第1篇【第3章-混合气体与湿空气】.ppt

第一篇

工程热力学部分主要内容前言热工中常见工质大都是几种气体的混合物；空气本身即为气体混合物：空气成分包括：O2，N2，CO2、水蒸气及惰性气体等；空调工程中，一般认为空气是由干空气和一定量水蒸气组成的混合物，称为湿空气；干空气：包括：O2，N2，CO2及惰性气体等；通常情况，其组成基本上不变；热力性质稳定，可以当成一个整体看待；前言水蒸气：数量很少，但却不是固定不变的。随着气象条件的变化和水蒸气的来源而变化；水蒸气的多少（潮湿程度）对生产和生活有十分重要的影响；在某些特定情况下（如烘干、采暖、加湿除湿等场所），其含量有特殊作用。大气中的水蒸气一般处于过热状态，分压力较低，可以当做理想气体来看待。第一节混合气体的分压力定律和分体积定律一、混合气体概述混合气体的热力学性质取决于各组分的热力学性质及成分；若各气体均处于理想气体状态，则混合气体也处于理想气体状态；理想混合气体：由若干不同理想气体所组成。理想混合气体满足理想气体的一切热力学性质。混合气体的分压力定律和分体积定律理想混合气体遵循理想气体状态方程；摩尔体积：通用气体常数：焓、熵及比热容都满足单组份气体的定理和公式；平衡状态下理想混合气体中，各组分气体各自不影响地充满整个体积，其行为与各自独立存在时一样第一节混合气体的分压力定律和分体积定律二、分压力定律与分体积定律分压力定义： 混合气体中某一组分在单独占有混合气体的体积、并具有与混合气体相同温度时所具有的压力。 T、V??Pi道尔顿分压定律由理想气体状态方程得道尔顿分压定律混合气体的分压力定律和分体积定律分体积定义： 各组分气体保持与混合气体相同的压力p和温度T的条件下，单独分离出来时所占有的体积。 T、P?Vi分体积定律 由理想气体状态方程 所以，得到分体积定律。混合气体的分压力定律和分体积定律二者之间的关系 由状态方程分别有 因此，第二节混合气体的成分表示法混合气体的成分表示法 已知理想混合气体由n种理想气体组成，其中任一种组成气体的质量为mi，分体积为Vi，千摩尔数为ni（i=1,2,…,n），则理想混合气体的分数分别为1、质量分数混合气体总质量第i种组成气体的质量分数因此混合气体的分压力定律和分体积定律2、体积分数第i种组成气体的体积分数由 有由状态方程有因此， 。混合气体的分压力定律和分体积定律3、摩尔分数混合气体总摩尔数第i种组成气体的摩尔分数因此，有。混合气体的分压力定律和分体积定律4、各种分数之间的换算质量分数与体积分数式中，Ri——第i种组成气体的气体常数； Rg,eq——混合气体的气体折合常数。摩尔分数与体积分数式中，Vm,i——第i种组成气体的摩尔体积； Vm——混合气体的摩尔体积。混合气体的分压力定律和分体积定律根据阿伏伽德罗定律：Vm,i=Vm。因此即：混合气体的体积分数与摩尔分数在数值上相等。5、分压力的确定根据分压力和分体积的概念，分别写出混合气体中第i组分的状态方程 因此，混合气体的分压力定律和分体积定律6、理想混合气体的折合摩尔质量和折合气体常数混合气体的分压力定律和分体积定律例7-1某船烟囱每秒排出绝对压力为0.11Mpa、温度为300℃的烟气60m3，由烟气分析器测得烟气的摩尔分数如下所示，试求每秒排出烟气的质量以及各组成气体的质量。解：根据理想气体状态方程，先求出烟气的总摩尔数混合气体的分压力定律和分体积定律第三节混合气体的比热容、热力学能、焓和熵1、理想混合气体的比热容对第i种组分，因此理想混合气体的质量比热容理想混合气体的体积比热容混合气体的比热容、热力学能、焓和熵2、理想混合气体的热力学能 理想混合气体的热力学能为各组成气体热力学能之和3、理想混合气体的焓 因为各组分都是理想气体，温度同为T，所以，理想混合气体的热力学能和焓也是温度的单值函数混合气体的比热容、热力学能、焓和熵4、理想混合气体的熵 熵不仅与温度有关，而且还与压力有关。因为温度为T的组成气体单独存在于体积V中，其分压力为Pi，所以计算组成气体比熵的变化量时应采用其分压力Pi，而不是理想混合气体的压力P，即第四节湿空气的相对湿度1.湿空气和干空气湿空气：是指含有水蒸气的空气；干空气：是指完全不含水蒸气的空气。