熱工基礎 課件第7章 理想氣體混合物和濕空氣

第7章理想氣體混合氣體及濕空氣PPT模板下載：/moban/行業(yè)PPT模板：/hangye/節(jié)日PPT模板：/jieri/PPT素材下載：/sucai/PPT背景圖片：/beijing/PPT圖表下載：/tubiao/優(yōu)秀PPT下載：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/資料下載：/ziliao/PPT課件下載：/kejian/范文下載：/fanwen/試卷下載：/shiti/教案下載：/jiaoan/PPT論壇：

主要內容混合氣體

混合氣體的比熱容、熱力學能、

焓和熵濕空氣和濕空氣的相對濕度濕空氣的含濕量和h-d圖理想氣體混合物若混合氣體的各組成部分均是理想氣體，則其混合物也處于理想氣體狀態(tài)，具有理想氣體的一切特性。理想氣體混合物折合氣體常數(shù)折合摩爾質量滿足邁耶公式分壓力定律分壓力：在與混合物保持相同溫度時，各組分單獨占有混合氣體的體積時對器壁的壓力。各組分狀態(tài)方程：即：混合氣體總壓力p等于各組分分壓力pi之和。分體積定律分體積：在與混合物保持相同溫度和壓力時，各組分單獨分離出來時占有的體積。各組分狀態(tài)方程：即：混合氣體總體積V等于各組分分體積Vi之和。混合氣體的質量分數(shù)質量分數(shù)：混合氣體中各組分的質量與混合氣體總質量的比值，用ωi表示。各組分質量分數(shù)：混合氣體中各組分質量分數(shù)之和等于1。......混合氣體的體積分數(shù)體積分數(shù)：混合氣體中各組分的分體積與混合氣體總體積的比值，用φi表示。各組分體積分數(shù)：混合氣體中各組分體積分數(shù)之和等于1。......混合氣體的摩爾分數(shù)摩爾分數(shù)：混合氣體中各組分的物質的量與混合氣體總物質的量的比值，用xi表示。各組分摩爾分數(shù)：混合氣體中各組分摩爾分數(shù)之和等于1。......三種成分之間的關系體積分數(shù)：混合氣體中各組分體積分數(shù)與摩爾分數(shù)相等?；旌蠚怏w摩爾體積第i種組分的摩爾體積根據(jù)阿伏伽德羅定律，同溫同壓下，任何氣體的摩爾體積相等，即：三種成分之間的關系體積分數(shù)與質量分數(shù)的換算：混合氣體的折合氣體常數(shù)第i種組分的氣體常數(shù)分壓力與摩爾分數(shù)根據(jù)分壓力和分體積定律：各組分的分壓力等于混合氣體總壓力與其摩爾分數(shù)（或體積分數(shù)）的乘積。對同一組分，等式右端相等，則有：折合摩爾質量（平均摩爾質量）：混合氣體的總質量與混合氣體總的物質的量之比，用Meq表示混合氣體的折合摩爾質量由質量守恒：混合氣體的折合摩爾質量由物質的量守恒：折合氣體常數(shù)：把混合氣體看作某種假想的單質氣體時的氣體常數(shù)：混合氣體的比熱容、u、h、s混合氣體的比熱容滿足邁耶公式1kg混合物吸收的熱量應等于各組分吸收熱量之和，即：比定壓熱容和比定容熱容：根據(jù)比熱容的定義得：混合氣體吸收的總熱量：混合氣體的熱力學能和焓混合氣體的熱力學能和焓都是廣延參數(shù)，具有可加性。混合氣體的比熱力學能和比焓：熱力學能變化和焓變：混合氣體的熵混合氣體的熵也是廣延參數(shù)，具有可加性?；旌蠚怏w各組分的比熵變化：混合氣體的熵變：一絕熱隔板將剛性絕熱容器分成兩部分，一部分存有2kmol氧氣，pO2=0.5MPa，TO2=300K，另一部分有3kmol二氧化碳，pCO2=0.3MPa，TCO2=400K?，F(xiàn)將隔板抽去，氧氣和二氧化碳均勻混合。求：（1）混合氣體的壓力p和溫度T；（2）熱力學能和焓的變化（按定值比熱容計算）。例題解：（1）混合氣體的溫度和壓力：取整個絕熱容器內物質作為系統(tǒng)，根據(jù)閉口系統(tǒng)能量方程：按理想氣體計算公式：混合氣體總體積：混合氣體的壓力：（2）熱力學能和焓變：濕空氣濕空氣和干空氣濕空氣：含有水蒸氣的空氣；干空氣：完全不含水蒸氣的空氣。成分相對分子質量摩爾分數(shù)O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003干空氣的組成表

工程中一般認為干空氣組成和成分一定，常當做一種“單一”氣體處理。濕空氣和干空氣大氣壓力的改變，導致各地水的沸點也不一致。海拔高度/m大氣壓力/kPa水的沸點/℃0101.33100.0100089.5596.3200079.593.2500054.0583.01000026.5066.2200005.5334.5不同海拔下水的沸點濕空氣中水蒸氣分壓力很低，一般處于過熱狀態(tài)。濕空氣和干空氣濕空氣＝干空氣＋水蒸氣水蒸氣的含量及相態(tài)都可能發(fā)生變化

空氣的溫度、濕度調節(jié)，木材、紡織品等的干燥，冷卻塔中水的冷卻過程等，濕空氣都起著非常大的作用。濕空氣中的蒸汽可以凝聚成液態(tài)或固態(tài)；環(huán)境中的水可以蒸發(fā)到空氣中去。濕空氣和干空氣1.氣相混合物作為理想氣體混合物處理；2.干空氣不影響水蒸氣與其凝聚相的相平衡；3.當水蒸氣凝結成液相或固相時，液相或固相中不含有溶解的空氣。關于濕空氣的幾條假設：未飽和、飽和濕空氣根據(jù)理想氣體混合物的分壓力定律，濕空氣總壓力：干空氣分壓力水蒸氣分壓力若濕空氣來自環(huán)境大氣：濕空氣中水蒸氣，或處于過熱狀態(tài)，或處于飽和狀態(tài)未飽和濕空氣

=干空氣+過熱水蒸氣飽和濕空氣

=干空氣+飽和水蒸氣未飽和、飽和濕空氣增加水蒸氣含量水滴出現(xiàn)而析出，濕空氣保持飽和狀態(tài)如果濕空氣溫度不變，增加濕空氣中水蒸氣含量使其分壓力增加，當水蒸氣分壓力達到其溫度所對應的飽和壓力時，水蒸氣達到飽和蒸汽狀態(tài)過熱狀態(tài)飽和狀態(tài)未飽和、飽和濕空氣如果保持水蒸氣分壓力pv不變，若降低濕空氣的溫度可使水蒸氣從過熱狀態(tài)達到飽和狀態(tài)，此時所對應的濕空氣狀態(tài)為露點水蒸氣變?yōu)槟Y水而析出露點td：對應水蒸氣分壓力pv的飽和溫度；比如，在潮濕的夏季，自來水管上凝結的水珠飽和狀態(tài)濕空氣的相對濕度濕空氣的絕對濕度絕對濕度：每立方米濕空氣中所含有的水蒸氣質量。飽和絕對濕度：飽和空氣的絕對濕度。飽和絕對濕度是在一定溫度下濕空氣絕對濕度達到的最大值濕空氣的絕對濕度絕對濕度說明濕空氣中實際所含的水蒸氣質量的多少，而不能說明濕空氣干燥或潮濕的程度及吸濕能力的大小。例：ρv=0.009kg/m3

當空氣溫度為25℃時，ρ”v=

0.0244kg/m3

當空氣溫度為10℃時，ρ”v=

0.0094kg/m3

水蒸氣遠未達到飽和，具有較強的吸濕能力水蒸氣接近飽和狀態(tài)，吸濕能力較小絕對濕度說明濕空氣中實際所含的水蒸氣質量的多少，而不能說明濕空氣干燥或潮濕的程度及吸濕能力的大小。濕空氣的相對濕度相對濕度：濕空氣的絕對濕度與同溫度下飽和空氣的飽和絕對濕度（最大絕對濕度）的比值。＝1

飽和濕空氣＝0

干空氣0<φ<1

未飽和濕空氣反映濕空氣中水蒸氣含量接近飽和的程度。越干燥，吸水能力越強越濕潤，吸水能力越低φφ水蒸氣分壓力與同溫度下的飽和壓力之比相對濕度的測量干球溫度計濕球溫度計濕空氣溫度t濕空氣的濕球溫度tw三種溫度的關系未飽和空氣（φ<1）：t>tw>td飽和空氣（φ=1）：

t=tw=td濕空氣的含濕量和焓濕空氣的含濕量含濕量（比濕度）：1kg干空氣中所含有的水蒸氣質量。根據(jù)理想氣體狀態(tài)方程：濕空氣的含濕量建立了含濕量和相對濕度的關系；當大氣壓一定時，含濕量和水蒸氣分壓力有單值對應關系。濕空氣的焓濕空氣的焓：以單位質量干空氣為基準，1kg干空氣的焓和dkg水蒸氣的焓的總和

工程上，取0oC時干空氣的焓水蒸氣的焓則，溫度t下水的焓hv=0

干空氣的焓ha=0代入得：濕空氣的焓濕（h-d）圖濕空氣的焓濕（h-d）圖1.定含濕量（d）線2.定干球溫度（t）線3.定焓（h）線4.定相對濕度（φ）線5.d與pv換算關系線濕空氣的焓濕（h-d）圖h-d圖（壓力0.1MPa）濕空氣的焓濕（h-d）圖例：濕空氣壓力為0.1MPa，溫度為30℃，相對濕度為70%，試由h-d

圖求濕空氣的露點溫度、焓、含濕量及水蒸氣的分壓力。濕空氣的焓濕（h-d）圖d=18.8h=76pv=2.8kPatd=23.9℃濕空氣的熱力過程23

2

=100%h1h31h2t2t3t1

1濕空氣的加熱及冷卻過程在焓濕圖上的表示一、加熱或冷卻過程特征：過程中含濕量保持不變，在h-d圖上是平行縱坐標的豎直線加熱過程：如圖1→2，焓增加，相對濕度降低，冷卻過程與其相反。過程中的熱量：2