几种气体的物理参数
飞机机电设备维修《大气的重要物理参数》
大气的重要物理参数
大气是由多种气体混合而成，主要成分是氮气和氧气。
按体积计算，氮气约占78%，氧气约占21%，余下1%是氩、二氧化碳、氖、氦、氪、氢等其他气体。
除了气体之外，大气中还有水蒸气和尘埃颗粒。
组成大气的各种气体分子都在不停地、无规那么地以不同的运动方向和运动速度运动着，并产生相互碰撞。
空气分子运动的动能以压力和热能的形式表现出来。
表示大气物理状态的物理参数主要是温度、压力和密度。
另外，与航空器飞行有关的物理参数还有粘性、压缩性、湿度和音速等。
高中物理气体的性质公式总结
高中物理气体的性质公式总结高中物理气体的性质公式1.气体的状态参量：温度：宏观上，物体的冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273 {T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)｝体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压：1atm=1.013×105Pa=1900pxHg(1Pa=1N/m2)2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大3.理想气体的状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量，T为热力学温度(K)｝注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。
高中物理气体的性质1.气体的状态参量：温度：宏观上，物体的冷热程度;微观上，物体内部分子无规则运动的剧烈程度的标志，热力学温度与摄氏温度关系：T=t+273 {T:热力学温度(K)，t:摄氏温度(℃)｝体积V：气体分子所能占据的空间，单位换算：1m3=103L=106mL压强p：单位面积上，大量气体分子频繁撞击器壁而产生持续、均匀的压力，标准大气压：1atm=1.013×105Pa=76cmHg(1Pa=1N/m2)2.气体分子运动的特点：分子间空隙大;除了碰撞的瞬间外，相互作用力微弱;分子运动速率很大3.理想气体的状态方程：p1V1/T1=p2V2/T2 {PV/T=恒量，T为热力学温度(K)｝注:(1)理想气体的内能与理想气体的体积无关,与温度和物质的量有关;(2)公式3成立条件均为一定质量的理想气体，使用公式时要注意温度的单位，t为摄氏温度(℃)，而T为热力学温度(K)。
常见气体和空气密度的比较
常见气体和空气密度的比较
常见气体包括氮气（N2）、氧气（O2）、二氧化碳（CO2）、氢
气（H2）和氩气（Ar）等。
这些气体在常温常压下的密度有所不同。
氮气的密度约为1.25 kg/m³，氧气的密度约为1.43 kg/m³，二氧
化碳的密度约为1.98 kg/m³，氢气的密度约为0.09 kg/m³，氩气
的密度约为1.66 kg/m³。
空气是由多种气体混合而成，其中氮气占78%，氧气占21%，其
他气体（包括二氧化碳、氩气等）占1%。
因此，空气的平均密度约
为1.2 kg/m³。
需要注意的是，空气的密度会随着海拔高度的变化
而变化，因为空气压力随着海拔高度的增加而减小，从而影响了空
气的密度。
从以上数据可以看出，不同气体的密度有所差异，这种差异主
要取决于分子量和分子间的相互作用。
一般来说，分子量较大的气
体密度较大，而分子量较小的气体密度较小。
此外，温度和压力也
会对气体的密度产生影响，但在常温常压下，以上所述的气体密度
比较是相对稳定的。
总的来说，氮气和氩气的密度较接近，二氧化碳的密度略大于
空气，氧气的密度略大于二氧化碳，而氢气的密度则远远小于其他气体。
这些密度的比较有助于我们更好地理解不同气体在空气中的行为和应用。
丙烷的物理性质
矿内空气的主要物理参数
第一节 矿内空气的主要物理参数一、密度单位体积空气所具有的质量称为空气的密度，用符号ρ表示。
空气可以看作是均质气体，故：Vm =ρ，kg/m 3 （1-2-1） 式中 m ——空气的质量，kg ；V ——空气的体积，m 3 ；ρ——空气的密度，kg ／m 3；一般地说，当空气的温度和压力改变时，其体积会发生变化。
所以空气的密度是随温度、压力而变化的，从而可以得出空气的密度是空间点坐标和时间的函数。
如在大气压P 0为101325 Pa 、气温为0 ℃(273.15 K)时，干空气的密度ρ0为1.293 kg ／m3。
湿空气的密度是l m3空气中所含干空气质量和水蒸汽质量之和：v d ρρρ+= （1-2-2） 式中 ρd —1m 3空气中干空气的质量，kg ；ρv —1m 3空气中水蒸汽的质量，kg ；由气体状态方程和道尔顿分压定律可以得出湿空气的密度计算公式：⎪⎭⎫ ⎝⎛-+=P P t P s ϕρ378.01273003484.0 （1-2-3） 式中 P —空气的压力，Pa ；t —空气的温度，℃ ； P s —温度t 时饱和水蒸汽的分压，Pa ；φ—相对湿度，用小数表示。
二、比容空气的比容是指单位质量空气所占有的体积，用符号v (m 3/kg)表示，比容和密度互为倒数，它们是一个状态参数的两种表达方式。
则：ρ1==m V v ，m 3/kg （1-2-4） 在矿井通风中，空气流经复杂的通风网络时，其温度和压力将会发生一系列的变化，这些变化都将引起空气密度的变化，在不同的矿井这种变化的规律是不同的。
在实际应用中，应考虑什么情况下可以忽略密度的这种变化，而在什么条件下又是不可忽略的。
三、粘性当流体层间发生相对运动时，在流体内部两个流体层的接触面上，便产生粘性阻力（内摩擦力）以便阻止相对运动，流体具有的这一性质，称作流体的粘性。
例如，空气在管道内以速度u 作层流流动时，管壁附近的流速较小，向管道轴线方向流速逐渐增大，如同把管内的空气分成若干薄层，图1-2-1所示。
空气动力学基础知识
3、中间层
中间层是在平流层之上，其顶端离地面的高度 大约为80～100公里。 中间层的特点： 1）随着高度的增加，空气的温度先升后降 中间层的气温，当高度增加到45公里时，由35 公里时的－56.5℃增加到40℃左右，再随着高度的 增加，到80公里时，温度降低到－65.5℃以下。 2）有大量臭氧存在。 3）有水平方向的风，且风速相当大。 4）空气质量很少，只占整个大气的三千分之一。 这层空气不利于飞机飞行，只有探空气球飞行。
四、国际标准大气（表）
飞机的飞行性能与大气状态(温度、气压、 密度等)密切相关，而大气状态是瞬息多变的， 为了便于比较飞机的飞行性能，就必须以一定 的大气状态作为衡量标准。国际航空协会组织 参照中纬度地区(北纬35º ～60º 之间)大气状态的 平均值，订出了大气的状态数值，作为计算和 试验飞行器的统一标准，以便于对飞机、发动 机和其他飞行器的试飞结果和计算结果加以比 较。处于这种状态下的大气，我们叫国际标准 大气。
2、空气的压缩性
一定质量的空气，当压力或温度改变时， 引起空气密度变化的性质，叫做空气的压缩性。 影响空气压缩性的主要因素： 1）气流的流动速度（v）。气流的流动速 度越大，空气密度的变化显著增大（或密度减 小的越多），空气易压缩（或空气的压缩性增 大）。 2） 空气的温度（t）。空气的温度越高， 空气的密度变化越小（或密度减小的越少） ， 空气不易压缩（或空气的压缩性减小）。
4）有云、雨、雾、雪等天气现象 地球表面的海洋、江河中的水由于太阳照射而不断蒸 发，使大气中常常聚集着各种形态的水蒸气，在空中形成 了“积雨云”，随着季节的变化，就会形成云、雨、雾、 雪、雹和打雷、闪电等天气现象。 5）空气的组成成分一定 对流层中几乎包含了全部大气质量的3/4，主要是由于 地球引力作用的结果。 由于对流层具有以上特点，会给飞机的飞行带来很大 影响。在高空飞行时，气温低，容易引起飞机结冰，温度 变化还会引起飞机各金属部件收缩，改变机件间隙，甚至 影响飞机正常工作。上下对流空气会使飞机颠簸，既不便 于操纵，又使飞机受力增大。
SF6气体性质--物理性质和化学性质.
SF6气体性质--物理性质和化学性质SF6气体化学性质SF6气体不溶于水和变压器油，在炽热的温度下，它与氧气、氩气、铝及其他许多物质不发生作用。
但在电弧和电晕的作用下，SF6气体会分解，产生低氟化合物，这些化合物会引起绝缘材料的损坏，且这些低氟化合物是剧毒气体。
SF6的分解反应与水分有很大关系，因此要有去潮措施。
在电弧高温作用下，很少量的SF6会分解为有毒的SOF2、SO2F2、SF4和SOF4等，但在电弧过零值后，很快又再结合成SF6。
因此，长期密封使用的SF6，虽经多次灭弧作用，也不会减少或变质。
电弧分解物的多少与SF6中所含水份有关，因此，把水份控制在规定值下是十分重要的。
常用活性氧化铝或活性炭、合成沸石等吸附剂，清除水分和电弧分解产物。
SF6气体混入空气时，会使绝缘强度下降，因此断路器及其贮气设备应保持密封。
SF6容易液化，液化温度与压力有关，压力升高时液化温度也增高，所以SF6气体都不采用过高的压力，以使其保持气态。
双压式断路器，高压侧压力为1.5MPa左右；单压式断路器，压力为0.3—0.5Mpa。
SF6气体性质--绝缘和灭弧特性SF6的绝缘特性SF6具有优良的绝缘性能，这是它最早被用于电力设备的原因。
例如，0.3MPa压力的SF6气体的绝缘强度就可能达到变压器油的水平，而压缩空气同样的绝缘强度要0.6—0.7MPa。
因此，早在四十年代SF6就开始用于电缆、高压静电发生器中，后来才用到开关中，现在又在变压器和高压互感器中应用。
SF6用在全封闭的组合电器中，取代敞开式分立电器的空气绝缘，使传统的变电站设备构造发生了革命性的变化，这就是SF6绝缘性能所显示出的优越性。
SF6气体的高绝缘强度是由卤族化合物的负电性，即对电子的吸附能力造成的。
卤族元素中又以F元素的负电性最强，它的化合物SF6仍有强负电性。
在温度不太高的情况下（108K以下），产生SF6+e→SF6—的反应，生成负离子；使空间的自由电子减少，而负离子的活泼性差，抑制了空间游离过程的发展，击穿不易形成，因此绝缘强度大大提高SF6气体的绝缘强度在不均匀的电场中要降低，这一点在设计与使用中应该引起注意。
常用气体的绝热指数
常用气体的绝热指数1. 引言绝热指数是描述气体在绝热过程中压力和体积之间关系的参数。
它是研究气体性质和热力学过程的重要参数之一。
不同气体的绝热指数不同，了解常用气体的绝热指数对于工程设计、物理实验和科学研究都具有重要意义。
本文将介绍常用气体的绝热指数，包括理想气体、空气、二氧化碳和甲烷等。
我们将从这些气体的基本性质、绝热过程以及计算方法等方面进行详细讨论。
2. 理想气体理想气体是一个假设模型，它假设分子之间没有相互作用力，并且分子大小可以忽略不计。
在理想气体模型下，绝热指数可以通过分子自由度来计算。
对于单原子分子而言，其自由度为3（三个平动自由度），因此其绝热指数为5/3；对于双原子分子而言，其自由度为5（三个平动自由度加上两个转动自由度），因此其绝热指数为7/5。
3. 空气空气主要由氮气和氧气组成，其中氮气占比约为78%，氧气占比约为21%。
空气的绝热指数可以通过分子自由度来计算。
根据空气的组成，我们可以将其视为二原子分子混合物。
根据混合物的平均摩尔质量和分子自由度的加权平均值，可以计算得到空气的绝热指数约为1.4。
4. 二氧化碳二氧化碳是一种常见的化学物质，它在大气中占有重要地位。
二氧化碳的分子式为CO2，分子中包含一个碳原子和两个氧原子。
根据分子自由度的计算方法，可以得知二氧化碳是一个三原子分子，其自由度为6（三个平动自由度加上三个转动自由度）。
因此，二氧化碳的绝热指数约为1.3。
5. 甲烷甲烷是一种简单的有机化合物，其分子式为CH4。
甲烷是天然气的主要成分之一，也是一种重要的燃料。
甲烷的分子由一个碳原子和四个氢原子组成，属于四原子分子。
根据分子自由度的计算方法，可以得知甲烷的自由度为10（三个平动自由度加上三个转动自由度加上四个振动自由度）。
因此，甲烷的绝热指数约为1.3。
6. 计算方法对于理想气体、空气、二氧化碳和甲烷等常用气体，我们可以使用以下公式来计算其绝热指数：γ = Cp / Cv其中，γ表示绝热指数，Cp表示定压比热容，Cv表示定容比热容。
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0.178 0.40 0.077 0.323 0.272 0.414 0.172 — 2.42 0.76 — 0.147 0.156 0.406 0.180 0.156 0.376 0.394 0.343 0.192 0.120 — 0.0848 0.139 0.345 0.292 — — —
170（114） 918（626） 209（142） 93.5（198） 72 81.0（377） 173（124） 125.5（100） 84.2（73） 188（78） 187.6（20） — 203（131） 103（162） 166（100） 137（254） 87.4 79.5（18℃）（278） 83.5（20℃）（322） 116.6 117（396） — 129（16℃） 98.9（454） 85.0（287） 98.5（241） 142.6（18） — —
37.25(Ⅰ) 37.17(Ⅱ)
密度/
（kg/m ）
3
热导率 / [kcal/(m·h·
℃)] （标 准状况）来自液态密度 熔点 /℃-209.86
熔融热
/(cal/g)
温度 ℃ -196 -33 — -23.5 — — -192 4 -252 — -89 — -183 — -191 -50 — — — — — — 0 — — — — — —
-195.78 -33.4 -185.87 -83.66 80.2 -0.5
-192～195
47.58 328 38.9 198 94 92.3 47 595.9 108.5 4.66 106.6 170 50.92 122 50.5 137 86 102 105 131 94
118.5(53)
310.96 236 -531 231 330 225
几种气体的物理参数
名称 化学式 气体常数k/ 比热容/［kcal/〔kg·℃〕］ 原子量或 ［(kg·m)/ (20℃,1atm) （kg/m ） 分子量 （kg·℃) ］ (标准状况) cp cv
3
密度
cp k= cv
1.40 1.29 1.66 1.24 1.1 1.108 1.40 — 1.407 1.66 — 1.31 1.40 1.31 1.40 1.30 1.00 1.13 1.17 1.30 1.25 — 1.36 1.28 1.20 1.25 — — —
1.2507 0.771 1.7820 1.171 — 2.673 1.293 1.00 0.08985 0.1785 1.3402 1.491 1.42895 0.717 1.25 1.976 — 2.020 1.914 1.539 2.927 2.75 3.217 2.308 1.357 1.261 1.639 1.6354 0.9218
310～350
0.0196 0.0185 0.0149 0.0158 0.0076 0.0116 0.021 — 0.140 0.124 0.0190 0.0344 0.0206 0.0258 0.0194 0.0118 0.0110 0.0127 — 0.0113 0.0066 — 0.0062 0.0073 0.0155 0.0141 — — —
ηt = η 0
式中，C为常数，其数值列于 η0数值后的括号内。 注：1mmHg=133.322Pa,1kcal/(kg·℃)=4186.8J/(kg·K),1cP=10 Pa·s,1kcal/(m·h·℃)=1.163W/(m·K)
-3
3.3 — 8.0 45.3 — — — — — — 30.10 24.1 — — 13.9 — —
72.95 96.9 116 115
98.7(-84.3) 40.52(-187) 372.76(19.4)
-44.5 — — -112 — -83
①黏度η0除另的注明者之外为0℃和1绝对大气压下的黏度数值。其他温度下的黏度值按下式计算
273 + C T ( )3 / 2 T + C 273
0.250 0.53 0.127 0.402 0.299 0.458 0.241 — 3.408 1.260 0.2329（15） 0.192 0.218 0.531 0.250 0.200 0.41 0.445 0.390 0.253 0.151 — 0.115 0.117 0.413 0.363 0.1839（15） — —
临界点 黏度η0 ×10
4①
汽化潜热 /cP 沸点/℃ / (kcal/kg)( （760mmHg）
760mmHg)
温度/ (℃) -147.13 132.4 -122.4 35.7 288.5 152
-140.75(Ⅰ) -140.65(Ⅱ)
压力绝 对大气 压/ata 33.49 111.5 48.00 61.6 47.7 37.5
/ 密度
/ 3 （kg/m ）
氮 氨 氩 乙炔 苯 正丁烷 空气 水蒸汽 氢 氦 一氧化氮 二氧化氮 氧 甲烷 一氧化碳 二氧化碳 正戊烷 丙烷 丙烯 硫化氢 二氧化硫 三氧化硫 氯 氯甲烷 乙烷 乙烯 氯化氢 氟 氟化氢
N2 NH3 Ar C2 H3 C6 H6 C 4H10 — H2 O H2 He NO NO2 O2 CH4 CO CO2 C 5H12 C3 H8 C3 H6 H2 S SO2 SO3 Cl2 CH3 Cl C2 H5 C2 H4 HCl F2 HF
30.26 49.79 21.26 32.59 10.85 14.60 29.27 47 420.6 212.0 28.26 18.4 26.5 52.90 30.29 19.27 11.75 19.25 20.19 24.90 13.24 10.57 11.96 16.8 28.21 30.25 23.3 22.3 42.3
— 12.80 2.26 — 100.0 49.713 45.6 34.53 72.9 33.0 43 45.4 188.9 77.78 — 76.1 66.0 48.85 50.7 — — —
— 31 69.3 — 570 429.9 162 311 460 232 232 233 — 520 — 573 370 210 220 — — —
-103±5
100 -252.75 -268.05 -151.8 21.2 -182.98 -161.58 -191.48 -78.2 36.08 -42.1 -47.7 -60.2 -10.8 44.8 -33.8 -24.1 -88.50 -103.70 -83.7 -187 19.4
— -239.9 -267.96 — 158.2 -118.82 -82.15 -140.2 31.1 197.1 95.6 91.4 100.4 157.5 — 144 148 32.1 9.7 — — —
28.02 17.03 39.94 26.02 78.05 58.08 (28.95) 18.02 2.016 4.002 30.01 46.01 32 16.03 28.00 44.00 72.10 44.06 42.05 34.09 64.06 80.07 70.91 50.48 30.06 28.03 36.47 38 20.01
6.1 83.7 — — — — — 79.67 14 — 18.4
37.2 32.3
0.808 0.683 — 0.52 — — 0.86 1.00 0.0709 — 1.226 — 1.140 — 0.814 1.155 — — — — — — 1.469 — — — — — —
-77.7 — — — — -213 0 -259.14 -272.2 -163.6 -11.2 -218.4 — -207.0 -56.6 — — — — — 16.83