11理想混合气体与湿空气.docx
- 文档编号:30445905
- 上传时间:2023-08-15
- 格式:DOCX
- 页数:7
- 大小:19.31KB
11理想混合气体与湿空气.docx
《11理想混合气体与湿空气.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《11理想混合气体与湿空气.docx(7页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
11理想混合气体与湿空气
课目
理想混合气体与湿空气
讲次
11
学时
2
教学方式
讲授
地点
教学目的
了解理想混合气体的性质;
理解湿空气的焓和熵。
教学重点
湿空气的焓、熵。
教学难点
教学方法与手段
课堂讲授
多媒体教学
教学保障要求
多媒体教学设备一套
教学过程设计
时间分配:
复习巩固3min
导入新课2min
讲授新课90min
理想混合气体40min
湿空气50min
内容总结5min
教学过程设计
课后练习或辅导安排
阅读参考资料
课后小结与教学反馈
讲 稿
课目
理想混合气体与湿空气
讲次
11
讲 稿 正 文
批 注
理想混合气体
热力工程中应用的工质大都是由几种气体组成的混合物。
例如,内燃机、燃气轮机装置中的燃气,主要成分是N2、CO2、H2O、O2等,有时还有少量的CO等。
我们常遇到的空气也是混合气体,由N2、02及少量CO2和惰性气体组成,成分几乎稳定。
本节只讨论无化学反应、成分稳定的理想气体混合物。
混合气体的成分通常可用化学分析方法测定。
混合物的成分是指各组成的含量占总量的百分数,依计量单位不同有三种表示方法,即质量分数、摩尔分数和体积分数。
混合气体的热力学性质取决于各组成气体的热力学性质及成分。
若各组成气体全部处于理想气体状态,则其混合物也具有理想气体的一切特性。
混合气体也遵循状态方程式;混合气体的摩尔体积与同温、同压的任何一种单一气体的摩尔体积相同,标准状态时也是0.0224141m3/mol;混合气体的摩尔气体常数也是恒量,R=MRg=8.3145J/(mo1.K);混合气体也可以用
确定△u、△h,比热容之间也满足迈耶公式,但首先必须确定混合气体的Rg。
1.理想气体混合物
基本原则
(1)混合气体的组分都处理想气体状态,则混合气体也处理想气体状态;
(2)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;
即理想气体混合物可作为Rg混和M混的“某种”理想气体
2.混合气体成分
(1)质量分数:
(2)体积分数:
(3)摩尔分数:
(4)各成分之间的关系
(5)利用混合物成分求M混和Rg混
3.混合气体的分压定律和分容积定律
(1)分压力定律
当混合气体中第i种组元气体单独占有与混合气体相同的容积V,并处于与混合气体相同的温度T时,所呈现的压力称为该组元的分压力,用Pi表示。
(道尔顿分压定律)
(2)分容积定律
组分气体处在与混合气体同温同压单独占有的体积。
(阿麦加分容积定律)
4.理想混合气体的比热容、热力学能、焓和熵
(1)比热容
(2)热力学能
(3)焓
(4)熵
定比热容
例题:
经气体分析,测出某发动机所排废气中各组元气体的容积成分为,若废气温度t=500℃,压力p=1.05×105Pa,每秒钟派出废气1.5m3/s。
求:
(1)各组元气体的wi;
(2)废气的平均摩尔质量和折合气体常数;(3)发动机每秒排出的废气多少kg;(4)CO2及N2的分压力。
解:
(1)计算各组元气体质量成分,用列表方式求解较为方便。
组元名称容积成分φi摩尔质量
Mi/kg/kmol每千摩尔混合气体中组元的质量
质量成分
组元名称
容积成分φi
摩尔质量
Mi/kg/kmol
每千摩尔混合气体中组元的质量
质量成分
CO2
CO
H2O
O2
N2
0.0892
0.0089
0.112
0.0477
0.7422
44
28
18
32
28
3.925
0.249
2.016
1.526
20.782
0.1377
0.0087
0.0707
0.0536
0.7293
合计
1.0000
1.0000
(2)废气的平均摩尔质量M混,根据,所以28.498kg/kmol,废气的折合气体常数
(3)每秒排出的废气质量
(4)CO2及N2的分压力
湿空气
由于自然界中的水分的汽化,空气中总是含有一定量的水蒸气。
因此,在生活、生产和科学研究中,常要涉及到湿空气的性质及其分析计算。
如:
室内空气的调温调湿。
试验条件下内燃机的性能参数折算为标准大气条件下的性能参数。
柴油机工作时,吸取环境的空气供燃料的燃烧,形成的燃气作工质。
所以,除了当地空气温度和压力为柴油机的工作有影响外,空气中所含水蒸气的多少即潮湿程度对柴油机功率和效率都有一定影响。
一、干空气和湿空气
干空气:
完全不含水蒸气的空气。
湿空气:
含有水蒸气的空气。
(可看成理想气体混合物)
大气压力等于干空气分压力与水蒸气分压力之和。
二、未饱和空气、饱和空气和露点
按水蒸气的状态分:
1.饱和空气:
湿空气中的水蒸气是干饱和蒸汽。
2.未饱和空气:
湿空气中的水蒸气是过热蒸汽。
未饱和空气到饱和空气的两种方法:
a.定温与水接触;b.定压冷却;
饱和空气中的饱和水蒸气不易处于干饱和蒸汽状态,而往往处于湿蒸汽状态。
其中含有水或冰。
为了分析和计算的简便,取其中的气相作为研究对象。
3.露点:
定压降温达到饱和状态时的温度。
(若降温的到露点温度以下,将有水析出)
三、干、湿球温度
四、湿度
湿空气中水蒸气的含量用湿度来表示。
1.绝对湿度:
每1m3湿空气中含有的水蒸气的质量。
数值上等于湿空气中水蒸气的密度。
2.相对湿度:
湿空气中水蒸气的分压力与同温度下水蒸气的饱和压力之比。
表示水蒸气含量接近最大可能含量的程度。
相对湿度越小,水蒸发的速率越大,吸水能力强。
相对湿度越大,则空气越潮湿。
3.含湿量:
一定容积的湿空气中水蒸气质量与干空气质量之比。
(用d表示,单位常用g/kg)
4.含湿量与相对湿度之间的关系
第二节湿空气的焓和熵
湿空气的焓等于各组元焓之和。
湿空气的比焓等于1kg干空气的焓与0.001dkg水蒸气焓的和。
湿空气的熵等于各组元熵之和。
讲 稿 正 文
批 注
内 容 小 结
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 11 理想 混合气体 湿空气