第12章理想气体混合物及湿空气
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12理想气体混合物及湿空气讲解
二 未饱和湿空气和饱和湿空气 过热蒸汽 未饱和湿空气 饱和湿空气
水蒸气
饱和蒸汽 1、未饱和湿空气
T
ps
pv
干空气 ＋ 过热水蒸气
pv < ps(T)
加入水蒸气，pv
s
12-3 湿空气
2、饱和湿空气 干空气 ＋ 饱和水蒸气
pv ＝ ps(T)
T
ps
温度一定，不能再加入水蒸气。
s
12-3 湿空气
1 T 加水蒸气 从未饱和到 2 3
12-3 湿空气
一 干空气和湿空气 地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微 量的其他气体组成。 干空气：完全不含水蒸气的空气。干空气可看作是不变 的整体。 湿空气：干空气与水蒸气的混合物。 应用：空调、通风、烘干、冷却塔、储存等。 湿空气中水蒸气分压力很低，一般处于过热状态。因此，
湿空气中水蒸气也可作为理想气体计算，故而湿空气是理 想气体混合物，理想气体遵循的规律有理想气体混合物的 计算公式都可以应用。
12-3 湿空气
下标约定：a －干空气 s－饱和水蒸气 v －水蒸气 －无下标为湿空气参数
湿空气＝（干空气＋ 水蒸气 ） 分压低（0.003~0.004MPa， 一般处于过热状态，可按理 想气体计算）
理想气体混合物
p pa pv
湿空气与一般理想混合气体的最大区别： 水蒸气的含量是变量!!
12-3 湿空气
12-1 理想气体混合物
处理气体混合物的基本原则 1）混合气体混合物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，其质量和分子数与组分气 体质量之和及分子数之和相同。 平均摩尔质量， 折合摩尔质量
pV m混 Rg ,eq T
水蒸气
饱和蒸汽 1、未饱和湿空气
T
ps
pv
干空气 ＋ 过热水蒸气
pv < ps(T)
加入水蒸气，pv
s
12-3 湿空气
2、饱和湿空气 干空气 ＋ 饱和水蒸气
pv ＝ ps(T)
T
ps
温度一定，不能再加入水蒸气。
s
12-3 湿空气
1 T 加水蒸气 从未饱和到 2 3
12-3 湿空气
一 干空气和湿空气 地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及极微 量的其他气体组成。 干空气：完全不含水蒸气的空气。干空气可看作是不变 的整体。 湿空气：干空气与水蒸气的混合物。 应用：空调、通风、烘干、冷却塔、储存等。 湿空气中水蒸气分压力很低，一般处于过热状态。因此，
湿空气中水蒸气也可作为理想气体计算，故而湿空气是理 想气体混合物，理想气体遵循的规律有理想气体混合物的 计算公式都可以应用。
12-3 湿空气
下标约定：a －干空气 s－饱和水蒸气 v －水蒸气 －无下标为湿空气参数
湿空气＝（干空气＋ 水蒸气 ） 分压低（0.003~0.004MPa， 一般处于过热状态，可按理 想气体计算）
理想气体混合物
p pa pv
湿空气与一般理想混合气体的最大区别： 水蒸气的含量是变量!!
12-3 湿空气
12-1 理想气体混合物
处理气体混合物的基本原则 1）混合气体混合物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，其质量和分子数与组分气 体质量之和及分子数之和相同。 平均摩尔质量， 折合摩尔质量
pV m混 Rg ,eq T
工程热力学十二、理想气体混合物及湿空气(15)
（2）混合气体中氧和氮各自的
分压力PA2、 PB2；
（3）混合前后熵变量ΔS。按定 A B
值比热容计算
O2
N2
§12-3 湿空气
• 湿空气 湿空气是干空气与水蒸气的混合物。
• 涉及湿空气的常见的工业过程 空气温度与湿度调节过程、物体的干燥过程、冷却水塔中的水
冷却过程等。
§12-3 湿空气
• 分析湿空气时假定： ➢把气相混合物看作是理想气体混合物； ➢当蒸汽凝结成液相或固相时，液相或固相中不包含溶解的空气； ➢空气的存在不影响蒸汽与其凝聚相之间的相平衡。
第十二章 理想气体混合 物及湿空气
§12-1 理想气体混合物
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。
一、分压力定律和分体积定律
✓分压力
在与混合物温度相同的情况下，每一种组成气体 都独自占据体积V时，组成气体的压力称为分压力。
✓混合气体成分的几种表示方法：
质量分数： 摩尔分数： 体积分数：
wi
mi m
xi
ni n
i
Vi V
Vi为分体积
✓ 混合气体的折合摩尔质量
m mi nM eq niM i
M eq
ni M i n
xi M i
✓ 混合气体的折合气体常数
Rg ,eq
R M eq
R nR niM i Rg,i mi Rg,i
Vi表示。
✓分体积定律
pVi ni RT
pVi ni RT
pVi RT ni nRT pV
V Vi
理想气体混合物的总体
第12章-理想气体混合物及湿空气-理想气体混合物部分.
p, T
n= n1+ n2+ ┅ +ni + ┅ + nn V=V1+ V2+ ┅ + Vi+ ┅ + Vn
V Vi
理想气体混合物的总体
积等于各组成气体分体积之 和，称为亚美格(Amagat)分 体积定律
Vi V
ni n
xi
或 Vi xiV
三、wi、xi、i的转算关系
xi i
质量kg
m mi
摩尔数kmol
n ni
容积m3
V Vi
相对成分 相对成分=
分量 总量
质量分数：
wi
mi m
,
wi 1
摩尔分数：
xi
ni n
,
xi 1
体积分数：
i
Vi V
,
i 1
Vi为分体积
2、混合气体折合摩尔质量
Meq xiMi
3、混合气体的折合气体常数
第十二章 理想气体混合物
§12－1 理想气体混合物
假定： 1.混合气体内部无化学反应，成分不变； 2.各组元气体都有理想气体的性质， 3.混合后仍具有理想气体的性质； 4.各组元气体彼此独立，互不影响。
一、混合气体的折合摩尔质量及折合气体常数
1、混合气体成分的几种表示方法：
绝对成分
项目
混合气体 第i种组成气体
xi
M eq Mi
wi
xi
Rg ,i Rg ,eq
wi
四、混合气体的比热容、热力学能、焓和熵
1、比热容
c wici Cm xiCm,i C iCi
沈维道《工程热力学》(第4版)章节题库-理想气体混合物及湿空气(圣才出品)
的熵相等，试确定其摩尔分数。
已知：氮气
；
氩气
。
解：据混合气体的性质，混合气体的比定压热容和折合气体常数为
（a）
根据题意
即 式（a）代入式（b） 代入题给数据，得
（b）
，考虑到
，所以
2．刚性绝热容器由隔板分成 A 和 B 两部分（图 12-2）。两侧各储有 1mol 和 ，且
6 / 17
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前后温度相等，因此，混合熵增为
3．秋季白天秋高气爽气温较高，此时的空气为（ ）。 A．干空气 B．饱和空气 C．未饱和空气 D．过热空气 【答案】C 【解析】地球上的大气或多或少都含有水蒸气，湿空气本身并无过热之说，只有饱和与 未饱和之分，空气中带有的水蒸气在过热状态（温度高于其饱和温度），则为未饱和湿空气， 水蒸气达饱和状态（温度等于其饱和温度），则为饱和湿空气。
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小，所以工程上常忽略由此造成的焓值的改变。
7．湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化（ ）。
A＜0 或△U＞0
【答案】B
1．下面说法中正确的是（ ）。 A．绝对湿度越大，则相对湿度越大 B．含湿量小，则湿空气的吸湿能力越强 C．相对湿度越小，则湿空气的吸湿能力越强 D．相对湿度越大，则湿空气的吸湿能力越强 【答案】C
4.76mol 空气，则空气的熵为（ ）。
A．
B．
C．
D．都不对。
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【答案】C
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【解析】混合过程不可逆，所以由 1atm、25 的 1mol 氧和 3.76mol 氮等压混合组
已知：氮气
；
氩气
。
解：据混合气体的性质，混合气体的比定压热容和折合气体常数为
（a）
根据题意
即 式（a）代入式（b） 代入题给数据，得
（b）
，考虑到
，所以
2．刚性绝热容器由隔板分成 A 和 B 两部分（图 12-2）。两侧各储有 1mol 和 ，且
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前后温度相等，因此，混合熵增为
3．秋季白天秋高气爽气温较高，此时的空气为（ ）。 A．干空气 B．饱和空气 C．未饱和空气 D．过热空气 【答案】C 【解析】地球上的大气或多或少都含有水蒸气，湿空气本身并无过热之说，只有饱和与 未饱和之分，空气中带有的水蒸气在过热状态（温度高于其饱和温度），则为未饱和湿空气， 水蒸气达饱和状态（温度等于其饱和温度），则为饱和湿空气。
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小，所以工程上常忽略由此造成的焓值的改变。
7．湿蒸汽经定温膨胀过程后其内能变化（ ）。
A＜0 或△U＞0
【答案】B
1．下面说法中正确的是（ ）。 A．绝对湿度越大，则相对湿度越大 B．含湿量小，则湿空气的吸湿能力越强 C．相对湿度越小，则湿空气的吸湿能力越强 D．相对湿度越大，则湿空气的吸湿能力越强 【答案】C
4.76mol 空气，则空气的熵为（ ）。
A．
B．
C．
D．都不对。
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【答案】C
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【解析】混合过程不可逆，所以由 1atm、25 的 1mol 氧和 3.76mol 氮等压混合组
第十二章理想气体混合物及湿空气
12
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
12-2 理想气体混合物的比热容、 热力学能、焓和熵
一、理想气体混合物的比热容
质量比热容：c wi ci
i 1 n
摩尔比热容： C m xi C m， i
i 1
n
容积比热容：C i C i
i 1
n
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
13
二、理想气体混合物的热力学能和焓
理想混合气体的热力学能等于各组分气体的热力学 能之和。
U Ui
i 1 n n
1kg理想混合气体的热力学能： u wi ui
i 1
理想混合气体的焓等于各组分气体的焓值之和。
H Hi
i 1 n
1kg理想混合气体的焓： h wi hi wi (ui RiT )
n ni
( Mv)0 22.4 103 m3 / mol
nM eq ni M i
4
理想气体混合物可作为Rg,eq和Meq的“某种”理想气体。
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
二、分压力和分体积定律
1.分压力定律 分压力——在与混合气体相同的温度下，各组成 气体单独占有混合气体的体积V时给予容器壁的 压力。
pO2 ,2
1 xO2 p2 p A1 2
pN2 ,2
1 xN2 p2 pB1 2
18
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
取混合前气体状态（pA1，TA）为参考状态，则O2 及 N2 终态的熵值即为从参考状态到终态的熵变，所以
dS m xi C pmi 0
dpi dpi dT xi R Rxi T pi pi
武汉大学动力与机械学院 刘先斐 3
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
12-2 理想气体混合物的比热容、 热力学能、焓和熵
一、理想气体混合物的比热容
质量比热容：c wi ci
i 1 n
摩尔比热容： C m xi C m， i
i 1
n
容积比热容：C i C i
i 1
n
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
13
二、理想气体混合物的热力学能和焓
理想混合气体的热力学能等于各组分气体的热力学 能之和。
U Ui
i 1 n n
1kg理想混合气体的热力学能： u wi ui
i 1
理想混合气体的焓等于各组分气体的焓值之和。
H Hi
i 1 n
1kg理想混合气体的焓： h wi hi wi (ui RiT )
n ni
( Mv)0 22.4 103 m3 / mol
nM eq ni M i
4
理想气体混合物可作为Rg,eq和Meq的“某种”理想气体。
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
二、分压力和分体积定律
1.分压力定律 分压力——在与混合气体相同的温度下，各组成 气体单独占有混合气体的体积V时给予容器壁的 压力。
pO2 ,2
1 xO2 p2 p A1 2
pN2 ,2
1 xN2 p2 pB1 2
18
武汉大学动力与机械学院 刘先斐
取混合前气体状态（pA1，TA）为参考状态，则O2 及 N2 终态的熵值即为从参考状态到终态的熵变，所以
dS m xi C pmi 0
dpi dpi dT xi R Rxi T pi pi
武汉大学动力与机械学院 刘先斐 3
工程热力学课件：第12章 理想气体混合物及湿空气
大气是由干空气和一定量的水蒸气混合而 成的，我们称其为湿空气。干空气的成分 主要是氮（78％）、氧（21％）、氩 （0.93％）、二氧化碳（0.03％）及其它 微量气体。
湿空气模型
常温常压下湿空气中的干空气基本上是 一个稳定的混合物，可视为纯物质。
常温常压下湿空气中的水蒸气量可能变。
在需要考虑湿度的热力过程中，湿空气可 视为干空气与水蒸汽的混合物
第十二章
理想气体混合物及 湿空气
纯物质
混合物与纯物质
一种化学成分组成 H2O CO2
混合物 多种化学成分（纯物质）组成
混合物中 的纯物质 称组元
CH O .N = CO +HO+.N
Air（干） 燃烧产物
过程中组元的量不变的混合物可 视为纯物质（如干空气）
压气机Air
干空气的标准成分
湿空气
湿度控制的应用
在通信行业的应用：确保设备可靠性
混合物热力性质
1 混合物的状态公理如何表达 2 如何确定混合物中各组元的状态 3 如何确定混合物整体的状态
理想气体混合物
§12-1.道尔顿分压力定律 §12-2.亚美格分体积定律 §12-3.三种分数的关系 §12-4.混合物的比热容与能、焓、熵变
wisi12
查表
si12
s20 (T2 ) s10 (T1) Rgi ln
pi 2 pi1
当组分不变时
pi2 xi p2 p2 pi1 xi p1 p1
si12
si02 (T2 )
si01(T1) Rgi
ln
p2 p1
si02 (T2 ) Rgi ln p2 si01(T1) Rgi ln p1
水在液相（或固相、气相） k =1，f=1，
湿空气模型
常温常压下湿空气中的干空气基本上是 一个稳定的混合物，可视为纯物质。
常温常压下湿空气中的水蒸气量可能变。
在需要考虑湿度的热力过程中，湿空气可 视为干空气与水蒸汽的混合物
第十二章
理想气体混合物及 湿空气
纯物质
混合物与纯物质
一种化学成分组成 H2O CO2
混合物 多种化学成分（纯物质）组成
混合物中 的纯物质 称组元
CH O .N = CO +HO+.N
Air（干） 燃烧产物
过程中组元的量不变的混合物可 视为纯物质（如干空气）
压气机Air
干空气的标准成分
湿空气
湿度控制的应用
在通信行业的应用：确保设备可靠性
混合物热力性质
1 混合物的状态公理如何表达 2 如何确定混合物中各组元的状态 3 如何确定混合物整体的状态
理想气体混合物
§12-1.道尔顿分压力定律 §12-2.亚美格分体积定律 §12-3.三种分数的关系 §12-4.混合物的比热容与能、焓、熵变
wisi12
查表
si12
s20 (T2 ) s10 (T1) Rgi ln
pi 2 pi1
当组分不变时
pi2 xi p2 p2 pi1 xi p1 p1
si12
si02 (T2 )
si01(T1) Rgi
ln
p2 p1
si02 (T2 ) Rgi ln p2 si01(T1) Rgi ln p1
水在液相（或固相、气相） k =1，f=1，
沈维道《工程热力学》(第4版)笔记和课后习题(含考研真题)详解(第12~13章)【圣才出品】
V Vi
i
道尔顿分压力定律和亚美格分体积定律只适用于理想气体状态。
2．混合气体的成分
（1）气体混合物占组成含量百分数分类
①质量分数；
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(12-3)
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②摩尔分数；
③体积分数。
（2）各种百分数的表示方法
①质量分数是组分气体质量与混合气体总质量之比，第 i 种气体的质量分数用 wi 表示
律。
（2）分体积定律
另一种分离方式如图 l2-1 所示。各组成气体都处于与混合物相同的温度、压力(T、p)
下，各自单独占据的体积Vi 称为分体积。对第 i 种组成写出状态方程式为 pVi ni RT
(12-2)
图 l2-1 理想气体分体积示意图 对各组成气体相加，得出
pVi RT ni
i
i
可得
i
xi
i
Rg ,eq
1
Rg ,eq Rg .i wi
i
（12-10）
二、理想气体混合物的比热容、热力学能、焓和熵 1．理想气体混合物的比热容
混合气体的比热容是 lkg 混合气体温度升高 l℃所需热量。1kg 混合气体中有 wi kg 的
第 i 组分。因而，混合气体的比热容为
c wici
i
同理可得混合气体的摩尔热容和体积热容分别为
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沈维道《工程热力学》（第 4 版）笔记和课后习题（含考研真题）详解
第 12 章 理想气体混合物及湿空气
12.1 复习笔记
一、理想气体混合物 1．分压力定律和分体积定律 （1）分压定律
p pi
工程热力学 第十二章 理想气体混合物及湿空气 图文
南京航空航天大学
平均气体常数， 折合气体常数
理想气体混合物
u
cv
t2 t1
(t2
t1 )
h
cp
t2 t1
(t2
t1 )
cp cv Rg,eq
因此，把理想气体混合物看出是气体常数和摩 尔质量分别为Rg,eq和Meq的某种假想气体。
pV m混 Rg,eqT
南京航空航天大学
混合气体的分压力定律
分压力——组分气体处在与混合气体相同容积、 相同温度单独对壁面的作用力。
1 ln 2
pN2 ,2 pB1
南京航空航天大学
2R ln 1 2R ln 2 2
湿空气与干空气
地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸 气及极微量的其他气体组成。水蒸气以外的所有组 成气体称为干空气，看作是不变的整体。湿空气是 指含有水蒸气的空气。
南京航空航天大学
成分 O2 N2 Ar CO2
pV nRT p1V n1RT piV ni RT pmV nm RT
南京航空航天大学
Vpi RT ni nRT
p pi 道尔顿分压力定律
混合气体的分体积定律
分体积——组分气体处在与混合气体同温、 同压单独占有的体积。
pV nRT
pV1 n1RT pVi ni RT
pVm nmRT
T
ps
干空气 ＋
过热水蒸气
pv
pv < ps(T)
南京航空航天大学
加入水蒸气，pv
s
未饱和湿空气和饱和湿空气
2、饱和湿空气
干空气 ＋
饱和水蒸气
T
ps
pv ＝ ps(T)
南京航空航天大学
湿空气
分析湿空气时假定： 1）把气相混合物看作是理想气体混合物； 2）当蒸汽凝结成液相或固相时，液相或固相
平均气体常数， 折合气体常数
理想气体混合物
u
cv
t2 t1
(t2
t1 )
h
cp
t2 t1
(t2
t1 )
cp cv Rg,eq
因此，把理想气体混合物看出是气体常数和摩 尔质量分别为Rg,eq和Meq的某种假想气体。
pV m混 Rg,eqT
南京航空航天大学
混合气体的分压力定律
分压力——组分气体处在与混合气体相同容积、 相同温度单独对壁面的作用力。
1 ln 2
pN2 ,2 pB1
南京航空航天大学
2R ln 1 2R ln 2 2
湿空气与干空气
地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸 气及极微量的其他气体组成。水蒸气以外的所有组 成气体称为干空气，看作是不变的整体。湿空气是 指含有水蒸气的空气。
南京航空航天大学
成分 O2 N2 Ar CO2
pV nRT p1V n1RT piV ni RT pmV nm RT
南京航空航天大学
Vpi RT ni nRT
p pi 道尔顿分压力定律
混合气体的分体积定律
分体积——组分气体处在与混合气体同温、 同压单独占有的体积。
pV nRT
pV1 n1RT pVi ni RT
pVm nmRT
T
ps
干空气 ＋
过热水蒸气
pv
pv < ps(T)
南京航空航天大学
加入水蒸气，pv
s
未饱和湿空气和饱和湿空气
2、饱和湿空气
干空气 ＋
饱和水蒸气
T
ps
pv ＝ ps(T)
南京航空航天大学
湿空气
分析湿空气时假定： 1）把气相混合物看作是理想气体混合物； 2）当蒸汽凝结成液相或固相时，液相或固相
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＋
xi wi
M eq Mi
Rg ,eq Rg ,i wi
i
x
i
i
R
i
g ,i
wi
Rg ,eq
1
xi
R g ,i R g ,eq
wi
习题 燃烧1kg重油产生烟气20kg,其中mCO2=3.16kg、 mO2=1.15kg、mH2O=1.24kg,其余为mN2.烟气 中的水蒸汽可以作为理想气体计算．对于烟气， 试求(1)各组分的质量分数(2)折合气体常数(3) 折合摩尔质量(4)摩尔分数(5)燃烧1kg重油所产 生的烟气在标准状态下的体积和在p=0.1MPa、 t=200℃时的体积
湿空气
湿空气:含有水蒸气的空气 干空气:不含有水蒸气的空气 湿空气是干空气和水蒸气的混合物
地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及
极微量的其他气体所组成.水蒸气以外的所有组成气 体称为干空气，因此，大气是干空气与水蒸气组成 的混合气体.水蒸气的含量较少,分压力较低,一般处 于过热状态.因此,大气中的水蒸气可以看成理想气 体.
湿空气是理想气体的混合物.
a,v,s：表示干空气，水蒸气，饱和水蒸气， 无下标时为湿空气参数
湿空气总压力等于干空气分压力和水蒸气分压 力之和,如果湿空气来自环境大气
pb p a p v
由水蒸气的含量及温度不同
干空气
未饱和湿空气 湿空气 干空气 饱和湿空气 饱和水蒸气
过热水蒸气
温度为 t 的湿空气
四、混合气的比热容、热力学能、焓和熵
混合气比热容 混合气的比热容是１kg混合气体的温度升高１Ｋ 所需的热量
c wi ci
混合气热力学能、焓和熵
混合气体的热力学能、焓和熵都是广延参数，具有可加 性，因而混合气体的热力学能、焓和熵等于各组成气体热力学 能、焓和熵之和
u wi u i
一、折合摩尔质量和折合气体常数 质量分数：
m wi i m
w1 w2 wn wi
i 1 n
体积分数：
V i i V
1 2 n i
i 1 n
摩尔分数：
n xi i n
x1 x2 xn xi
i 1 n
质量分数与体积分数的换算：
Mi Mi wi xi i M eq M eq
折合摩尔质量或平均摩尔质量：混合物的总 质量与混合物总摩尔数的比：
M eq m n
n
xi M i i M i
i 1 i 1
n
n
折合气体常数：
Ri Req
M i Rg ,i M eq Rg ,eq
i 1
n
分容积定律
分容积及亚美格定律 分容积：使各组成气体保持与混合气体相同的压力和 温度的条件下，把各组成气体单独分离出来时，各组 成气体所占有的容积 分容积定律：理想混合气体的分容积之和等于混合气 体的总容积
V V1 V2 Vn Vi
i 1 n
理想气体混合物
pv p s
水蒸气处于过热状态
露点
在一定的水蒸气分压力下,未饱和 湿空气冷却到饱和湿空气时的温度
pv v p s
相对湿度(饱和度)
饱和度介于0和1之间,愈小空气越干燥,当为0时即为 干空气,愈大越潮湿,当为1时即为饱和湿空气.
第十二章 理想气体混合物及湿空气
分压力定律
分压力及道尔顿分压力定律 分压力：混合气体中每一种组元的分子都会撞击容器 壁，从而产生各自的压力.在与混合气体相同的温度 下，各组成气体单独占有混合气体的容积时，给予容 器壁的压力 分压力定律：理想混合气体的总压力等于各组成气体 分压力之总和
p p1 p2 pn pi
h wi hi
s wi si
习题 刚性绝热器被隔板一分为二，左侧Ａ装有氧气， VA1=0.3m3,pA1=0.4MPa,TA1=288K,右侧Ｂ装有氮 气,VB1=0.6m3,pB1=0.505MPa,TB1=328K．抽出 隔板氧和氮相互混合，重新达到平衡后，试求： (1)混合气的温度T2和压力p2(2)混合气体中氧和 氮各自的分压力pA2、pB2(3)混合前后的熵变量 ΔS，按定值比热容计算
xi wi
M eq Mi
Rg ,eq Rg ,i wi
i
x
i
i
R
i
g ,i
wi
Rg ,eq
1
xi
R g ,i R g ,eq
wi
习题 燃烧1kg重油产生烟气20kg,其中mCO2=3.16kg、 mO2=1.15kg、mH2O=1.24kg,其余为mN2.烟气 中的水蒸汽可以作为理想气体计算．对于烟气， 试求(1)各组分的质量分数(2)折合气体常数(3) 折合摩尔质量(4)摩尔分数(5)燃烧1kg重油所产 生的烟气在标准状态下的体积和在p=0.1MPa、 t=200℃时的体积
湿空气
湿空气:含有水蒸气的空气 干空气:不含有水蒸气的空气 湿空气是干空气和水蒸气的混合物
地球上的大气由氮、氧、氩、二氧化碳、水蒸气及
极微量的其他气体所组成.水蒸气以外的所有组成气 体称为干空气，因此，大气是干空气与水蒸气组成 的混合气体.水蒸气的含量较少,分压力较低,一般处 于过热状态.因此,大气中的水蒸气可以看成理想气 体.
湿空气是理想气体的混合物.
a,v,s：表示干空气，水蒸气，饱和水蒸气， 无下标时为湿空气参数
湿空气总压力等于干空气分压力和水蒸气分压 力之和,如果湿空气来自环境大气
pb p a p v
由水蒸气的含量及温度不同
干空气
未饱和湿空气 湿空气 干空气 饱和湿空气 饱和水蒸气
过热水蒸气
温度为 t 的湿空气
四、混合气的比热容、热力学能、焓和熵
混合气比热容 混合气的比热容是１kg混合气体的温度升高１Ｋ 所需的热量
c wi ci
混合气热力学能、焓和熵
混合气体的热力学能、焓和熵都是广延参数，具有可加 性，因而混合气体的热力学能、焓和熵等于各组成气体热力学 能、焓和熵之和
u wi u i
一、折合摩尔质量和折合气体常数 质量分数：
m wi i m
w1 w2 wn wi
i 1 n
体积分数：
V i i V
1 2 n i
i 1 n
摩尔分数：
n xi i n
x1 x2 xn xi
i 1 n
质量分数与体积分数的换算：
Mi Mi wi xi i M eq M eq
折合摩尔质量或平均摩尔质量：混合物的总 质量与混合物总摩尔数的比：
M eq m n
n
xi M i i M i
i 1 i 1
n
n
折合气体常数：
Ri Req
M i Rg ,i M eq Rg ,eq
i 1
n
分容积定律
分容积及亚美格定律 分容积：使各组成气体保持与混合气体相同的压力和 温度的条件下，把各组成气体单独分离出来时，各组 成气体所占有的容积 分容积定律：理想混合气体的分容积之和等于混合气 体的总容积
V V1 V2 Vn Vi
i 1 n
理想气体混合物
pv p s
水蒸气处于过热状态
露点
在一定的水蒸气分压力下,未饱和 湿空气冷却到饱和湿空气时的温度
pv v p s
相对湿度(饱和度)
饱和度介于0和1之间,愈小空气越干燥,当为0时即为 干空气,愈大越潮湿,当为1时即为饱和湿空气.
第十二章 理想气体混合物及湿空气
分压力定律
分压力及道尔顿分压力定律 分压力：混合气体中每一种组元的分子都会撞击容器 壁，从而产生各自的压力.在与混合气体相同的温度 下，各组成气体单独占有混合气体的容积时，给予容 器壁的压力 分压力定律：理想混合气体的总压力等于各组成气体 分压力之总和
p p1 p2 pn pi
h wi hi
s wi si
习题 刚性绝热器被隔板一分为二，左侧Ａ装有氧气， VA1=0.3m3,pA1=0.4MPa,TA1=288K,右侧Ｂ装有氮 气,VB1=0.6m3,pB1=0.505MPa,TB1=328K．抽出 隔板氧和氮相互混合，重新达到平衡后，试求： (1)混合气的温度T2和压力p2(2)混合气体中氧和 氮各自的分压力pA2、pB2(3)混合前后的熵变量 ΔS，按定值比热容计算