第12章理想气体混合物及湿空气

湿空气是理想气体的混合物.
a,v,s：表示干空气，水蒸气，饱和水蒸气， 无下标时为湿空气参数
湿空气总压力等于干空气分压力和水蒸气分压 力之和,如果湿空气来自环境大气
pb p a p v
由水蒸气的含量及温度不同
干空气
未饱和湿空气 湿空气 干空气 饱和湿空气 饱和水蒸气
过热水蒸气
温度为 t 的湿空气
pv p s
水蒸气处于过热状态
露点
在一定的水蒸气分压力下,未饱和 湿空气冷却到饱和湿空气时的温度
pv v p s
相对湿度(饱和度)
饱和度介于0和1之间,愈小空气越干燥,当为0时即为 干空气,愈大越潮湿,当为1时即为饱和湿空气.
i 1
n
分容积定律
分容积及亚美格定律 分容积：使各组成气体保持与混合气体相同的压力和 温度的条件下，把各组成气体单独分离出来时，各组 成气体所占有的容积 分容积定律：理想混合气体的分容积之和等于混合气 体的总容积
V V1 V2 Vn Vi
i 1 n
理想气体混合物
质量分数与体积分数的换算：
Mi Mi wi xi i M eq M eq
折合摩尔质量或平均摩尔质量：混合物的总 质量与混合物总摩尔数的比：
M eq m n
n M
i 1 i
n
i
n
xi M i i M i
i 1 i 1
n
n
折合气体常数：
Ri Req
M i Rg ,i M eq Rg ,eq
四、混合气的比热容、热力学能、焓和熵
混合气比热容 混合气的比热容是１kg混合气体的温度升高１Ｋ 所需的热量
c wi ci
混合气热力学能、焓和熵
混合气体的热力学能、焓和熵都是广延参数，具有可加 性，因而混合气体的热力学能、焓和熵等于各组成气体热力学 能、焓和熵之和
u wi u i
第十二章 理想气体混合物及湿空气
分压力定律
分压力及道尔顿分压力定律 分压力：混合气体中每一种组元的分子都会撞击容器 壁，从而产生各自的压力.在与混合气体相同的温度 下，各组成气体单独占有混合气体的容积时，给予容 器壁的压力 分压力定律：理想混合气体的总压力等于各组成气体 分压力之总和
p p1 p2 pn pi
＋
xi wi
M eq Mi
Rg ,eq Rg ,i wi
i
x
i
i

R
i
g ,i
wi
Rg ,eq
1
xi
R g ,i R g ,eq
wi
习题 燃烧1kg重油产生烟气20kg,其中mCO2=3.16kg、 mO2=1.15kg、mH2O=1.24kg,其余为mN2.烟气 中的水蒸汽可以作为理想气体计算．对于烟气， 试求(1)各组分的质量分数(2)折合气体常数(3) 折合摩尔质量(4)摩尔分数(5)燃烧1kg重油所产 生的烟气在标准状态下的体积和在p=0.1MPa、 t=200℃时的体积
湿空气
湿空气:含有水蒸气的空气 干空气:不含有水蒸气的空气 湿空气是干空气和水蒸气的混合物
地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及
极微量的其他气体所组成.水蒸气以外的所有组成气 体称为干空气，因此，大气是干空气与水蒸气组成 的混合气体.水蒸气的含量较少,分压力较低,一般处 于过热状态.因此,大气中的水蒸气可以看成理想气 体.
h wi hi
s wi si
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习题 刚性绝热器被隔板一分为二，左侧Ａ装有氧气， VA1=0.3m3,pA1=0.4MPa,TA1=288K,右侧Ｂ装有氮 气,VB1=0.6m3,pB1=0.505MPa,TB1=328K．抽出 隔板氧和氮相互混合，重新达到平衡后，试求： (1)混合气的温度T2和压力p2(2)混合气体中氧和 氮各自的分压力pA2、pB2(3)混合前后的熵变量 ΔS，按定值比热容计算
一、折合摩尔质量和折合气体常数 质量分数：
m wi i m
w1 w2 wn wi
i 1 n
体积分数：
V i i V
1 2 n i
i 1 n
摩尔分数：
n xi i n
x1 x2 xn xi
i 1 n