工程热力学与传热学理想混合气体 (2)优秀课件.ppt

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1、工程热力学与传热学理想混合气体第1页，本讲稿共15页热工中常见工质大都是几种气体的混合物。空气空气是多种气体的混合物。它的恒定组成部分为氧、氮和氩、氖、氦、氪、氙等稀有气体，可变组成部分为二氧化碳和水蒸气，它们在空气中的含量随地球上的位置和温度不同在很小限度的范围内会微有变动。实验证明，空气中恒定组成部分的含量百分比，在离地面100km高度以内几乎是不变的。以体积含量计,氧约占20.95%,氮约占78.09%,氩约占0.932%,第2页，本讲稿共15页内燃机中的废气汽油机废气的主要成分是氮气、二氧化碳和水蒸气，量虽大，但是没有什么危害，还有一些有害气体，目前国家标准控制的排气污染物有氮氧化合物

2、（NOx）、一氧化碳（CO）、碳氢化合物（HC）和微粒(Pm)四种，除了一氧化碳外，其它三种都是混合物 这些由多种互相不起化学反应的气体所组成的混合物，称为混合气体。第3页，本讲稿共15页8.1 理想混合气体的基本性质考虑气体混合物的基本原则：理想气体混合物中各组元气体均为理想气理想气体混合物中各组元气体均为理想气体，因而混合物的分子都不占体积，分子之间体，因而混合物的分子都不占体积，分子之间也无相互作用力。因此混合物必遵循理想气体也无相互作用力。因此混合物必遵循理想气体方程，并具有理想气体的一切特性。方程，并具有理想气体的一切特性。第4页，本讲稿共15页1、分压力定律 各组成气体都处于与理想

3、气体混合物温度、体积各组成气体都处于与理想气体混合物温度、体积相同的情况下，各自单独对容器的压力称为分压力。相同的情况下，各自单独对容器的压力称为分压力。用用Pi表示。表示。一、混合气体的分压力定律和分容积定律一、混合气体的分压力定律和分容积定律第5页，本讲稿共15页T,V p1T,V p2T,V p nT,V 混合气体的总压力混合气体的总压力等于各组成气体分压力等于各组成气体分压力之和，称为道尔顿之和，称为道尔顿(Dalton)分压定律分压定律第6页，本讲稿共15页p T Vp T Vp T Vp T V分体积分体积Vi2、分体积定律 各组成气体都处于与理想气体混合物温度、压各组成气体都处于

4、与理想气体混合物温度、压力相同的情况下，各自单独占据的体积称为分体积。力相同的情况下，各自单独占据的体积称为分体积。用用Vi表示。表示。第7页，本讲稿共15页理想气体混合物的总体积理想气体混合物的总体积V等于各等于各组成气体的分体积组成气体的分体积Vi之和之和第8页，本讲稿共15页质量成分：混合气体中某组成气体的质量mi与总质量m的比值容积成分：混合气体中某组成气体的容积Vi与总容积V的比值摩尔成分：混合气体中某组成气体的摩尔数ni与总摩尔数n的比值二、混合气体成分二、混合气体成分第9页，本讲稿共15页各成分之间的关系各成分之间的关系容积成分ri摩尔成分xi质量成分gi第10页，本讲稿共15页

5、三、混合气体折合分子量和气体常数折合分子量气体常数第11页，本讲稿共15页两种计算方法已知各组成气体的容积成分例8-1已知各组成气体的质量成分例8-2第12页，本讲稿共15页8.2 理想气体混合物的比热、内能、焓和熵一、混合物的比热容对第i种组分理想混合气体的质量比热容理想混合气体的质量比热容理想混合气体的容积比热容理想混合气体的容积比热容理想混合气体的摩尔比热容理想混合气体的摩尔比热容第13页，本讲稿共15页二、混合物的热力学能、焓和熵 理想气体混合物的热力学能为各组成气体热力理想气体混合物的热力学能为各组成气体热力学能之和学能之和 理想气体混合物的焓和比焓理想气体混合物的焓和比焓 =niiiumUu1第14页，本讲稿共15页理想混合气体的熵和比熵理想混合气体的熵和比熵*熵不仅与温度有关，而且还与压力有关。因为熵不仅与温度有关，而且还与压力有关。因为温度为温度为T的组成气体单独存在于体积的组成气体单独存在于体积V中，其分中，其分压力为压力为Pi，所以计算组成气体比熵的变化量时，所以计算组成气体比熵的变化量时应采用其分压力应采用其分压力Pi，而不是理想混合气体的压力，而不是理想混合气体的压力P第15页，本讲稿共15页