干空气热物理性质
空气的定压比热容cp
空气的定压比热容（cp）什么是比热容?比热容是指单位质量物质在单位温度变化下所吸收（或释放）的热量。
它是一个物质的热力学性质，描述了物质在加热或冷却过程中的能力。
比热容通常用符号cp 来表示。
在理想情况下，比热容可以分为定压比热容（cp）和定容比热容（cv）。
本文将主要讨论空气的定压比热容（cp），即在恒定压力条件下空气吸收或释放的热量。
空气的定压比热容是多少?空气的定压比热容（cp）取决于空气的成分和条件。
一般来说，干燥空气的定压比热容大约为1.005 kJ/(kg·K)。
定压比热容是一个物质的重要热学参数，它在许多领域中都有广泛的应用。
在工程和科学领域中，人们常常需要计算空气的热力学特性，例如在燃烧、传热和空气动力学等过程中。
定压比热容的计算方法空气的定压比热容可以通过实验测量或根据空气成分来计算。
下面将介绍一种常用的计算空气定压比热容的方法。
1. 利用成分计算空气主要由氮气（N2）和氧气（O2）组成，其中氮气的体积分数约为78%，氧气的体积分数约为21%。
由于氮气和氧气的定压比热容不同，计算空气的定压比热容需要考虑它们的比例。
空气的定压比热容可以通过下面的公式计算：cp = (cp_N2 * x_N2) + (cp_O2 * x_O2)其中，cp_N2和cp_O2分别为氮气和氧气的定压比热容，x_N2和x_O2分别为空气中氮气和氧气的体积分数。
氮气的定压比热容约为1.040 kJ/(kg·K)，氧气的定压比热容约为0.918kJ/(kg·K)。
2. 实验测量另一种计算定压比热容的方法是通过实验测量。
实验室可以使用热容计等仪器测量空气在不同温度下的定压比热容。
通过实验测量得到的数据可以用来验证上述计算方法的准确性，并为实际应用提供参考。
定压比热容的应用空气的定压比热容在工程和科学中有着广泛的应用。
下面介绍一些常见的应用领域：1. 燃烧过程在燃烧过程中，空气是常用的氧化剂。
干空气物理性质表
(106 m2 /s)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
∞
∞
∞
∞
02380
水的物理性质
温度
( ℃ )
饱和蒸汽压
(kPa)
密度
(kg/m 3 )
南京
73
郑州
67
玉门
39
洛阳
63
兰州
57
武汉
76
银川
60
长沙
78
青岛
70
南昌
79
济南
55
桂林
73
西安
66
南宁
76
延安
58
广州
75
太原
57
成都
79
大同
54
自贡
77
西宁
61
重庆
83
乌鲁木齐
56
昆明
71
包头
50
贵州
77
呼和浩特
52
遵义
79
哈尔宾
66
拉萨
42
长春
68
锦州
60
吉林
67
干空气物理性质表
开封
71
南京
73
郑州
67
玉门
39
洛阳
63
兰州
57
武汉
76
银川
60
长沙
78
青岛
70
南昌
79
济南
55
桂林
73
西安
66
南宁
76
延安
58
广州
75
太原
57
成都
79
大同
54
自贡
77
西宁
61
重庆
83
乌鲁木齐
56
昆明
71
包头
50
贵州
77
呼和浩特
52
遵义
79
哈尔宾
66
拉萨
42
干空气物理性质表
干空气物理性质表（）
温度t
( ℃ )
密度ρ
(kg/m 3 )
比热c,
(kJ/kg ℃ )
导热系数λ× 10 2
(W/m ℃ )
粘度
μ× 10 5
(Pas)
普兰德数
Pr
-50
-40
-30
-20
-10
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
120
140
160
180
200
250
300
350
(W/m · K)
水分扩散系数
(106 m2 /s)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
干空气物理性质表
90.48
100.57
111.58
123.72
136.99
151.60
167.64
185.40
204.94
226.55
250.45
277.04
306.64
339.51
373.31
417.72
464.11
516.57
575.77
643.51
721.01
810.36
915.57
1035.60
1179.42
1.5411
1.6309
1.7375
1.8663
2.0247
2.2238
2.4810
2.8235
3.3047
4.029
5.238
7.662
14.939
∞
13.25
13.43
13.61
13.79
13.97
14.15
14.34
14.52
14.71
14.89
15.08
15.27
15.46
15.65
15.84
1.0989
1.1103
1.1232
1.1375
1.1534
1.1713
1.1913
1.2137
1.2389
1.2673
1.2994
1.3357
1.3770
1.4241
1.4782
1.5418
1.6132
1.6986
1.7994
1.9199
2.0664
2.2477
2.4767
2.7739
3.1708
0.02723
干空气物理性质表
700
800
900
1000
1100
1200
湿空气的性质
温度( ℃ )
湿度
(kg/kg
干空气)
水蒸气压
(kN/m 2 )
水分浓度
(kg/m 3 )
汽化焓
(kJ/kg)
湿焓
(kJ/kg
干空气)
湿容积(m 3 /kg
干空气)
动粘度
(106 m2 /s)
湿热
(10 -3 kJ/kg)
导热系数
(W/m · K)
水分扩散系数
(106 m2 /s)
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
∞
∞
∞
∞
02380水ຫໍສະໝຸດ 物理性质温度( ℃ )
饱和蒸汽压
(kPa)
密度
(kg/m 3 )
210
220
230
240
250
260
270
280
290
300
310
320
330
340
350
空气比热容温度对照表
干空气的物理性质温度t/℃\x09密度ρ/kg·m-3比定压热容cp/kJ·kg-1·K-1\x09导热系数λ/10-2W·m-1·K-1\x09 粘度μ/10-5Pa·s\x09普兰德数Pr质量的物质，在温度升高时，所吸收的热量与该物质的质量和升高的温度乘积之比，称做这种物质的比热容(比热)，用符号c表示。
其国际单位制中的单位是焦耳每千克开尔文或焦耳每千克每摄氏度。
J是指焦耳，K是指热力学温标，即令1千克的物质的温度上升（或下降）1开尔文所需的能量。
根据此定理，便可得出以下公式：Q为吸收（或放出）的热量；m 是物体的质量，ΔT是吸热（或放热）后温度的变化量，初中的教材里把ΔT写成Δt，其实这是不规范的（我们生活中常用℃作为温度的单位，很少用K，而且ΔT=Δt，因此中学阶段都用Δt，但国际或更高等的科学领域仍用ΔT）。
物质的比热容与所进行的过程有关。
在工程应用上常用的有定压比热容Cp、定容比热容Cv和饱和状态比热容三种。
定压比热容Cp：是单位质量的物质在压力不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的能量。
定容比热容Cv：是单位质量的物质在容积（体积）不变的条件下，温度升高或下降1℃或1K吸收或放出的能量。
饱和状态比热容：是单位质量的物质在某饱和状态时，温度升高或下降1℃或1K所吸收或放出的热量。
比热容是指没有相变化和化学变化时，一定量均相物质温度升高1K所需的热量。
利用比热容的概念可以类推出表示1mol物质升高1K所需的热量的摩尔热容。
与比热相关的热量计算公式：Q=cmΔT 即Q吸（放）=cm(T初-T末）其中c为比热，m为质量，Q为能量热量。
吸热时为Q=cmΔT升（用实际升高温度减物体初温），放热时为Q=cmΔT降（用实际初温减降后温度）。
或者Q=cmΔT=cm(T末-T初），Q>0时为吸热，Q<0时为放热。
干空气气体常数
干空气气体常数干空气气体常数是描述干空气本质特性的一个重要参量。
在热力学、气象学、工程学等领域中都有着广泛的应用。
本文将简要介绍干空气气体常数的定义、表达式以及应用。
干空气气体常数指的是在干空气的温度、压强和体积不变的条件下，单位质量干空气所具备的特定的物理常数。
常用符号为R，单位为焦耳/(公斤·开)或卡尔文/(千克·开)。
干空气是指除水蒸气以外的空气成分，其主要成分为氮气、氧气和一定比例的稀有气体和二氧化碳等，同时不含水分和其它液态物质。
干空气的物理状态可用以下三个量来描述：温度、压强和密度。
由于干空气是一个理想气体，且其分子组成比较简单，因而可以根据分子动理论推出其气体常数的表达式。
根据理想气体状态方程 PV=nRT，可以推导出干空气中单位质量分子个数n=1/M。
又因为干空气分子是自由、碰撞性质良好的小球体，因此根据分子碰撞理论有1/2mv^2=3/2kT其中m为分子质量，v为分子速度，k为玻尔兹曼常数。
将n=1/M和v=√(8kT/πm)代入PV=nRT中可得到PV=RT/M化简可得R=k·M其中M为干空气分子的摩尔质量，其值约为28.96g/mol，k为玻尔兹曼常数，其值约为1.38×10^-23J/K。
R=k·M=8.31J/(mol·K)干空气气体常数在热力学、气象学、工程学等领域中均有着广泛的应用。
1、热力学在热力学中，干空气气体常数可以用于描述理想气体的性质。
在绝热条件下，干空气的温度和压强满足PVγ=Const，其中γ为干空气的绝热指数，其值为1.4。
这个公式也被称为绝热指数公式，能够描述在快速变化的条件下理想气体的状态变化。
2、气象学在气象学中，干空气气体常数被用于计算空气的稳定性。
稳定性通过大气环境中温度随高度变化的梯度来测量。
当相邻两个高度的温度差异小于干绝热梯度时，空气就是稳定的。
干绝热梯度是指温度下降的速率，通常为9.8℃/千米。
空气比热容标准值
空气比热容标准值全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：空气比热容是描述空气对热量的吸收和释放能力的物理性质。
在工程领域中，空气比热容的标准值是一个重要的参数，用于计算热力系统中的能量传递，并对系统的设计和运行进行优化。
本文将介绍空气比热容的概念、影响因素以及标准值的计算方法。
一、空气比热容的概念空气比热容是描述单位质量空气在温度变化过程中所吸收或释放的热量的物理量。
它是一个重要的热力学性质，标记为Cp，单位为J/(kg·K)。
当温度升高或降低时，空气分子的平均动能也会发生变化，从而影响空气的比热容。
1. 温度：空气比热容随温度的变化而变化，一般情况下，比热容随温度的升高而增大。
2. 湿度：水汽的含量会影响空气的比热容，湿度越大，空气的比热容越小。
3. 压力：在高压下，空气分子之间的相互作用增强，导致比热容的变化。
4. 成分：空气中其他气体的含量也会对空气的比热容产生影响。
在工程计算中，常用的空气比热容标准值为1000 J/(kg·K)。
这个数值是在标准大气压下（1 atm）和室温下（20℃或293K）得出的，适用于大多数常规情况。
如果需要计算在其他条件下的空气比热容值，可以根据下面的公式进行计算：\[ Cp = 1006 + 0.00104T \]Cp为空气比热容（J/(kg·K)），T为温度（摄氏度），1006为20摄氏度下的空气比热容值，0.00104为温度变化每1摄氏度对比热容的影响。
四、应用在热力系统设计和运行中，空气比热容值的准确计算对节能和系统性能至关重要。
在空调系统设计中，需要根据空气比热容值来确定制冷或加热的能量需求，从而选择合适的设备和控制方式。
在工业生产中，熔炼、干燥等过程中也需要考虑空气比热容值的影响，以提高生产效率和质量。
空气比热容是描述空气热力学特性的重要参数，其标准值的计算方法可以帮助工程师在设计和运行过程中准确地预测能量传递和系统性能。
干空气物理性质表
600
700
800
900
1000
1100
1200
湿空气的性质
温度( ℃ )
湿度
(kg/kg
干空气)
水蒸气压
(kN/m 2 )水分浓度(kg/m 3 )汽化焓
(kJ/kg)
湿焓
(kJ/kg
干空气)
湿容积(m 3 /kg
干空气)
动粘度
(106 m2 /s)
湿热
(10 -3 kJ/kg)
导热系数
(W/m · K)
水分扩散系数
(106 m2 /s)
0
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4
6
8
10
12
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16
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22
24
26
28
30
32
34
36
38
40
42
44
46
48
50
52
54
56
58
60
62
64
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
∞
∞
∞
∞
02380
水的物理性质
温度
( ℃ )
饱和蒸汽压
(kPa)
密度
(kg/m 3 )
焓
(kJ/kg)
比热
kJ/(kg ?℃ )
导热系数λ×10 2 (W/ m ·℃ )
粘度
μ×10 5 (Pa ? a)
体积膨胀系数β×10 4 (1/ ℃ )
烟气的相关计算
干空气、烟气、水、水蒸气热物理性质，参数和单位在第四讲中，介绍了与翅片管相关的计算式，其中，多次应用流体的物性参数，如流体的密度，粘度，导热系数，等等。
每一种流体都有它自己的独特的物理参数，就像生物科学中的“基因”一样，这些物性参数构成了流体本身区别于其它流体的特性。
例如，大家所熟知的空气和水，物理性质是截然不同的，拿密度而言，在常温下水的密度为1000 kg/m3; 而空气的密度仅为1.2 kg/m3 .左右。
与热有关的物性叫热物性，由于流体的热物性对传热和阻力都有极大的影响，而且是计算和设计中不可缺少的数据，因而本讲将要介绍几种常用流体的热物性参数。
应当指出，几乎所有的物性参数都是通过大量的细致的实验得出来的，并有相关的专著可供选用1 空气，烟气，水，水蒸气的热物理性质表。
考虑到翅片管换热器的应用特点，管外翅片侧主要与空气或烟气打交道，而管内流动的主要是水和水蒸气，偶尔也有其他流体，如制冷剂等。
所以下面给出的热物性表基本上能满足翅片管换热器的计算要求。
附录13 几种饱和液体的热物理性质上表适用于1个大气压（100000 Pa ）下的空气，对于在管道中流动的空气，在鼓风机或引凤机的作用下，其压力可能在大气压上下波动，但一般波动幅度不超过1个大气压的1%，故上表仍是适用的。
2 几个常用单位的说明（1）力的单位。
从中学物理知道，力= 质量×加速度，对于1 kg 质量的物体，当其加速度为1 m / s2 时，就构成了力的单位：牛顿（N ）,所以，1 N = 1 kg ×1 m/s2 = 1 kg.m /s2 .( 2 ) 压力或压强单位为Pa：因为压力=力/ 面积，即单位面积上承受的力，所以1 Pa = 1 N / 1 m2 = 1 kg / ( m s2 .).;应该记住，1 个大气压= 100000 Pa = 105 Pa.= 0.1 MPa (兆帕)(3) 功，能量，热量的单位。