102 气体及其热力过程概要

102 气体及其热力过程概要

       蒸气--沸腾液体产生的气体（与沸腾液体共存或平衡的气体，如常压下100℃沸腾的水产生的水蒸气等）

       理想气体--远离蒸气状态的气体（降低压力或升高温度均可远离蒸气状态，如常压下100℃的水蒸气为蒸气状态，但常压下300℃的水蒸气接近理想气体，或0.001MPa时100℃的水蒸气也可接近理想气体）。

        压力不高的空气、氧气、氮气、二氧化碳等均可作为理想气体处理。

        理想气体的微观理解：

        气体分子为质点；气体分子之间无作用力；分子碰撞为弹性碰撞。

        理想气体状态方程：

        p-压力，Pa；v-比容，m³/mol；T-温度，K；R-8.314J/(mol·K)

        计算示例：如100kPa、30℃的氧气，其比容及密度为：

    v=RT/p=8.314*(273+30)/(100*1000)

=0.025 m³/mol

    ρ=1/ v =1/0.025

              =40 mol/m³=40*18 g/m³=0.72kg/m³

        内能变化：

        U-内能，kJ；m-质量，kg；C_V-定容比热，kJ/(kg.K)；T₂-终温，K；T₁-始温，K。

        焓变化：

        H-焓，kJ；m-质量，kg；C_P-定压比热，kJ/(kg.K)；T₂-终温，K；T₁-始温，K。

       熵变化：

        S-熵，kJ/K；m-质量，kg；C_P-定压比热，kJ/(kg.K)；T₂-终温，K；T₁-始温，K；R-气体常数，kJ/(kg.K)；p₂-终压，Pa；p₁-始压，Pa。

       比热容关系：

        绝热指数--定压比热容与定容比热容之比。

         气体的定温、定压、定容、定熵（可逆绝热）、多变过程中参数及能量变化如下：

思考与练习

    氮气钢瓶40L，放在车间内，当压力表读数为6atm时，其中的氮气还约有多少？