2022年理想混合气体与湿空气 .pdf

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1、1 / 9 课目理想混合气体与湿空气讲次11 学时2 教案方式讲授地点教案目的了解理想混合气体的性质；理解湿空气的焓和熵。教案重点湿空气的焓、熵。教案难点教案方法与手段课堂讲授多媒体教案教案保障要求多媒体教案设备一套精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页2 / 9 教案过程设计时间分配：复习巩固3 m i n导入新课2 m i n讲授新课9 0 m in理想混合气体4 0 m in湿空气 50 m i n内容总结 5 m i n精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第

2、2 页，共 9 页3 / 9 教案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案反馈精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页4 / 9 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

3、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0.0224141 m3/mol 。混 合 气 体 的 摩 尔 气 体 常 数 也 是 恒 量 ， R= MRg=8.3145 J/(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

4、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，其质量精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页5 / 9 讲稿正文批注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

5、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 度精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页6 / 9 讲稿正文批注t=500 ，压力p1.05 105Pa，每秒钟派出废气 1.5m3/s 。求： 1）各组元气体的wi；2）废气

6、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 i 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 i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CO2COH2OO2N20.08920.00890.1120.04770.742244281832283.9250.2492.0161.52620.7820.13770.00870.07070.05360.7293合计1.00001.00002）废气的平均摩尔质

7、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。实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。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页7 / 9 讲稿正文批注柴油机工作时，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

8、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

9、、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精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 9 页8 / 9 讲稿正文批注的质量。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。讲稿正文批注精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页9 / 9 内容小结精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页