热力学电子教案-第7章理想气体混合物和湿空气

第七章

理想气体混合物与湿空气7－1混合气体的成分和

摩尔质量与气体常数一、绝对成分

绝对成分是表示在混合气体中某种组分所占的绝对量。绝对成分：质量

m-kg

物质的量n

-kmol

体积V-m3(通常指标准状况：00C、1atm，记为Vstd)

例如某一由氧气、氮气和氢气组成的混合气体，其绝对成分为：质量氧气8kg

氮气14

kg

氢气2kg

物质的量氧气0.25

kmol

氮气0.5

kmol

氢气1.0kmol

体积氧气5.6m3

氮气11.2m3

氢气22.4m3

7－1混合气体的成分和

摩尔质量与气体常数二、相对成分

相对成分是表示在混合气体中某种组分所占的相对量（％）。相对成分：相对质量wi

相对摩尔xi

相对体积如果已知由n种气体组成的某混合气体中，第种i气体的质量为mi，物质的量为ni，标准状况下的体积为Vi,std，则有：

相对质量

（7－1）显然（7－2）7－1混合气体的成分和

摩尔质量与气体常数

相对摩尔

（7－3）

相对体积

（7－4）三、成分表示方法的换算

1.

摩尔成分在数值上等于体积成分（）

（7－5）显然（7－6）

7－1混合气体的成分和

摩尔质量与气体常数

2.

（7－7）

3.

（7－8）

7－1混合气体的成分和

摩尔质量与气体常数四、混合气体的平均摩尔质量和气体常数

1.

平均摩尔质量

（7－9）

或

（7－10）

2.

气体常数（7－11）

7－2混合气体的参数计算

理想混合气体遵循理想气体状态方程平衡状态一、道尔顿定律

1.分压力－假定理想混合气体中各组成气体单独存在，并且具有与混合气体相同的温度和相同体积时的压力。记为

2.

道尔顿定律－理想混合气体的总压力等于各组成气体分压力之和（7－12）

7－2混合气体的参数计算

3.理想混合气体中各组成气体的分压力与总压力之比等于各组成气体的摩尔数。（7－13）

4.理想混合气体中各组成气体的分压力等于理想混合气体的总压力与各组成气体的相应摩尔数的乘积。（7－14）

7－2混合气体的参数计算

二、理想混合气体热力参数计算

1.理想混合气体广延参数计算

2.理想混合气体强度参数计算7－3湿空气及其湿度

一、湿空气

1.干空气、湿空气干空气－完全不含有水蒸气的空气湿空气－含有水蒸气的空气。

湿空气是干空气和水蒸气的混合物，可按理想混合物处理。根据道尔顿定律，湿空气的总压力

（7－15）干空气的分压力水蒸气的分压力7－3湿空气及其湿度

2.未饱和湿空气与、饱和湿空气

湿空气通常处在过热状态或未饱和状态

从温度的关系看：湿空气中的水蒸气通常处于过热状态

－－水蒸气的温度高于当时水蒸气分压力所对应的饱和温度。

例如：湿空气中水蒸气分压力

该分压力对应的饱和温度

实际湿空气中水蒸气的温度

图中a点湿空气中的水蒸气处于过热状态

7－3湿空气及其湿度从压力的关系看：湿空气中的水蒸气通常处于未饱和状态

－－水蒸气的分压力低于当时温度所对应的对应饱和压力。

例如：湿空气中水蒸气实际温度

该温度对应的饱和压力

实际湿空气中水蒸气的分压力

图中a点湿空气中水蒸气处于未饱和状态

7－3湿空气及其湿度未饱和湿空气：湿空气中的水蒸气的分压力低于其所处温度对应的饱和压力的湿空气，如前两图中的a

点。未饱和湿空气还具有吸湿能力。饱和湿空气：湿空气中的水蒸气的分压力等于其所处温度对应的饱和压力的湿空气，如前两图中的

b

点。饱和湿空气不再具有吸湿能力，如再加入水蒸气，湿空气中就会自动凝结出水珠来，这就是饱和的意思。7－3湿空气及其湿度二、湿空气的湿度

1.绝对湿度AH(AbsoluteHumidity)

单位体积（通常指1m3）的湿空气中所含水蒸气的质量

湿空气中水蒸气的密度

未饱和湿空气（7－16）

饱和湿空气（7－17）

绝对湿度的应用：氢冷汽轮发电机中冷却介质氢气的湿度

绝对湿度并不能完全说明湿空气的潮湿程度（干燥程度）和吸湿能力，同样的绝对湿度，如果温度不同，潮湿程度大不相同。比较干燥，可以吸湿比较潮湿，不能吸湿7－3湿空气及其湿度2.相对湿度RH(RelativeHumidity)

绝对湿度与同温度下可能达到的最大绝对湿度（饱和湿空气的绝对湿度）的比值。相对湿度表示湿空气离开饱和湿空气的远近程度，相对湿度也叫饱和度。

（7－18）根据理想气体状态方程，相对湿度可以分压力表示（7－19）7－3湿空气及其湿度当湿空气温度t

所对应的水蒸气的饱和压力psv

超过湿空气的压力p

时，湿空气中水蒸气所能达到的最大分压力不再是psv

是，而是湿空气的总压力p

（这时pDA

=0

）。此时相对湿度定义为

（7－20）练习：如果已知

那么

人感到舒适7－3湿空气及其湿度2.含湿量d

含湿量单位质量（每千克）干空气夹带的水蒸气的质量（克数）（7－21）从上式可见，含湿量实质是湿空气中水蒸气密度与干空气密度之比。根据理想气体状态方程和水蒸气与空气的摩尔质量，可得关系如下：

（7－22）（7－23）7－4露点温度和湿球温度

一、露点计

露点计构成：金属容器、液体乙醚、充气管、橡皮球露点测定过程：动画演示

露点温度作用：由代入可求出

从露点测定可知：

在湿空气压力及

其中水蒸气的分

压力保持不变的

条件下，将其冷

却到与水蒸气分

压力相对应的那

个饱和温度即为

露点温度td为左

图

a点温度。

饱和湿空气（7－24）

7－4露点温度和湿球温度二、干－湿球温度计

构成：干球温度计、湿球温度计、水槽测定过程：绝热饱和测湿球温度－画图说明

作用：由代入求出、

湿度测定难题？

未饱和湿空气

（7－25）

饱和湿空气

（7－26）

7－5焓和焓湿图一、焓在加热和冷却的空气调节中，湿空气的焓值也是变化的，而其的干空气的质量是不变的。为了计算方便，湿空气的焓也是对干空气（湿空气）而言的。

湿空气中的干空气和水蒸气均可视为理想气体，而且其比热只是温度的函数，则有：最后（7－27）7－5焓和焓湿图二、焓湿图

构成：横坐标－焓H

纵坐标－含湿量d；横、纵坐标夹角1350

等值线：Hd

tv

练习：已知试确定答案：7－6湿空气过程－焓湿图应用一、加热（冷却）过程空调中或利用热空气烘干物品前需将空气加热。和不变