1、*,1,1、理想氣體（ ideal gas）,2、實(shí)際氣體（ real gas）,3.1 理想氣體狀態(tài)方程式,當(dāng)實(shí)際氣體p0 v的極限狀態(tài)時(shí)，氣體為理想氣體。,1. 分子之間沒有作用力 2. 分子本身不占容積,現(xiàn)實(shí)中沒有理想氣體,*,2,當(dāng)實(shí)際氣體 P很小, V 很大, T比較高時(shí), 即處于遠(yuǎn)離液態(tài)的稀薄狀態(tài)時(shí), 可視為理想氣體。,哪些氣體可當(dāng)作理想氣體?,T常溫，p7MPa 的雙原子分子,理想氣體,O2, N2, Air, CO, H2,如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)和航空發(fā)動(dòng)機(jī)以空氣為主的燃?xì)獾龋?三原子分子（H2O, CO2)一般不能當(dāng)作理想氣體，,特殊可以，如空調(diào)的濕空氣，高溫?zé)煔獾腃O2 。,*,3,

2、理想氣體的狀態(tài)方程,四種形式,R 與Rg,摩爾容積Vm,狀態(tài)方程,統(tǒng)一單位,*,4,摩爾容積Vm,阿伏伽德羅假說: 相同 P和 T 下各理想氣體的摩爾容積Vm相同。,在標(biāo)準(zhǔn)狀況下,理想氣體的狀態(tài)方程,*,5,R與Rg的區(qū)別,R通用氣體常數(shù) (摩爾氣體常數(shù)，與氣體種類無關(guān)),Rg氣體常數(shù) (隨氣體種類變化),M-氣體摩爾質(zhì)量，kg/mol,*,6,計(jì)算時(shí)注意事項(xiàng)：,1、絕對壓力,2、溫度單位 K,3、統(tǒng)一單位 （最好均用國際單位）,V：氣體容積，m3；,V：質(zhì)量為mkg氣體所占的容積。,P：氣體絕對壓力，Pa ； v：氣體比容，m3/kg； T：熱力學(xué)溫度K ；,Vm：摩爾容積，m3/kmol；

3、 R ：通用氣體常數(shù)，J/molK；,M：摩爾質(zhì)量，kg/mol。 M空氣=28.910-3 kg/mol,理想氣體的狀態(tài)方程,Rg：氣體常數(shù)，J/kgK；,*,7,狀態(tài)方程的應(yīng)用,1 求平衡態(tài)下的參數(shù),2 兩平衡狀態(tài)間參數(shù)的計(jì)算,3 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)與任意狀態(tài)或密度間的換算,*,8,理想氣體的狀態(tài)方程,V=1m3的容器有N2，溫度為20 ，壓力表讀數(shù)1000mmHg，pb=1atm，求N2質(zhì)量。,例3-1：,解：,例3-2,壓氣機(jī),儲氣箱,壓氣,壓氣機(jī)每分鐘吸入氣體：,儲氣箱初時(shí)：,求：？分鐘后，儲氣箱內(nèi),儲氣箱中最終有氣體質(zhì)量m3 :,儲氣箱中原有氣體質(zhì)量m2 :,每分鐘送入儲氣箱的質(zhì)量為m1：,

4、解題思路：,(kg),(kg),(kg/min),12,例3-3 試按理想氣體狀態(tài)方程求空氣在表列溫度、壓力條件下的比體積v，并與實(shí)測值比較。已知：空氣氣體常數(shù)Rg=287.06J/(kgK),解：,13,相對誤差=,本例說明： 低溫高壓時(shí)，應(yīng)用理想氣體假設(shè)有較大誤差。,*,14,在利用狀態(tài)方程計(jì)算涉及體積流量和質(zhì)量流量的問題時(shí)，只需將體積流量qv視為體積V，質(zhì)量流量qm視為m，摩爾流量qn視為n即可，此時(shí)狀態(tài)方程應(yīng)為,理想氣體的狀態(tài)方程,15,例3- 某臺壓縮機(jī)輸出的壓縮空氣，其表壓力為pe=0.22MPa，溫度t=156，這時(shí)壓縮空氣為每小時(shí)流出3200m3。設(shè)當(dāng)?shù)卮髿鈮簆b=765mmH

5、g，求壓縮空氣的質(zhì)量流量qm(kg/h)，以及標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量qv0(m3/h)。,16,解：壓縮機(jī)出口處空氣的溫度 T=t+273=(156+273)K=429K， 絕對壓力 該狀態(tài)下體積流量qv =3200m3/h 將上述各值代入以流率形式表達(dá)的理想氣體狀態(tài)方程式: 得出摩爾流量qn(mol/h),17,空氣的相對分子質(zhì)量Mr=28.97，故摩爾質(zhì)量M=28.9710-3kg/mol， 空氣的質(zhì)量流量為 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積流量為 代入上式得qv0=22.41410-3 m3 /mol288.876103mol/h =6474.98 m3/h。,18,煤氣表上讀得煤氣消耗量是68.37m3，使用期

6、間煤表的平均表壓力是44mmH2O，平均溫度為17，大氣 平均壓力為751.4mmHg，求： 1）消耗多少標(biāo)準(zhǔn)m3的煤氣； 2）其他條件不變，煤氣壓力降低到30mmH2O，同樣讀數(shù)相當(dāng)于多少標(biāo)準(zhǔn)m3煤氣； 3）其它同1）但平均溫度為30，又如何？,解：1）由于壓力較底，故煤氣可作理想氣體,例3-,19,2）,3）,20,3-2 理想混合氣體,一、考慮理想混合氣體的基本原則：,混合氣體的組分都處理想氣體狀態(tài)，則混合氣體 也處理想氣體狀態(tài)；,混合氣體可作為某種假想氣體，其質(zhì)量和分子數(shù) 與組分氣體質(zhì)量之和及分子數(shù)之和相同；,即有：,即理想氣體混合物可作為Rg混和M混的“某種”理想氣體。,(reduc

7、ed gas constant of a mixture),(reduced molar mass of a mixture),21,二、混合氣體的分壓力定律和分容積定律,1.分壓力定律(Dalton law of partial pressure),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,22,2、分容積定律(law of partial volume) 分容積組分氣體處在與混合氣體同溫同壓單獨(dú) 占有的體積。,三、混合氣體成分,2.體積分?jǐn)?shù)(volume fraction of a mixture),3.摩爾分?jǐn)?shù)(mole fraction of a mixture),1.質(zhì)量分?jǐn)?shù)(mass fraction of a mixture),某組元?dú)怏w的質(zhì)量,混合氣體總質(zhì)量,某組元?dú)怏w的體積,混合氣體總體積,某組元?dú)怏w的摩爾數(shù),混合氣體總摩爾數(shù),24,4.各成分之間的關(guān)系,25,6.利用混合物成分求M混和Rg混,a)已知質(zhì)量分?jǐn)?shù),26,b)已知摩爾分?jǐn)?shù),27,由A、B兩種氣體組成的混合氣體，若質(zhì)量分?jǐn)?shù)wAwB, 是否一定有摩爾分?jǐn)?shù)xAxB,為什么？試以H2和CO2混合物，,說明之。,解：,例3-,2