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1、二、理想氣體狀態(tài)方程,理想氣體不計粘性的的氣體 狀態(tài)氣體所處的某種客觀狀態(tài) 氣體的狀態(tài)常用一些物理量來描述，這種用于描述氣體狀態(tài)的物理量稱為狀態(tài)參數： 比容、壓力p、溫度T,狀態(tài)參數的數值僅決定于氣體的狀態(tài)，而與達到這種狀態(tài)所經歷的變化過程無關。對于給定的狀態(tài)，所有的狀態(tài)參數都各有確定的值，當有一個狀態(tài)參數發(fā)生變化時，氣體的狀態(tài)也就發(fā)生了變化。,狀態(tài)參數： 比容、壓力p、溫度T,理想氣體的狀態(tài)應符合：,說明：一定質量的氣體狀態(tài)方程式，壓力和體積的乘積與其絕對溫度之比，穩(wěn)定后在某一瞬時為常數。,或：,壓力、比容與溫度三者之間的關系成為狀態(tài)方程,式中： p絕對壓力 Pa V氣體體積 m

2、3 T絕對溫度 K 氣體比容 m3/kg R氣體常數 J /（kgk） J=Nm 干空氣：Rg=287.1 J /（kgk） 濕空氣：Rs=462.05 J /（kgk）,基本概念：,內能： 分子的動能和勢能之和； 熱量q ：在熱傳遞的過程中，傳遞能量的多少叫熱量；,比熱：1kg空氣溫度升高1K時所需要的熱量，比熱容簡稱比熱：, 定容比熱：比容 =const 時的比熱, 定壓比熱：壓力 p=const 時的比熱,熱力學第一定律（能量守恒定律） 功和熱可互相轉換,即：氣體吸收的熱量等于氣體所增加的內能和膨脹對外所作的功：,則定容比熱：,定壓比熱：,,在狀態(tài)變化過程中加上變化條件

3、，理想氣體狀態(tài)方程將有以下幾種形式：,（一）等容過程：,條件容積不變，比容 =const 時氣體狀態(tài)變化過程稱為等容變化過程，即1=2 ，此時有: p/T=const， p 1 /T 1 = p 2 /T2,,P,,,,1,,2,p 1、 T 1 、1,p 2 、T2 、2,在容積不變的條件下，氣體狀態(tài)變化時，其壓力與絕對溫度成正比,此時氣體對外作功=0：,此時增加的內能為：,空氣的定容比熱：,J /（kgk）,（二） 等壓過程：,條件壓力不變，壓力 p=const 時氣體狀態(tài)變化過程稱為等壓變化過程，即p1=p2 ，此時有: /T=const， 1 /T1 = 2 /T2 或 V1 /T1

4、= V2 /T2,在壓力不變的條件下，氣體狀態(tài)變化時，其比容與絕對溫度成正比,此時氣體對外作功：,由式：,,對空氣,則,對于空氣：,等壓比熱,等容比熱,對于液體,對于液體而言，即使在等壓條件下加熱，體積變化也是很小的，即,油的比熱：,等溫過程,說明：在溫度不變的條件下，氣體狀態(tài)變化時，其壓力P與體積（比熱）成反比。,等溫過程內能無變化，氣體所做的壓縮功為：,在等溫過程中，無內能變化，加入系統(tǒng)的熱量全部變成氣體所做的功。在氣動系統(tǒng)中氣缸工作、管道輸送空氣等均可視為等溫過程。,絕熱過程,當系統(tǒng)與外界無熱量交換時，氣體的狀態(tài)變化過程稱為絕熱變化過程，其狀態(tài)方程為：,說明：氣體狀態(tài)變化與外界無熱量交換

5、。,對干空氣： 絕熱指數 k=1.4 對飽和蒸汽： k=1.3,氣動系統(tǒng)中快速充、排氣過程可視為絕熱過程。,下面，我們列出絕熱過程的其它幾個常用方程：,絕熱過程氣體作功為：,多變過程,不加任何限制條件的氣體的狀態(tài)變化過程稱為多變過程，（條件：氣體按其中間過程變化）其狀態(tài)方程為：,,同理，我們列出多變過程的其它幾個常用方程：,n多變指數； 嚴格地講，氣體變化過程大多是多變過程，前面介紹的四種變化過程是多變過程的特例，即：,,n=1,等溫過程,n=0,等壓過程,n=,等容過程,絕熱過程,n=k,三、濕空氣：,空氣中所含水份的程度用濕度和含濕量來表示。濕度的表示方法有絕對濕度和相對濕度之分。

6、,（一）濕度： 1、絕對濕度：每立方米濕空氣中所含水蒸汽的質量稱為濕空氣的絕對濕度，常用表示,Rs=462.05 J /（kgk）,2、飽和絕對濕度：每立方米飽和濕空氣中所含水蒸汽的質量稱為飽和濕空氣的絕對濕度,此時濕空氣中水蒸汽個含量達到了最大限度。,3、相對濕度：在同溫度和同壓力下，絕對濕度和飽和絕對濕度之比稱為該溫度下的相對濕度,當空氣絕對干燥時，ps =0 ,則=0， 當空氣達到飽和時， ps = pb ,則=100%， 濕空氣的相對濕度在0100%間變化。 通常在=（6070）%范圍內，人體感到舒適。 氣動技術中規(guī)定各種閥的相對濕度不得大于90%,（二）含濕量,1、質量含濕量：每公斤

7、質量的干空氣中所混合的水蒸汽的質量，用d表示,式中： ps = pb pg =p- ps 則：,2、容積含濕量：每立方米干空氣中所混合的水蒸汽的質量，用d表示,由p9表14看出，當溫度下降時空氣中水蒸汽的含量是降低的，從減少空氣中所含水分的要求來說，降低進入設備的空氣溫度對除水是有利的。,四、自由空氣流量及析水量：,1、自由空氣流量： 經壓縮機壓縮后的空氣稱為壓縮空氣，沒經壓縮處于自由狀態(tài)(一個大氣壓狀態(tài)下)的空氣稱為自由空氣?？諝鈮嚎s機鉻牌上：注明的流量就是自由空氣流量，空壓機就是按此流量來選擇的，兩者之間的關系為：,忽略溫度變化的影響有：,2、壓縮空氣的析水量：壓縮空氣一旦冷卻下來

8、，相對濕度將大大增加，到溫度降到露點以后，水蒸汽就要凝析出來。其計算式為：,式中：Qm 每小時的析水量, m3/h 空氣壓縮前的相對濕度, % d1b 、 d2b一溫度為T1或T2時飽和容積含濕量，kgm3； T1 、T2壓縮前或壓縮后空氣的絕對溫度，K； pb1溫度為T1時飽和空氣中水蒸汽的分壓力(絕對)，MPa； pb2溫度為T2時飽和空氣中水蒸汽的分壓力(絕對)，MPa,填空題：,1、不含水蒸氣的空氣為（ ），含水蒸氣的空氣稱為（ ），所含水分的程度用（ ）和（ ）來表示。 2、理想氣體是指（ ）。一定質量的理想氣體在狀態(tài)變化的某一穩(wěn)定瞬時，其壓力、溫度、體積應服從（ ）。一定質量的氣體和外界沒有熱量交換時的狀態(tài)變化過程叫做（ ）。 3、在氣動系統(tǒng)中，氣缸工作、管道輸送空氣等均視為（ ）；氣動系統(tǒng)的快速充氣、排氣過程可視為（ ）。,（干空氣；濕空氣；濕度、含濕量） （沒有粘性的氣體；氣體狀態(tài)方程pV/T常數；絕熱過程） （等溫過程；絕熱過程）,