理想混合气体和湿空气

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1、第七章理想混合气体和湿空气第一节理想混合气体第二节湿空气第三节湿空气的h-d图第四节湿空气的典型过程基本要求：1。熟练掌握理想混合气体的有关定律、基本概念和基本计算2。熟练掌握湿空气的有关基本概念3。掌握湿空气的h-d图4。了解湿空气的典型过程第一节理想混合气体T、VPiT、PVi分压力和分体积道尔顿分压定律∵理想混合气体：由若干不同理想气体所组成。一、道尔顿分压定律二、分体积定律（亚美格分体积定律）所以，得到分体积定律1、质量分数三、理想混合气体的分数（成分：三种表示方法）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

2、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混合气体总质量第i种组成气体的质量分数2、体积分数第i种组成气体的体积分数由由状态方程有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四、理想混合气体的千摩尔质量和气体常数（折合）（混合气体的体积分数和摩尔分数在数值上是相等的）五、理想混合气体的比热容、热力学能、焓和熵1、比热容对第i种组分理想混合气体的质量比热容理想混合气体的体积比热容2、热力学能、焓和熵理想混合气体的热力学能为各组成气体热力学能之和理想混合气体的焓和比焓理想混合气体的熵和比熵*熵不仅与温度有关，而且还与压

3、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第二节湿空气一、干空气和湿空气含水蒸汽的空气称为湿空气。完全不含有水蒸汽的空气称为干空气。湿空气是干空气与水蒸汽的混合物。干空气可视为理想气体,而存在于大气中的水蒸汽,由于其压力通常是很小的，所以它的比体

4、积很大，分子间距离足够远，也可以作为理想气体处理。所以，湿空气这种干空气和水蒸汽的混合物是一种特殊的理想气体混合物；其中水蒸汽的含量会由于蒸发和凝结而有所改变，这是与不凝结性气体组成的混合气体的不同之处。根据道尔顿分压定律，湿空气压力(大气压力)Pa为干空气分压力；Pv为水蒸汽分压力。二、湿空气的分类未饱和空气饱和空气干空气+过热蒸汽干空气+饱和水蒸汽pvTsPvPvPsPstTabbbaapvTsPvPvPsPstTbbaa三、湿空气的温度未饱和空气a可以通过三种途径成为饱和空气b，这三种途径分别对应湿空气三种不同温度：1、干球温度：a—bt2、露点温

5、度：a—dtdddTd3、湿球温度：绝热饱和温度；a—ctwcc露点是湿空气的一个重要状态参数。在空气调节中,为了减少湿空气中水蒸汽的含量,可设法使湿空气冷却到温度低于露点,水蒸汽便以水滴形式析出。露点对柴油机的低温腐蚀以及锅炉的运行管理有较大的影响。锅炉尾部的受热面以及空气预热器的堵灰和腐蚀,就是由于受热面的金属温度低于烟气中水蒸汽和二氧化硫气体的露点之故。一旦出现结露,如果水蒸汽和二氧化硫气体凝结,在受热面上将形成硫酸、就会造成严重腐蚀。防止堵灰和腐蚀的主要原则是设法避免烟气中的水蒸汽结露。四、湿空气的湿度1.含湿量一定容积的湿空气中水蒸汽质量与干空

6、气质量之比,称为湿空气的“含湿量”,用ｄ表示,其单位为g水蒸汽／kg干空气。含湿量不是以1kg湿空气为计算的基准,而是以1kg干空气作为计算的基准的。含湿量ｄ理解为与1kg干空气相混合的水蒸汽质量。即在（1+0.001d）kg湿空气中含有ｄ克水蒸汽。由于湿空气可视为理想气体,对水蒸汽和干空气分别有由上式可见,当pb一定时,湿空气的含湿量ｄ与水蒸汽分压力pv之间有着一一对应的关系,因此,当pb一定时,对湿空气加热或冷却,如ｄ保持不变,则pv不变。2、相对湿度湿空气中水蒸汽分压力与湿空气温度ｔ下水蒸汽饱和压力之比,称为“相对湿度”,用φ表示,即当φ＝1

7、，pv＝ps,这时湿空气中水蒸汽为饱和蒸汽,即φ＝1的湿空气为饱和空气；当φ＜1，pv＜ps,这时湿空气中水蒸汽为过热蒸汽,即φ＜1的湿空气为未饱和空气；当φ＝0，pv＝0,这是不含有水蒸汽的情况,因此可将干空气视为φ＝0的“湿”空气。可见,不论湿空气温度如何,相对湿度φ表述了湿空气接近饱和空气的程度。通常所谓空气的干湿程度,是指水在其中的蒸发速率而言；相对湿度与蒸发速率直接有关:φ值愈大,蒸发速率愈小。3.含湿量与相对湿度之间的关系五、湿空气的焓1kg干空气的比焓,与0.001ｄkg水蒸汽焓的和,称为“湿空气的比焓”,用符号ｈ表示。0℃时干空气的焓为

8、零，温度t时干空气的焓为0℃时水蒸气的焓为温度t时水蒸气的焓为以1kg干空气为基