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课目 理想混合气体与湿空气 讲次 11 学时 2 教案方式 讲授 地点 教 案 了解理想混合气体的性质； 目 理解湿空气的焓和熵。 的 教 案 湿空气的焓、熵。 重 点 教 案 难 点 教 案 方 课堂讲授 法 与 多媒体教案 手 段 教 案 保 多媒体教案设备一套 障 要 求 1 / 9 时间分配： 复习巩固 3 m i n 导入新课 2 m i n 讲授新课 9 0 m i n 理想混合气体 4 0 m i n 湿空气 5 0 m i n 内容总结 5 m i n 教 案 过 程 设 计 2 / 9 教 案 过 程 设 计 课 后 练 习 或 辅 导 安 排 阅 读 参 考 资 料 课 后 小 结 与 教 案 反 馈 3 / 9 讲稿 课目 理想混合气体与湿空气 讲 稿 正 文 理想混合气体 热力工程中应用的工质大都是由几种气体组成的混合物。例如，内燃机、燃气轮机装置中的 燃气，主要成分是 N2 、 CO2、 H2 O、 O2 等，有时还有少量的 CO 等。我们常遇到的空气也是混合气体，由 N2、02 及少量 CO2 和惰性气体组成，成分几乎稳定。本节只讨论无化学反应、成分稳定的 理想气体混合物。 混合气体的成分通常可用化学分析方法测定。混合物的成分是指各组成的含量占总量的百分数，依计量单位不同有三种表示方法，即质量分数、摩尔分数和体积分数。 混合气体的热力学性质取决于各组成气体的热力学性质及成分。若各组成气体全部处于理想气体状态，则其混合物也具有理想气体的一切特性。混合气体也遵循状态方程式。混合气体的摩尔体积与同温、同压的任何一种单一气体的摩尔 体积相同，标准状态时也是 0.0224141 m 3/mol 。混合气体的摩尔气体常数也是恒量，R= MRg=8.3145 J/(mo1.K 。 混 合 气 体 也 可 以 用 确定△ u、△ h, 比热 容之间也满足迈耶公式，但首先必须确定混合气体的 Rg。 理想气体混合物基本原则 1）混合气体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  讲次 11 批 注 4 / 9 讲 稿 正 文 批 注 和分子数与组分气体质量之和及分子数之和相同； 即理想气体混合物可作为 Rg 混和 M 混的“某种”理想气体 2. 混合气体成分 1）质量分数： 2）体积分数： 3）摩尔分数： 4）各成分之间的关系 5）利用混合物成分求 M混和 Rg 混 混合气体的分压定律和分容积定律 1）分压力定律 当混合气体中第 i 种组元气体单独占有与混合气体相同的容积 V，并处于与混合气体相同的温度 T 时，所呈现的压力称为该组元的分压力，用 Pi 表示。 道尔顿分压定律） 2）分容积定律 组分气体处在与混合气体同温同压单独占有的体积。 阿麦加分容积定律） 理想混合气体的比热容、热力学能、焓和 熵 1）比热容 2）热力学能 3）焓 4）熵 定比热容 例题：经气体分析，测出某发动机所排废气 中各组元气体的容积成分为 ，若废气温度 5 / 9 讲 稿 正 文 批 注 t=500 ℃，压力 p＝ 1.05 × 105Pa，每秒钟派出废气 1.5m3/s 。求： 1）各组元气体的 wi ； 2）废 气的平均摩尔质量和折合气体常数； 3）发动机每秒排出的废气多少 kg； 4） CO2 及 N2 的分压力。 解： 1）计算各组元气体质量成分，用列表方式求解较为方便。 组元名称 容积成分 φ i 摩尔质量 Mi/kg/kmol 每千摩尔混合气体中组元的 质量 质量成分 组元 容积成 摩尔质量 每千摩尔混合气 质量成分 名称 分 φi M i /kg/kmol 体 中组元 的质 量 CO2 0.0892 44 3.925 0.1377 CO 0.0089 28 0.249 0.0087 H2 O 0.112 18 2.016 0.0707 O2 0.0477 32 1.526 0.0536 N2 0.7422 28 20.782 0.7293 合计 1.0000 1.0000 2）废气的平均摩尔质量 M 混，根据 ，所 以 28.498kg/kmol ，废气的折合气体常数 3）每秒排出的废气质量 4） CO2及 N2 的分压力 湿空气 由于自然界中的水分的汽化，空气中总是含有一定量的水蒸气。因此，在生活、生产和科学研究中，常要涉及到湿空气的性质及其分析计算。如：室内空气的调温调湿。实验条件下内燃机的性能参数折算为标准大气条件下的性能参数。 6 / 9 讲 稿 正 文 批 注 柴油机工作时，吸取环境的空气供燃料的燃烧，形成的燃气作工质。所以，除了当地空气温度和压力为柴油机的工作有影响外，空气中所含水蒸气的多少即潮湿程度对柴油机功率和效率都有一定影响。 一、干空气和湿空气 干空