第3-理想气体混合物及湿空气.pptx

13-1 混合气体的分压力定律和分体积定律混合气体的分压力定律和分体积定律 一、理想气体混合物一、理想气体混合物 混合气体混合物的组分都处理想气体状态，则混合气混合气体混合物的组分都处理想气体状态，则混合气体也处理想气体状态；体也处理想气体状态；混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数与组混合气体可作为某种假想气体，其质量和分子数与组分气体质量之和及分子数之和相同。分气体质量之和及分子数之和相同。理想气体混合物可作为理想气体混合物可作为Rg混混和和M混混的的“某种某种”理想气体。理想气体。平均气体常数，平均气体常数，折合气体常数折合气体常数平均摩尔质量，平均摩尔质量，折合摩尔质量折合摩尔质量2二、混合气体的分压力定律和分容积定律二、混合气体的分压力定律和分容积定律1.分压力定律分压力定律 分压力分压力组分气体处在与混合气体相同容积、相同组分气体处在与混合气体相同容积、相同温度单独对壁面的作用力。温度单独对壁面的作用力。分压力定律分压力定律3 2.分容积定律分容积定律 分容积分容积组分气体处在与混合气体同温同压单独组分气体处在与混合气体同温同压单独 占有的体积占有的体积。分容积定律分容积定律43-2 混合气体的成分表示法混合气体的成分表示法 2.体积分数体积分数3.摩尔分数摩尔分数1.质量分数质量分数一、混合物的成分一、混合物的成分5二、各种分数之间的换算二、各种分数之间的换算 6四、四、混合物混合物M混混和和Rg混混1)已知质量分数已知质量分数三、三、分压力和总压力分压力和总压力72)已知摩尔分数已知摩尔分数例例1例例283-3 理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵1.比热容比热容2.热力学能热力学能3.焓焓一、混合气体的比热容、热力学能、焓混合气体的比热容、热力学能、焓 9 如某种混合气体由如某种混合气体由A,B两种气体组成两种气体组成,混合气体压力混合气体压力 p,分分压力为压力为 pA、pB 温度为温度为 T,则则分压力分压力二、混合气体的熵二、混合气体的熵1 kg1.混合气体的熵混合气体的熵101 kg定比热容定比热容1 mol定比热容定比热容2.混合气体混合气体(无化学反应无化学反应)过程熵变过程熵变113-4 湿空气的相对湿度湿空气的相对湿度 地球上的地球上的大气大气由由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微量的氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微量的其他气体其他气体组成。组成。水蒸气水蒸气以外的所有组成气体称为以外的所有组成气体称为干空气干空气，看作是，看作是不变的整体。因此，不变的整体。因此，大气是干空气与水蒸气组成的混合气体大气是干空气与水蒸气组成的混合气体。干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染等因素而产生干空气随时间、地理位置、海拔、环境污染等因素而产生微小的变化，为便于计算，将干空气标准化（不考虑微量的其微小的变化，为便于计算，将干空气标准化（不考虑微量的其它气体）。它气体）。成分成分相对分子质量相对分子质量摩尔成分摩尔成分O232.0000.209 5N228.0160.780 9Ar39.9440.009 3CO244.010.000 3一、干空气和湿空气一、干空气和湿空气12湿空气湿空气=干空气干空气+水蒸气水蒸气湿空气是湿空气是理想气体混合物理想气体混合物二、未饱和湿空气和饱和湿空气二、未饱和湿空气和饱和湿空气空气饱和与否取决于空气饱和与否取决于t，pv空气中的水蒸气空气中的水蒸气过热过热空气未饱和空气未饱和饱和饱和空气饱和空气饱和13如如当当空气未饱和空气未饱和空气饱和空气饱和空气达成饱和的途径空气达成饱和的途径 t 不变不变，pv 上升，上升，pv=ps(t)pv 不变不变，t 下降，下降，t=ts(pv)14三、相对湿度三、相对湿度1.绝对湿度绝对湿度 每立方米湿空气中水蒸气的质量每立方米湿空气中水蒸气的质量 kg/m33）v 数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小，如数值不能直接反映湿空气吸湿能力的大小，如 pv=0.656 6 kPa，1时时 pv=ps，无吸湿能力，无吸湿能力10时时pv ps有吸湿有吸湿能力。能力。1）理想气体理想气体2）15 2.相对湿度（饱和度）相对湿度（饱和度）湿空气中水蒸气含量与同温度下湿空气中水蒸气含量与同温度下最大可能含量最大可能含量之比。之比。=0 干空气干空气0 ts（p），如在），如在1atm时，时，t 100 时，时，由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）由于水蒸汽的最大压力（饱和压力）ps p，故故1)2)此时此时16四四、干球温度干球温度 t，湿球温度湿球温度 tw 和露点和露点t d 1.干、湿球温度计原理干、湿球温度计原理17有效汽膜层内有效汽膜层内饱和饱和饱和温度饱和温度饱和温度饱和温度182.露点露点 湿空气中水蒸气压力湿空气中水蒸气压力pv所对应的饱和温度，所对应的饱和温度，td=ts(pv)。例例31920一、比湿度一、比湿度 1 kg干空气中所含水蒸气的质量干空气中所含水蒸气的质量,又称含湿量又称含湿量dkg水蒸气水蒸气/kg干空气干空气一定，一定，升温吸湿原理升温吸湿原理讨论：讨论：3-5 湿空气的比湿度和湿度湿空气的比湿度和湿度(-t)图图 21二、湿空气的焓二、湿空气的焓东南大学东南大学清华大学清华大学北京林业大学北京林业大学哈尔滨工业大学哈尔滨工业大学kJ/kg干空气干空气22 按按1 kg干空气干空气加加 kg水蒸气水蒸气的理想气体的理想气体混合物混合物计算计算 注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气注：湿空气中水蒸气的参数可以通过查水和水蒸气 的热力性质表确定，也可以按理想气体性质计算。的热力性质表确定，也可以按理想气体性质计算。四、四、-t 图图注意：注意：-t 图随图随 pb 改变而改变改变而改变1.制图依据制图依据三、湿空气其他状态参数三、湿空气其他状态参数23242.线群介绍线群介绍 1）定比湿度线）定比湿度线=常数常数 一组平行于横坐标的直线群。一组平行于横坐标的直线群。露点露点 td 是湿空气冷却到是湿空气冷却到 =100%时时的温度。因此，比湿度的温度。因此，比湿度相同、状态相同、状态不同的湿空气具有相同的露点。不同的湿空气具有相同的露点。3）定焓线）定焓线 h=常数常数2）定干球温度线）定干球温度线 t=常数常数 由由h=1.005t+(2501+1.86t)，由于在湿空气范畴内，由于在湿空气范畴内1.86t2501，当湿空气的当湿空气的h=定值时，定值时，t和和 间近似间近似成直线变化关系。成直线变化关系。254）定湿球温度线）定湿球温度线 tw=常数常数等湿空气的湿球温度线近似平等湿空气的湿球温度线近似平 行于等行于等h 线。线。焓值相同状态不同的湿空气焓值相同状态不同的湿空气 具有相同的湿球温度。具有相同的湿球温度。5）定相对湿度线）定相对湿度线等等 线是一组曲线。线是一组曲线。所以总压力所以总压力p 一定时，一定时，=f(,t)。=0，即干空气状态，这时，即干空气状态，这时=0，和纵坐标线重合。，和纵坐标线重合。26例例4 已知湿空气参数已知湿空气参数3.t 图应用图应用求其他参数求其他参数?解：由温度及相对湿度解：由温度及相对湿度在在-t 图上确定点图上确定点1位置，位置，由此读出由此读出由由h1与与 交点读出交点读出由点由点1作水平线，与作水平线，与 交交 点，作垂线，读出点，作垂线，读出27求求:其他其他.例例5 已知湿空气参数已知湿空气参数解：利用解：利用-t 上等湿上等湿球温度线与等焓线平球温度线与等焓线平行及行及 时干球温度等于湿球时干球温度等于湿球温度确定点温度确定点1。