工程热力学9理想气体混合物与湿空气

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1、第九章理想气体混合物与湿空气研究对象：多元无化学反应理想气体的混合物例子：烟气、燃气、空气混合物的性质〜各组元性质及成份9-1混合物的成分、摩尔质量及气体常数成分（组元含量占总量的百分比）质量分数—m摩尔质量（等效或折合）M=——===VxzM.nnn/气体常数（等效或折合）成分间换算n’M：M:a)i=—-=—―-=—x=—xzmnMM1R(ri19-2分压定律与分体积定律分压力（体积人第i种组元气体单独占有（处于）与混合物相同的容积V（压力/?）和温度丁时所呈现（具有）的压力门（体积匕）。Pi=PpVi=®RTP=^Pi9-3理想气体混合物的内

2、能、恰、嫡和比热（等效或折合）U=mu(T)=工叫片(丁)Tu(T)=••//H=mh(T)=工叫认T)th(T)=Whi(T)••IIs=ms(T,p)=^misi(T,pi)Ts(7”)=门)••IIdu(T)=cvdT=工⑴血(T)=ZgC'N'dTtcv=工©Cj(T)••・IIIdh(T)=cpdT=工(Oidh£T)=乂邮》£T)dTtcp=工gc卩£T)iii同理U〉T)=工兀Q』门H=T)=»%(T)Sm(T,p)=工兀九(7>J•••IIIC、s(T)=£dT)C“(T)=工XjC^(T)••/I例9・1计算由温度、压力相同而种类

3、不同的各组元混合成1加引具有同样温度、压力的混合物引发的嫡变ASWJW/Vo若各组元种类相同，情况又如何？P，TX]P，TXiP，T1molP，T解：（1）异种混合的嫡变△S”皿=工兀九⑺门)—DjS£T,p)=工兀[S/T’pj—Smi(T,p)]-Rin—=_/?工為lnx,只与各组元的摩尔分数有关。△S〃皿=工兀九⑺V）-工兀九⑺匕）=工兀［S/7W）-",%）］肿+胪./HUrjy^xz/?ln—=-R^xixxi(因pvi=PiV=xtRT,故V/Vs=p!pt)(2)同种混合的燔变因种类相同，混合后就不存在分压力，故△S®=S〉T,p

4、)-工兀陰⑺p)=工炳”.门,p)-工兀几⑺p)=0•••///同种混合无浓度势差，嫡变为零。各部分因同种混合后压力、温度同总压力、温度，故也可用分体积计算爛变△s〃皿=SJT.V)-工兀九⑺岭)=工兀凡,门,叩-工兀凡.，⑺匕)iiiixRT其屮匕为混合前第i部分所占的体积匕二竺■,P1RT*为混合后第i部分的分体积*=x,V=比——,P可见二者相同，故ASWJWh.=0o例9-2将上例推广至如下一般情形再求混合的爛变△S〃5ir1molP^TP2T2xi解：（1）异种混合的爛变△S〃E=工XjS卅（T,p；）-工mpj=2>・［九（7p；）-

5、"，□）］■/T/InRIn—XjC1丁“1=yxc厶fpjnji/fpjn.iPiJ=CpmiInIn—-R工P、m、iTn丄iPi丿x.Inx.Pi丿(2)同种混合的炳变△s〃皿=S=T，P)-工兀S”m(7；,p)=工兀九⑺“)-工兀陰⑺羽)Z兀［九(丁，P)-S曲(7］,加=》无••tI町见,温度和压力差引起的爛变;-尺工兀lnA；・种类（浓度）差引起的爛变。9-4湿空气一一含水蒸气的空气（源于江、河、湖、海的蒸发）一、为什么要研究湿空气？一般情况，大气中的水蒸气含量及变化较小，可近似按干空气计算；某些情形（烘干、采暖通风、空气的温湿

6、度调节、水蒸发冷却…），以湿空气为工质，其水蒸气含量的多少具有特殊作用，须对其热力性质、参数确定及工程应用作专门研究。分析计算假定：①湿空气为干空气与水蒸气的理想气体混合物（因水蒸气分压力很低，常常过热）;②湿空气中水蒸气凝聚成液相水（露）或固相冰（霜）中不含有空气；③空气的存在对水蒸气与凝聚相水的的相平衡没有影响。①②③即空气与其屮的水蒸气Z间互不作用互不影响，空气只是水蒸气的藏身地（载体）。二、未饱和空气与饱和空气湿空气二干空气+水蒸气P=Pd+PvPV

7、不变，定温增加水蒸气，使几TTpv=ps（T）:②湿空气以不变，降温，使TltT=TMJ三露点；③向湿空气绝热加水，水在绝热条件下蒸发，使几T,,达到绝热饱和温度几。未饱和:湿空气温度T＞绝热饱和温度几＞露点温度Td饱和：三者相同。三、若干重要概念1.绝对湿度：单位体积湿空气中含有的水蒸气的质量。0,=丄=—Z—pv?TsL饱和空气的绝对湿度缺点：绝对湿度。，不能完全反映空气的潮湿程度和吸湿能力。对某一因T不同，Q,二也2也R&J不同，T越低，越接近饱和。故仅久不能确定与勺偏离（接近饱和）程度。2.相对湿度：绝对湿度与和同温度下饱和空气的绝对湿度之比

8、。PV,SPs0越小TO,空气越干燥，吸湿能力越强。0越大T1,空气越潮湿，吸湿能力越弱。3.含湿量：单位质