问答题
工程上判断一种工质是否符合理想气体的条件,与分子运动论对理想气体微观结构的假设,有何不同之处?
【正确答案】分子运动论对理想气体微观结构假设的基本要点是:理想气体分子是本身不占体积的弹性质点;分子之间除弹性碰撞外无其他相互作用;理想气体中大量分子处于无规则的紊乱运动状态。实际上,完全符合这些微观假设条件的理想气体是不存在的,它仅是一种理想化的概念。在工程热力学中,理想气体的定义是建立在波义耳一马略特及查利一盖吕萨克等实验定律的基础上的。凡是状态方程(p,v,T之间函数的关系)满足克拉贝龙方程式的气体,称为理想气体。
在工程计算中,一种气体能否当作理想气体处理,完全取决于气体的状态及所要求的计算精确度,而与过程的性质无关。所谓气体的压力足够低,比容足够大,是指气体处于该状态时,如果用理想气体状态方程来计算,能完全满足工程计算的精确度要求。这样,处于该状态下的气体,就可认为是理想气体。例如,O2,N2,H2,CO,CO2等气体以及空气、烟气及燃气等混合气体,在通常的温度、压力下,都可看作是理想气体。又如,水蒸气、氨、氟利昂等工质,在它们的工作状态下,离液态较近,都不能当作理想气体,因此,也不能用理想气体状态方程来计算。甚至,同一种气体,在初态可以当作理想气体,但随着过程的进展,其状态逐渐偏离理想气体,达到终态时已不符合克拉贝龙方程了。可见,理想气体状态方程是理想气体最重要的基本性质,是否足够精确地满足该方程,是判别一种气体能否当作理想气体的依据。
【答案解析】