未饱和。空气饱和与否取决于$t,p_v$。空气达成饱和的途径有两条:$t$不变,$p_v$上升;$p_v$不变,$t$下降。湿空气中水蒸气压力$p_v$所对应的饱和温度叫做露点,$t_d=t_s(…
气体和蒸汽的基本热力过程

一、理想气体的可逆多变过程在一般的热力过程中,例如排气、点火、膨胀等等,在$\ln p-\ln V$图上有:$$ \ln p =-n\ln V+c $$即$pv^n=const.$。当$n=0$时,则$p=const.$,表现为定压过程;当$n=1$时,$pv=const.$,表现为定温过程;当$n=\kappa$时,$pv^\kappa=const.(\kappa>1)$,表现为定熵(可逆绝热)过程;当$n=\pm \infty$时,$v=const$,表现为定容过程。二、理想气体的定压、定容和定温过程1、过程方程对于定容过程,存在:$$ n=\…
气体和蒸汽的性质

一、理想气体1、理想气体的基本假设分子为不占体积的弹性质点。除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象,满足$u=u(T)$。在$300\mathrm{K},1\mathrm{atm}$条件下,实际情况与理想气体的误差只有$0.02\%$,很小,但是注意在高温、高压情况下的误差。温度较高时,随压力增大,误差增大;压力较高,温度较低时,误差极大,但是温度较低时误差不大;压力低时,即使温度较低,误差也很小。即低温高压误差大。2、理想气体的状态方程[!NOTE]这个不会的话想想自己的问题。二、理想气体的比热容1、比热的定义与分类比热容的定义式…
热力学第一定律

一、热能和机械能的相互转换过程1、工质与热源工质是实现热能和机械能相互转化的媒介物质。热源是与工质进行热交换的物质系统。从工质中吸取热能的物质系统,称为高温热源,简称“热源”;接受工质排除热能的物质系统,称为低温热源,简称“冷源”。环境大气可以看做为恒温热源,而如燃气轮机的高温排气看做变温热源。2、热能和机械能的相互转换热能动力装置的工作过程为:工质循环、自热源吸热,将其中一部分转化为机械能,并把余下部分传给低温热源;在制冷装置中,工质消耗外部机械功或其他形式的能量,使热能由低温热源向高温热源转移,所消耗的机械能也转换成热能一并排向高温热源。二、热力系统…
热力学第一定律

一、热力学能1、热力学能热力学能是状态函数,使用符号$U$表示,具体包括:$U_k$,包括平动动能、转动动能、振动动能,是与温度有关的函数。$U_p$,位能。2、总(储存)能总能使用符号$E$表示,其计算方法为:$$ E=U+E_k+E_p $$$$ e=u+e_k+e_p $$即,总能等于热力学能、宏观动能、宏观位能的和。二、热力学第一定律1、表述热可以变成功,功也可以变为热;一定量的热消失时必定产生相应量的功;消耗一定量的功时,必出现与之相应量的热。其实质是能量守恒与转换定律在热现象中的应用。热力学第一定律的基本表达式为:加入系统能量的总和-热力系统…
奥托循环和卡诺循环

一、奥托循环(Otto Cycle)1. 循环过程描述奥托循环由四个过程组成(以理想气体为工质):$1 \rightarrow 2$:绝热压缩$2 \rightarrow 3$:等容加热(燃烧过程,吸热$Q_\mathrm{in}$)$3 \rightarrow 4$:绝热膨胀$4 \rightarrow 1$:等容冷却(排气,放热$Q_\mathrm{out}$)2、过程物理量变化与公式推导(1)绝热过程($1\rightarrow2$, $3\rightarrow4$)绝热条件下,$$ pV^\gamma = \mathrm{const} $$$$ …