熱力學第九章第一頁，共六十九頁，2022年，8月28日研究對象

無化學反應(yīng)的理想氣體混合物例：鍋爐煙氣CO2,CO,H2O,N2燃氣輪機中的燃氣空調(diào)工程中的濕空氣水蒸氣含量低，稀薄，當作理想氣體水蒸氣含量可變化，單獨研究第二頁，共六十九頁，2022年，8月28日工程熱力學的研究內(nèi)容

1、能量轉(zhuǎn)換的基本定律

2、工質(zhì)的基本性質(zhì)與熱力過程3、熱功轉(zhuǎn)換設(shè)備、工作原理4、化學熱力學基礎(chǔ)緒論第三頁，共六十九頁，2022年，8月28日本章主要內(nèi)容

1、成分描寫2、分壓定律和分容積定律3、混合物參數(shù)計算4、濕空氣第四頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-1混合氣體的成分

第i種組元氣體的質(zhì)量成分：設(shè)混合氣體由1,2,3,…,i,…k種氣體組成各組元質(zhì)量成分之和為1第五頁，共六十九頁，2022年，8月28日摩爾成分設(shè)混合氣體由1,2,3,…,i,…k種氣體組成摩爾數(shù)第i種組元氣體的摩爾成分：各組元摩爾成分之和為1第六頁，共六十九頁，2022年，8月28日平均摩爾質(zhì)量M和折合氣體常數(shù)R設(shè)混合氣體的平均摩爾質(zhì)量為M，摩爾數(shù)為n，則混合氣體質(zhì)量折合氣體常數(shù)平均摩爾質(zhì)量為M第七頁，共六十九頁，2022年，8月28日與xi的換算已知xi第八頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-2

分壓定律和分容積定律Dalton’slawofpartialpressure分壓力定律pTVpTVpTVpTV分壓力pi第九頁，共六十九頁，2022年，8月28日分壓定律pTVpTVpTVpTV分壓力pi第十頁，共六十九頁，2022年，8月28日壓力是分子對管壁的作用力分壓定律的物理意義混合氣體對管壁的作用力是組元氣體單獨存在時的作用力之和理想氣體模型1.分子之間沒有作用力2.分子本身不占容積

分壓力狀態(tài)是第i種組元氣體的實際存在狀態(tài)第十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日質(zhì)量成分與混合物氣體常數(shù)kJ/kg.K第十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日分容積定律pTVpTVpTVpTV分容積Vi容積成分＝摩爾成分第十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日為什么引入分容積定律混合氣體的測量成分分析儀

得到

分壓力狀態(tài)是第i種組元氣體的實際存在狀態(tài)第十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-3混合氣體的參數(shù)計算質(zhì)量，摩爾數(shù)，壓力，容積，內(nèi)能，焓，定壓比熱容，定容比熱容，熵，Ex總參數(shù)加和性總參數(shù)是各組元在分壓力狀態(tài)下的分參數(shù)之和（除總?cè)莘e）第十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日混合物總參數(shù)的計算質(zhì)量守恒摩爾數(shù)守恒

分壓定律第十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日混合物比參數(shù)的計算加權(quán)性[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各組成氣體混合氣體內(nèi)能第十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日混合物比參數(shù)的計算[kJ/kg][kJ/kmol]注意：各組成氣體混合氣體焓第十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日混合物比參數(shù)的計算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定壓比熱容[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]定容比熱容第十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日混合物比參數(shù)的計算[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]熵[kJ/kg.K][kJ/kmol.K]ex第二十頁，共六十九頁，2022年，8月28日混合物容積的計算分容積定律總?cè)莘e比容[m3/kg][m3/kmol]第二十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-4同T同p下理想氣體絕熱混合熵增

典型的不可逆過程ABp

TxB

p

TxA

p

T1molA+B第二十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-4同T同p下理想氣體絕熱混合熵增ABp

TxB

p

TxA

p

T1molA+B多組元第二十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日同T同p下理想氣體絕熱混合熵增的說明1、混合熵增僅與xi有關(guān)，與氣體種類無關(guān)0.2kmolO2與0.8kmolN2，同T同p下混合成1kmol0.2kmolH2與0.8kmolO2，同T同p下混合成1kmol混合熵增2、似乎同種氣體同T同p下混合熵增也等于上式但根據(jù)熵的廣延性，同種氣體同T同p下混合熵增等于0吉布斯佯謬無分壓力概念第二十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日同T同p下理想氣體絕熱混合Ex損失ABp

TxB

p

TxA

p

T1molA+B混合前混合后混合前后Ex損失第二十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日同T同p下理想氣體絕熱混合焓Ex損失第二十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日舉例O2N2絕熱剛性容器中，p1,O2=0.5MPa,nO2=0.6kmol的氧氣與p1,N2=0.8MPa,nN2=0.4kmol氮氣實現(xiàn)等溫混合，試求混合氣體的壓力和混合熵增。解：第二十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日舉例解答O2N2第二十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日舉例解答混合熵增第二十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日舉例若兩種氣體皆為氧氣，混合氣體的壓力和混合熵增又為多少。第三十頁，共六十九頁，2022年，8月28日熵是狀態(tài)參數(shù)，具有可加性

不同參數(shù)的混合熵第三十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日濕空氣＝（干空氣＋水蒸氣）空調(diào)、通風、烘干、冷卻塔、儲存§9-5濕空氣的性質(zhì)濕空氣與一般理想混合氣體的最大區(qū)別是水蒸氣的成分可能變化。分壓低理想混合氣體第三十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日冷卻塔照片第三十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日飽和蒸汽

1、未飽和濕空氣未飽和濕空氣和飽和濕空氣過熱蒸汽水蒸氣干空氣＋過熱水蒸氣pv<ps(T)

Tspvps加入水蒸氣，pv第三十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日2、飽和濕空氣未飽和濕空氣和飽和濕空氣干空氣＋飽和水蒸氣pv＝ps(T)

Tsps溫度一定，不能再加入水蒸氣第三十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日從未飽和到飽和的途徑Tspvps1、

T加水蒸氣pvab3、

pv不變，Tabaddc2、

pv，Tac4、

vaee結(jié)露Td露點溫度第三十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日

Td=Ts(pv)結(jié)露與露點濕潤的夏天水管上常出現(xiàn)水珠?

冷水管t=20oCTsdpv=0.04bar大氣溫度t=30oCtd=28.98oC干燥的冬天pv小，

td<0.0oC結(jié)霜

結(jié)霧？

第三十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日濕空氣中所含水蒸氣的量濕空氣的濕度1、絕對濕度每1m3濕空氣中所含的水蒸氣的質(zhì)量kg水蒸氣/m3濕空氣絕對濕度T,pv下水蒸氣的密度不常用第三十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日2、相對濕度＝1

飽和濕空氣

在相同的溫度下：相對濕度＝0

干空氣

0<<1

未飽和濕空氣

表明濕空氣與同溫下飽和濕空氣的偏離程度

反映所含水蒸氣的飽和程度

越干燥，吸水能力強

越濕潤，吸水能力低

第三十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日3、比濕度（含濕量）濕空氣中干空氣的量總不變，以此為計算基準

比濕度kg水蒸氣/kg干空氣？第四十頁，共六十九頁，2022年，8月28日以單位質(zhì)量干空氣為基準，理想混合氣體kJ/kg干空氣工程上，取0oC時§9-6濕空氣的焓、熵和容積干空氣的焓水蒸氣的焓溫度t下飽和水的焓hv=0ha=0干空氣的焓第四十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日濕空氣的熵kJ/kg干空氣.K第四十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日濕空氣的容積m3/kg干空氣分壓定律第四十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-7比濕度的確定和濕球溫度無法直接測量,間接方法1.絕熱飽和溫度法d112mfTs12T2第四十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日比濕度的確定空氣d112mfTs12熱力學第一定律水蒸氣第四十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日比濕度的確定d112mfTs12測得T1,T2,p第四十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日濕球溫度2.干濕球溫度法圖5-9干濕球溫度計t-twt-twt=tw=ts(pv)球面上蒸發(fā)熱=對流熱t(yī)w絕熱飽和溫度第四十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日干球溫度,濕球溫度與露點溫度圖5-9干濕球溫度計t=tw=tdTstwtdtt>tw>td第四十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-8

濕空氣的焓濕圖與熱濕比濕空氣的參數(shù)很多，有多少獨立的變量根據(jù)相律組元數(shù)2pb,h,d焓濕圖相數(shù)1固定pb=0.1MPa第四十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)d=0干空氣dh2、h線1、d線

h與

t

很接近

人為將

h旋轉(zhuǎn)135度

h135度第五十頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dh3、t線正斜率的直線

h等干球溫度線t第五十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dh是一組向上凸的線

h等相對濕度線t4、

線飽和線

上部未飽和線

下部無意義

干空氣d=0

第五十二頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dhht4、

線ts=99.63oCd第五十三頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dhht5、

線d第五十四頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dhht6、露點tdpv下飽和濕空氣td第五十五頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dhht7、濕球溫度tw絕熱飽和溫度tdtwt第五十六頁，共六十九頁，2022年，8月28日濕球溫度與絕熱飽和溫度d112mfTs12熱力學第一定律第五十七頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dhht8、熱濕比h-d圖上為直線ⅣⅠⅡⅢⅠ:Ⅱ:Ⅲ:Ⅳ:角系數(shù)：過程方向與特征第五十八頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dhht8、熱濕比12已知初態(tài)1過程斜率已知可確定終態(tài)第五十九頁，共六十九頁，2022年，8月28日焓濕圖的結(jié)構(gòu)dhht不同的pb不同的h-d圖第六十頁，共六十九頁，2022年，8月28日第六十一頁，共六十九頁，2022年，8月28日§9-9濕空氣的基本熱力過程

一、單純加熱或冷卻過程d不變12qdh122’加熱12放熱12’hh第六十二頁，共六十九頁，2022