热工基础 课件第7章 理想气体混合物和湿空气

第7章理想气体混合气体及湿空气PPT模板下载：/moban/行业PPT模板：/hangye/节日PPT模板：/jieri/PPT素材下载：/sucai/PPT背景图片：/beijing/PPT图表下载：/tubiao/优秀PPT下载：/xiazai/PPT教程：/powerpoint/Word教程：/word/Excel教程：/excel/资料下载：/ziliao/PPT课件下载：/kejian/范文下载：/fanwen/试卷下载：/shiti/教案下载：/jiaoan/PPT论坛：

主要内容混合气体

混合气体的比热容、热力学能、

焓和熵湿空气和湿空气的相对湿度湿空气的含湿量和h-d图理想气体混合物若混合气体的各组成部分均是理想气体，则其混合物也处于理想气体状态，具有理想气体的一切特性。理想气体混合物折合气体常数折合摩尔质量满足迈耶公式分压力定律分压力：在与混合物保持相同温度时，各组分单独占有混合气体的体积时对器壁的压力。各组分状态方程：即：混合气体总压力p等于各组分分压力pi之和。分体积定律分体积：在与混合物保持相同温度和压力时，各组分单独分离出来时占有的体积。各组分状态方程：即：混合气体总体积V等于各组分分体积Vi之和。混合气体的质量分数质量分数：混合气体中各组分的质量与混合气体总质量的比值，用ωi表示。各组分质量分数：混合气体中各组分质量分数之和等于1。......混合气体的体积分数体积分数：混合气体中各组分的分体积与混合气体总体积的比值，用φi表示。各组分体积分数：混合气体中各组分体积分数之和等于1。......混合气体的摩尔分数摩尔分数：混合气体中各组分的物质的量与混合气体总物质的量的比值，用xi表示。各组分摩尔分数：混合气体中各组分摩尔分数之和等于1。......三种成分之间的关系体积分数：混合气体中各组分体积分数与摩尔分数相等。混合气体摩尔体积第i种组分的摩尔体积根据阿伏伽德罗定律，同温同压下，任何气体的摩尔体积相等，即：三种成分之间的关系体积分数与质量分数的换算：混合气体的折合气体常数第i种组分的气体常数分压力与摩尔分数根据分压力和分体积定律：各组分的分压力等于混合气体总压力与其摩尔分数（或体积分数）的乘积。对同一组分，等式右端相等，则有：折合摩尔质量（平均摩尔质量）：混合气体的总质量与混合气体总的物质的量之比，用Meq表示混合气体的折合摩尔质量由质量守恒：混合气体的折合摩尔质量由物质的量守恒：折合气体常数：把混合气体看作某种假想的单质气体时的气体常数：混合气体的比热容、u、h、s混合气体的比热容满足迈耶公式1kg混合物吸收的热量应等于各组分吸收热量之和，即：比定压热容和比定容热容：根据比热容的定义得：混合气体吸收的总热量：混合气体的热力学能和焓混合气体的热力学能和焓都是广延参数，具有可加性。混合气体的比热力学能和比焓：热力学能变化和焓变：混合气体的熵混合气体的熵也是广延参数，具有可加性。混合气体各组分的比熵变化：混合气体的熵变：一绝热隔板将刚性绝热容器分成两部分，一部分存有2kmol氧气，pO2=0.5MPa，TO2=300K，另一部分有3kmol二氧化碳，pCO2=0.3MPa，TCO2=400K。现将隔板抽去，氧气和二氧化碳均匀混合。求：（1）混合气体的压力p和温度T；（2）热力学能和焓的变化（按定值比热容计算）。例题解：（1）混合气体的温度和压力：取整个绝热容器内物质作为系统，根据闭口系统能量方程：按理想气体计算公式：混合气体总体积：混合气体的压力：（2）热力学能和焓变：湿空气湿空气和干空气湿空气：含有水蒸气的空气；干空气：完全不含水蒸气的空气。成分相对分子质量摩尔分数O232.0000.2095N228.0160.7809Ar39.9440.0093CO244.010.0003干空气的组成表

工程中一般认为干空气组成和成分一定，常当做一种“单一”气体处理。湿空气和干空气大气压力的改变，导致各地水的沸点也不一致。海拔高度/m大气压力/kPa水的沸点/℃0101.33100.0100089.5596.3200079.593.2500054.0583.01000026.5066.2200005.5334.5不同海拔下水的沸点湿空气中水蒸气分压力很低，一般处于过热状态。湿空气和干空气湿空气＝干空气＋水蒸气水蒸气的含量及相态都可能发生变化

空气的温度、湿度调节，木材、纺织品等的干燥，冷却塔中水的冷却过程等，湿空气都起着非常大的作用。湿空气中的蒸汽可以凝聚成液态或固态；环境中的水可以蒸发到空气中去。湿空气和干空气1.气相混合物作为理想气体混合物处理；2.干空气不影响水蒸气与其凝聚相的相平衡；3.当水蒸气凝结成液相或固相时，液相或固相中不含有溶解的空气。关于湿空气的几条假设：未饱和、饱和湿空气根据理想气体混合物的分压力定律，湿空气总压力：干空气分压力水蒸气分压力若湿空气来自环境大气：湿空气中水蒸气，或处于过热状态，或处于饱和状态未饱和湿空气

=干空气+过热水蒸气饱和湿空气

=干空气+饱和水蒸气未饱和、饱和湿空气增加水蒸气含量水滴出现而析出，湿空气保持饱和状态如果湿空气温度不变，增加湿空气中水蒸气含量使其分压力增加，当水蒸气分压力达到其温度所对应的饱和压力时，水蒸气达到饱和蒸汽状态过热状态饱和状态未饱和、饱和湿空气如果保持水蒸气分压力pv不变，若降低湿空气的温度可使水蒸气从过热状态达到饱和状态，此时所对应的湿空气状态为露点水蒸气变为凝结水而析出露点td：对应水蒸气分压力pv的饱和温度；比如，在潮湿的夏季，自来水管上凝结的水珠饱和状态湿空气的相对湿度湿空气的绝对湿度绝对湿度：每立方米湿空气中所含有的水蒸气质量。饱和绝对湿度：饱和空气的绝对湿度。饱和绝对湿度是在一定温度下湿空气绝对湿度达到的最大值湿空气的绝对湿度绝对湿度说明湿空气中实际所含的水蒸气质量的多少，而不能说明湿空气干燥或潮湿的程度及吸湿能力的大小。例：ρv=0.009kg/m3

当空气温度为25℃时，ρ”v=

0.0244kg/m3

当空气温度为10℃时，ρ”v=

0.0094kg/m3

水蒸气远未达到饱和，具有较强的吸湿能力水蒸气接近饱和状态，吸湿能力较小绝对湿度说明湿空气中实际所含的水蒸气质量的多少，而不能说明湿空气干燥或潮湿的程度及吸湿能力的大小。湿空气的相对湿度相对湿度：湿空气的绝对湿度与同温度下饱和空气的饱和绝对湿度（最大绝对湿度）的比值。＝1

饱和湿空气＝0

干空气0<φ<1

未饱和湿空气反映湿空气中水蒸气含量接近饱和的程度。越干燥，吸水能力越强越湿润，吸水能力越低φφ水蒸气分压力与同温度下的饱和压力之比相对湿度的测量干球温度计湿球温度计湿空气温度t湿空气的湿球温度tw三种温度的关系未饱和空气（φ<1）：t>tw>td饱和空气（φ=1）：

t=tw=td湿空气的含湿量和焓湿空气的含湿量含湿量（比湿度）：1kg干空气中所含有的水蒸气质量。根据理想气体状态方程：湿空气的含湿量建立了含湿量和相对湿度的关系；当大气压一定时，含湿量和水蒸气分压力有单值对应关系。湿空气的焓湿空气的焓：以单位质量干空气为基准，1kg干空气的焓和dkg水蒸气的焓的总和

工程上，取0oC时干空气的焓水蒸气的焓则，温度t下水的焓hv=0

干空气的焓ha=0代入得：湿空气的焓湿（h-d）图湿空气的焓湿（h-d）图1.定含湿量（d）线2.定干球温度（t）线3.定焓（h）线4.定相对湿度（φ）线5.d与pv换算关系线湿空气的焓湿（h-d）图h-d图（压力0.1MPa）湿空气的焓湿（h-d）图例：湿空气压力为0.1MPa，温度为30℃，相对湿度为70%，试由h-d

图求湿空气的露点温度、焓、含湿量及水蒸气的分压力。湿空气的焓湿（h-d）图d=18.8h=76pv=2.8kPatd=23.9℃湿空气的热力过程23

2

=100%h1h31h2t2t3t1

1湿空气的加热及冷却过程在焓湿图上的表示一、加热或冷却过程特征：过程中含湿量保持不变，在h-d图上是平行纵坐标的竖直线加热过程：如图1→2，焓增加，相对湿度降低，冷却过程与其相反。过程中的热量：2