工程热力学第十二章理想气体混合物及湿空气
工程热力学 第十二章 理想气体混合物及湿空气
Part01理想气体混合物Part02理想气体混合物的比容、热力学能、烩、炳Part03湿空气目录Part04湿空气的状态参数Part05湿球温度和绝热饱和温度Part06湿空气的-湿图Part07湿空气过程及其应用
目 录 Part 01 理想气体混合物 Part 03 湿空气 Part 02 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵 Part 04 湿空气的状态参数 Part 06 湿空气的焓-湿图 Part 05 湿球温度和绝热饱和温度 Part 07 湿空气过程及其应用
02PART理想气体混合物的比容、热力学能、炝、炳
理想气体混合物的比容、热力 学能、焓、熵 PART 02
理想气体混合物的比容、热力学能、烩、炳一、理想气体混合物的比热容定义：根据比热容定义，混合气体的比热容是1kg混合气体温度升高1℃所需要的热量。c=Zw,c,混合气体的比热容：iCm=Zx,Cmi混合气体的摩尔热容：iC'=ZpC,混合气体的体积热容：注意：混合气体的比定压热容和比定容热容之间的关系遵循迈耶公式
一、理想气体混合物的比热容 定义：根据比热容定义，混合气体的比热容是1kg混合气体温度 升高1℃所需要的热量。 = i i i 混合气体的比热容： c wc 混合气体的摩尔热容： = i m i Cm i C x , 混合气体的体积热容： = i C Ci ' ' 注意：混合气体的比定压热容和比定容热容之间的关系遵循迈耶公式。 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵
理想气体混合物的比容、热力学能、烩、炳二、理想气体混合物的热力学能和烩混合气体的热力学能、恰和滴都是广延参数，具有可加性。因而：m,u,ZnUm.UU混合气体的热力学能：U=ZU,ZU.ExU.wu,u=nnmm1iZm,hZn.HmHH混合气体的焰：H=H,H.h=x,HmjZw,hnnmm注意：混合气体的比热力学能和比也是温度的单值函数
二、理想气体混合物的热力学能和焓 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： = i 混合气体的热力学能： U Ui 混合气体的焓： = = = i i i i i i wu m m u m U u = = = i i m i i i m i m xU n nU n U U , , = i H Hi = = = i i i i i i w h m m h m H h = = = i i m i i i m i m x H n n H n H H , , 注意：混合气体的比热力学能和比焓也是温度的单值函数。 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵
理想气体混合物的比容、热力学能、烩、炳三、理想气体混合物的S-Zs各组成气体的的总和：Ew,s,S=1kg混合气体的炳s为：1当混合气体分子成分不变时，第种组分微元过程中的比摘变为：dTdp,ds =w,ds, +Es,dw,Rds,=Cpig,iTPi1moldTdp;ZxRdSmol =x,CdTdp,p,mi`g,ZiTw,Rds=ZwCpip;11g,TpiI
三、理想气体混合物的熵 各组成气体的熵的总和： = i S Si 1kg混合气体的熵s为： = i i i s w s 当混合气体分子成分不变时，第i种组分微元过程中的比熵变为： i i i p i g i p dp R T dT ds c = , − , i i i i i ds =wi ds +s dw i i g i i i i i p dp w R T dT ds w p,i , = c − i i g i i i i mol i p dp x R T dT dS x = Cp ,m,i − , 1mol 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵
理想气体混合物的比容、热力学能、烩、熵例1.如图所示绝热混合器中，N，和O，均匀混合，已知N，进口N22压力为3bar，温度为227℃，流量为3kg/s；O,进口压力为3bar，温度为337℃，流量为2kg/s，混合后压力为2.5bar，试Mix2求混合后的温度及混合前后的炳变(c=const）已知：Pi,N,=3.0bar，fi.n,=227°C,qm,=3kg/sPl,o, =3.0bar , t.o, = 337°C, qmo = 2kg/s , P2 =25bar求： t, AS解：取进出口截面1-1和2-2所围成空间内的工质为研究对象，这是一个稳定流动开口系，由热力学第一定律有：Q=AH+=mAc,+mgz+W,据题意:Q=0,△c,=0,NZ=0,W,=0= NH=0(qmo. +qm.)- h -(qmg, - h, + qmo, - ho.)=0即：
7 例1. 如图所示绝热混合器中，N2和O2均匀混合，已知N2进口 压力为3 bar，温度为227 ℃，流量为3 kg/s；O2进口压力为3 bar，温度为337 ℃，流量为2 kg/s，混合后压力为2.5 bar，试 求混合后的温度及混合前后的熵变(c=const) 1 2 N2 O2 Mix 2 1 1' 1' 2 2 N2 2 2 O2 o 1,N 1,N o 1,O 1,O 2 2 3.0bar 227 C 3kg/s 3.0bar 337 C 2kg/s 25bar , m m p t q p t q p t S = = = = = = = ， ， ， ， ， 已知： 求： 解：取进出口截面1-1和2-2所围成空间内的工质为研究对象，这是一个稳定流动 开口系，由热力学第一定律有： 1 2 2 Q H m c mg z W = + + + f s 2 0 0 0 0 0 据题意： Q c Z w = = ， =f s ， = ， H = ( O N N 2 O 2 ) ( ) 2 2 2 2 2 N O 0 m m m m 即： q q h q h q h + − + = 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵
理想气体混合物的比容、热力学能、烩、熵由理想气体性质可得：qmmCpN, (12-1i,n,)+qmo。=Cp.0, (2-110.)=0qmN, -Cp.Nz t,N, +qmo,Cp,0, ti,0z3x1.038x227+ 2×0.917x337267.8°C.t3×1.038+2×0.917qm2-Cp,N, +qmozCp.02每秒钟: AS=△SN, +△So, =mn,ASn, +mo,Aso,TT.P2.0P2.NInRgN.Rg=mN+mo,Cp.Np,O,Tho2Th.N2Pi,N2Pi,02-号 = 0.6 , wo. =号 = 0.4 : Mo. =32.0 g morl, Mv, =28.02 g mor由题意：WN2LIMN2/Mo0.6/28.020.4/32WN.Wo0.6314，Xoz0.3686XZw /M0.6/28.02+0.4/32Zw /M0.6/28.02+0.4/32P2.,N, = Xn, P2 = 0.6314×2.5 = 1.579barP2.0, = xo, P2 =0.3686×2.5= 0.9210bar
8 由理想气体性质可得： ( ) ( ) N 2 2 O 2 2 2 2 ,N 2 1,N ,O 2 1,O 0 m p m p q c t t q c t t − + − = N 2 2 O 2 2 2 2 N 2 O 2 2 2 ,N 1,N ,O 1,O o 2 ,N ,O 227 337 267.8 C m p m p m p m p q c t q c t t q c q c + + = = = + + 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 2 N O N N O O 2 2 2,N 2,O N ,N N O ,O O 1,N 1,N 1,O 1,O ln g ln ln g ln p p S S S m s m s T T p p m c R m c R T p T p = + = + = − + − 2 2 2 2 -1 -1 N O O N 3 2 0.6 0.4 32.00 g mol 28.02 g mol 5 5 由题意： w w M M = = = = = = ， ； ， 2 2 2 2 2 2 N N O O N O i i i i / / 0.6/ 28.02 0.4/32 0.6314 0.3686 / 0.6/ 28.02 0.4/32 / 0.6/ 28.02 0.4/32 w M w M x x w M w M = = = = = = + + ， 2 2 2 2 2,N N 2 2,O O 2 p x p p x p = = = = = = 0.6314 2.5 1.579bar 0.3686 2.5 0.9210bar 每秒钟： 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵
理想气体混合物的比容、热力学能、烩、滴所以：1.579267.8 +273.15AS =3x1.038ln0.297ln3227 +273.150.921267.8 + 273.150.917ln=1.209kJ-K-1+2x0.260ln3337+273.15
9 -1 267.8 273.15 1.579 3 1.038ln 0.297ln 227 273.15 3 267.8 273.15 0.921 2 0.917ln 0.260ln kJ K 337 273.15 3 S + = − + + + − = + 所以： 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵
理想气体混合物的比容、热力学能、烩、炳--小结>理想气体混合物的比热、热力学能、焰、等性质的计算方法
➢ 理想气体混合物的比热、热力学能、焓、熵等性质的计算方法 理想气体混合物的比容、热力学能、焓、熵-小结