工程热力学 十二、理想气体混合物及湿空气(09)

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1、第十二章　理想气体混合物及湿空气理想气体混合物中各组元气体均为理想气体，因而混合物的分子都不占体积，分子之间也无相互作用力。因此混合物必遵循理想气体方程，并具有理想气体的一切特性。§12-1理想气体混合物一、分压力定律和分体积定律分压力在与混合物温度相同的情况下，每一种组成气体都独自占据体积V时，组成气体的压力称为分压力。用pi表示。分压力定律混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和，称为道尔顿(Dalton)分压定律各组成气体都处于与混合物温度、压力相同的情况下，各自单独占据的体积称为分体积。用Vi表示。分体积分体积定律理想气体混合物的总体积等于各

2、组成气体分体积之和，称为亚美格(Amagat)分体积定律二、混合气体的摩尔质量及气体常数混合气体成分的几种表示方法：体积分数：Vi为分体积质量分数：摩尔分数：混合气体的折合摩尔质量混合气体的折合气体常数三、wi、xi、i的转算关系比热容§12-2理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵热力学能和焓热力学能和焓均为广延参数同理：熵熵为广延参数熵变同理：思考题1、下面表达式是否正确？错。分压力与分体积不能同时出现正确例题（教材P374例12-2）刚性绝热器被隔板一分为二，如图所示，左侧A装有氧气，VA1=0.3m3,PA1=0.4MPa,TA1=288

3、K;右侧装有氮气，VB1=0.6m3,PB1=0.505MPa,TB1=328K;抽去隔板氧和氮混合，重新达到平衡后求：（1）混合气体的温度T2和压力P2;N2ABO2（2）混合气体中氧和氮各自的分压力PA2、PB2；（3）混合前后熵变量ΔS。按定值比热容计算湿空气湿空气是干空气与水蒸气的混合物。涉及湿空气的常见的工业过程空气温度与湿度调节过程、物体的干燥过程、冷却水塔中的水冷却过程等。§12-3湿空气分析湿空气时假定：把气相混合物看作是理想气体混合物；当蒸汽凝结成液相或固相时，液相或固相中不包含溶解的空气；空气的存在不影响蒸汽与其凝聚相之间的相平衡

4、。以上假定在高压下可能导致较大的误差。§12-3湿空气下标约定：a－干空气v－水蒸气s－饱和水蒸气－无下标为湿空气参数§12-3湿空气§12-4湿空气及其状态参数一、绝对湿度和饱和空气绝对湿度：单位容积的湿空气中包含的水蒸气质量，也就是水蒸气的密度一、绝对湿度和饱和空气湿空气中水蒸气的分压力愈大，其绝对湿度愈大；水蒸气的分压力不可能超过该温度下水蒸气的饱和压力在一定温度下：§12-4湿空气及其状态参数一、绝对湿度和饱和空气水蒸气达到饱和时，湿空气具有该温度下最大绝对湿度，这时的空气称为饱和空气。§12-4湿空气及其状态参数一、绝对湿度和饱和空气湿空气

5、未达到饱和时，其中水蒸气的分压力总小于饱和压力，水蒸气处于过热状态，这时湿空气为未饱和空气。§12-4湿空气及其状态参数二、饱和蒸汽压、露点及绝热饱和温度未饱和空气达到饱和有三种途径：§12-4湿空气及其状态参数二、饱和蒸汽压、露点及绝热饱和温度温度不变的情况下，水分向空气中蒸发，蒸汽的分压力增加，可以达到饱和空气状态，如图中定温过程A－C。达到饱和时，蒸汽分压力就是对应于空气温度的饱和蒸汽压力ps§12-4湿空气及其状态参数二、饱和蒸汽压、露点及绝热饱和温度保持湿空气中蒸汽分压力不变，降低湿空气温度，也可以达到饱和，如图A－B。B点的温度为对应于p

6、v的饱和温度，称为露点，用td表示。§12-4湿空气及其状态参数二、饱和蒸汽压、露点及绝热饱和温度在绝热条件下向湿空气加入水分，并尽其蒸发，也可使空气达到饱和，如图A－G。G点为绝热饱和状态，相应的温度为绝热饱和温度，用Tw表示。§12-4湿空气及其状态参数三、相对湿度湿空气中水蒸气的绝对湿度ρv和同样温度下饱和湿空气的绝对湿度ρs之比值，来衡量空气的潮湿程度,这个比值称为相对湿度。§12-4湿空气及其状态参数三、相对湿度=0～100%，饱和湿空气的相对湿度为100%；相对湿度愈小，表示空气中水蒸气距离饱和状态愈远，空气吸收水分的能力愈大，即愈干

7、燥；反之空气愈潮湿。§12-4湿空气及其状态参数四、湿空气的含湿量dkg（水蒸气）/kg（干空气）§12-4湿空气及其状态参数四、湿空气的含湿量d在总压力p不变的情况下，一定的蒸汽分压力对应着一定的含湿量。在总压力p不变的情况下，相对湿度愈高，含湿量也愈高。§12-4湿空气及其状态参数五、湿空气的焓考虑到湿空气中水蒸气的质量经常变化，而干空气的质量是稳定的，所以湿空气的比焓是相对于单位质量的干空气而言：§12-4湿空气及其状态参数五、湿空气的焓经验公式：§12-4湿空气及其状态参数六、湿空气的比体积1kg干空气与dkg的水蒸气组成的湿空气，其比体积：

8、其中：§12-4湿空气及其状态参数例:p381，例12-3§12-5相对湿度测定§12-6湿空气的焓湿图一、