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1、二、理想气体状态方程,理想气体不计粘性的的气体 状态气体所处的某种客观状态 气体的状态常用一些物理量来描述，这种用于描述气体状态的物理量称为状态参数： 比容、压力p、温度T,状态参数的数值仅决定于气体的状态，而与达到这种状态所经历的变化过程无关。对于给定的状态，所有的状态参数都各有确定的值，当有一个状态参数发生变化时，气体的状态也就发生了变化。,状态参数： 比容、压力p、温度T,理想气体的状态应符合：,说明：一定质量的气体状态方程式，压力和体积的乘积与其绝对温度之比，稳定后在某一瞬时为常数。,或：,压力、比容与温度三者之间的关系成为状态方程,式中： p绝对压力 Pa V气体体积 m3 T绝对温
2、度 K 气体比容 m3/kg R气体常数 J /（kgk） J=Nm 干空气：Rg=287.1 J /（kgk） 湿空气：Rs=462.05 J /（kgk）,基本概念：,内能： 分子的动能和势能之和； 热量q ：在热传递的过程中，传递能量的多少叫热量；,比热：1kg空气温度升高1K时所需要的热量，比热容简称比热：, 定容比热：比容 =const 时的比热, 定压比热：压力 p=const 时的比热,热力学第一定律（能量守恒定律） 功和热可互相转换,即：气体吸收的热量等于气体所增加的内能和膨胀对外所作的功：,则定容比热：,定压比热：,在状态变化过程中加上变化条件，理想气体状态方程将有以下几种形
3、式：,（一）等容过程：,条件容积不变，比容 =const 时气体状态变化过程称为等容变化过程，即1=2 ，此时有: p/T=const， p 1 /T 1 = p 2 /T2,P,1,2,p 1、 T 1 、1,p 2 、T2 、2,在容积不变的条件下，气体状态变化时，其压力与绝对温度成正比,此时气体对外作功=0：,此时增加的内能为：,空气的定容比热：,J /（kgk）,（二） 等压过程：,条件压力不变，压力 p=const 时气体状态变化过程称为等压变化过程，即p1=p2 ，此时有: /T=const， 1 /T1 = 2 /T2 或 V1 /T1 = V2 /T2,在压力不变的条件下，气体
4、状态变化时，其比容与绝对温度成正比,此时气体对外作功：,由式：,对空气,则,对于空气：,等压比热,等容比热,对于液体,对于液体而言，即使在等压条件下加热，体积变化也是很小的，即,油的比热：,等温过程,说明：在温度不变的条件下，气体状态变化时，其压力P与体积（比热）成反比。,等温过程内能无变化，气体所做的压缩功为：,在等温过程中，无内能变化，加入系统的热量全部变成气体所做的功。在气动系统中气缸工作、管道输送空气等均可视为等温过程。,绝热过程,当系统与外界无热量交换时，气体的状态变化过程称为绝热变化过程，其状态方程为：,说明：气体状态变化与外界无热量交换。,对干空气： 绝热指数 k=1.4 对饱和
5、蒸汽： k=1.3,气动系统中快速充、排气过程可视为绝热过程。,下面，我们列出绝热过程的其它几个常用方程：,绝热过程气体作功为：,多变过程,不加任何限制条件的气体的状态变化过程称为多变过程，（条件：气体按其中间过程变化）其状态方程为：,同理，我们列出多变过程的其它几个常用方程：,n多变指数； 严格地讲，气体变化过程大多是多变过程，前面介绍的四种变化过程是多变过程的特例，即：,n=1,等温过程,n=0,等压过程,n=,等容过程,绝热过程,n=k,三、湿空气：,空气中所含水份的程度用湿度和含湿量来表示。湿度的表示方法有绝对湿度和相对湿度之分。,（一）湿度： 1、绝对湿度：每立方米湿空气中所含水蒸汽
6、的质量称为湿空气的绝对湿度，常用表示,Rs=462.05 J /（kgk）,2、饱和绝对湿度：每立方米饱和湿空气中所含水蒸汽的质量称为饱和湿空气的绝对湿度,此时湿空气中水蒸汽个含量达到了最大限度。,3、相对湿度：在同温度和同压力下，绝对湿度和饱和绝对湿度之比称为该温度下的相对湿度,当空气绝对干燥时，ps =0 ,则=0， 当空气达到饱和时， ps = pb ,则=100%， 湿空气的相对湿度在0100%间变化。 通常在=（6070）%范围内，人体感到舒适。 气动技术中规定各种阀的相对湿度不得大于90%,（二）含湿量,1、质量含湿量：每公斤质量的干空气中所混合的水蒸汽的质量，用d表示,式中： p
7、s = pb pg =p- ps 则：,2、容积含湿量：每立方米干空气中所混合的水蒸汽的质量，用d表示,由p9表14看出，当温度下降时空气中水蒸汽的含量是降低的，从减少空气中所含水分的要求来说，降低进入设备的空气温度对除水是有利的。,四、自由空气流量及析水量：,1、自由空气流量： 经压缩机压缩后的空气称为压缩空气，没经压缩处于自由状态(一个大气压状态下)的空气称为自由空气。空气压缩机铬牌上：注明的流量就是自由空气流量，空压机就是按此流量来选择的，两者之间的关系为：,忽略温度变化的影响有：,2、压缩空气的析水量：压缩空气一旦冷却下来，相对湿度将大大增加，到温度降到露点以后，水蒸汽就要凝析出来。其
8、计算式为：,式中：Qm 每小时的析水量, m3/h 空气压缩前的相对湿度, % d1b 、 d2b一温度为T1或T2时饱和容积含湿量，kgm3； T1 、T2压缩前或压缩后空气的绝对温度，K； pb1温度为T1时饱和空气中水蒸汽的分压力(绝对)，MPa； pb2温度为T2时饱和空气中水蒸汽的分压力(绝对)，MPa,填空题：,1、不含水蒸气的空气为（ ），含水蒸气的空气称为（ ），所含水分的程度用（ ）和（ ）来表示。 2、理想气体是指（ ）。一定质量的理想气体在状态变化的某一稳定瞬时，其压力、温度、体积应服从（ ）。一定质量的气体和外界没有热量交换时的状态变化过程叫做（ ）。 3、在气动系统中，气缸工作、管道输送空气等均视为（ ）；气动系统的快速充气、排气过程可视为（ ）。,（干空气；湿空气；湿度、含湿量） （没有粘性的气体；气体状态方程pV/T常数；绝热过程） （等温过程；绝热过程）,