de dt 平均比热:c 为了应用方便,可将各种常用气体的平均比热计算出来,并列成表格,用时可以直接 查表。然而c值随t和2的变化而不同要列出随t1与t2温度范而变化的平均比热表 将很繁杂。为了解决这个问题可选取某一参考温度(通常取0(),把式(2-19)改写成 即q=面积 AEFOA-面积ADOA,再用平均比热的概念,将上式写成 (t1-0) 即 式中,cm及cm分别表示由0(到t2C及出0C到C的平均比热表21中列出几种气 体的平均定压质量比热c的值。 根据梅耶公式,可求得平均定容质景比热为 还应指出,实际气体的比热不仅与温度有关,而且还与压力有关。特别是当气体接近 液化时,压力对比热的影响更加显著。对于一些有实验数据的实际气体,其比热值可直 接从专用图表中查得。 几种气体在理想气体状态下的平均定压质量比热cm(曲线关系)(kkg·K)) t(℃) CO H() 1.0914.1931.0101,010.815 ii. sh6 ,935 .043 1.N9 .950 1.049 14.46 0,94s .965 057 .028 t.83 1.039 0.a 1.03 .013 .127 26
续表 出 : 129 1.i14 K.ra22 218 例24】烟气在锅炉的燜道中温度从9(降低到200(,然后从烟囱排出:求每标 准m烟气所放出的热址(这些热量被锅炉中的水和水蒸气所吸收)烟气的成分接近空气 而且压力变化很小、可将烟气当作空气进行定压放热计算。比热取值按以下种情况 (1)定值比热;(2)真实比热;(3)平均比热 【解】(1)按比热为定值进行计算 将空气看作双原子气体,其定压摩尔比热为: Mt.-R2-<h.4…29.1 kJ/(kmol·K) 空气的定压容积比热为: Mc 标准立方米烟气放出热量: Q=t'p(2-1)-1.299(:10·90)-909.3kJ/m (2)按实比热进行计算,耷表23 Q, - M dr'e i (2卜aIa4+a,T)dT 1.823x10 (173-173)-1.951×10-(4732 l73 996.22kJ (3)按屮均比热进行计算:查表24 fm-.lkJ(kg·K) 换算成半均定压谷积比热,得空气在标状态下的密度A…1.2932kg/n
0:-1.081×1.29 1.398kJ/(m3·K) m·=1.012:1.2932-1.309kJ/(m2·K) 烟气放出热量 Q=cm·t-cm·t:=1.309×2001.39×900=-99.kJ/r 第三节混合气体的性质 自然界有在的气体通常都是由几种不同种类气体组成的混合物,例如,空气是由氧气 氮气、水蒸气等组成;燃料燃烧生成的烟气是由二氧化碳、水蒸气、一氧化碳、氧气、氮 气等组成。这些混合气体中各组成气体之问不发生化学反应,而是一种均匀混合物。混合 气体的性质取决于混合气体中各组成气体的成分及其热力性质。由理想气体组成的混合气 体,仍然具有理想气体特性,服从理想气体各种定律 混合气体的分压力和道尔顿分压定律 分压力是假定混合气体中组成气体单独存在,并且只有与混合气体相同的温度及賽积 时的压力,如图23(b)、(c)所示。 道尔顿( Dalron)分压定律指出:混合气体的总压力p,等于各组成气体分压力p之 p=户:+P:+P3…4p,=C△pr i224) 、混合气体的分容积和阿密盖特分容积定律 分容积是假想混合气体中组成气体具有与混合气体相同的温度和压力时,单独存在所 占们的容积,如图2-3(d)、(e)所示 混合气体的总容积V与分容积V的关系服从呵密盖特( Amagat)分容积定律: 图2-3混合气体的分压力分容积示意图 混合气体的总睿积V.等丁各组成气体分容积V之和
三、混合气体的成分表示方法及换算 混合气体中各组成气体的含量与混合气体总量之比值,称为混合气体的成分,按物理 单位的不同.混合气体成分有质量成分、容积成分和摩尔成分。 1.质量成分:混合气体中某组成’体的质量m,与混合’(体总质量〃的比值.称为咳组 成气体的质量成分:即 因为 所以 2,容积成分:混合气体中某组成气体的分积V与混合气体总容积丶之比值.称为该 组成气体的容积成分。即 根据分容积定律:V-V 1 则有 厣尔成分:混合气体中某纠城气体的尔数n,与混合气体总摩尔数〃之比疽称为 该纠成气体的摩尔成分,即 因为 所 式(2-27、29、31)说明,混合气体中各组成气体成分之和都等于1 各组成气体成分之问的换算关系如下: 1)容积城分与悸尔成分数值相等 式中,V。与V分别表示某组成气体与混合气体的摩尔谷积根据阿佛加得罗定律.同温同 压下,各种气体的摩尔容积相等。即V 于是得 (2)质量成分与容积成分(或摩尔成分)的换算:巾 M
式中M与M·分别表小某组成气体与j记合气体的摩尔质量(即分子壁) 根据通用气体常数M·灬MR.K,以及阿佛加得罗定律:同温同压下、气体密度 与j分子量成正比.可得 四、混合气体的折合分子量与气体常数 混合气体不能用一个化学分子式去小因前没角真的分子量所谓混合气体的分 量,是各组成气体的折合分」量或称屮均分子蝽.它取次J组成气体的种类与成分 折合分子量 (t)如已知各组成气休的容积成分各组成体的分子量,求混合气体的折合分f量 即混合气体折合分子量等于各组成’体容积成分〈或摩尔成分)其分子量乘积之息和 (2)如已有各组成气体的质量成分与j分子量,求混合气体的折合分子: 根据 整理得 2.折合气体常数 (1)若已求出混合气体折合分根据通用气体常数.郎明求得混合气体的折合气体 常数 =R:下过 2)已知各组成气体的质媴成分及气体常数,水混合气体折合气体常数: R≈ ∑gR (3)已知各组成气体的容积成分及气体常数,求混合气体折合气体常数: f 1+,Mn 五、分压力的确定 分别根据某组成气体的分压力勹分容积可写出该組成’体的状态方程式如下: p1:n,尺,7 K.7