2016-05-31 10:42:32

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凝聚态物理学
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满足克拉珀龙状态方程且比热为常数的气体。克拉珀龙状态方程即为理想气体状态方程

基本信息

  • 中文名

    完全气体

  • 外文名

    perfect gas

目录

折叠 编辑本段 定义

满足克拉珀龙状态方程且比热为常数的气体。克拉珀龙状态方程即为理想气体状态方程

式中m和M分别为气体的质量和摩尔质量;p、V和T分别为气体的压力体积和热力学温度;R为普适气体常数。

严格地说,比热为常数的气体称为量热完全气体,满足克拉珀龙方程的气体称为热完全气体。一种气体可以是热完全而量热不完全的,但不能是热不完全而量热完全的。

空气动力学中常把实际气体简化为完全气体来处理。在室温和通常压力范围内,实际气体中分子的体积和分子间的相互作用可以略去不计,状态参量基本上能够满足克拉珀龙方程。在低速空气动力学中,空气被视为比热比为常数的完全气体。在高速空气动力学中,气流的温度较高,空气中气体分子的转动能和振动能随着温度的升高而相继受到激发,比热比不再是常数。在1500~2000开的温度范围内,空气可视为变比热比的完全气体。在高超声速流动中,飞行器头部激波后的空气往往被加热到很高的温度,如远程导弹重返大气层时,物体头部强激波后气体温度可达6000~8000开,甚至更高。空气在高温下发生离解、电离等多种复杂的化学、物理变化。这时的空气与具有常比热比的完全气体有本质上的不同,其成分、平均摩尔质量和比热都有显著变化,而且都是温度和压力的函数,即使在平衡态下(外界条件不变时气体的状态也不改变),状态参量也不再满足上述克拉珀龙方程,这种气体称为实际气体。处于低温、高压下的气体,其分子间的平均距离变得很小(分子间的相互作用不能忽略),也是一种实际气体。对应于不同的温度和压力范围,描述实际气体可有不同形式的近似状态方程。

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