空气的密度、比容、压力、温度、黏度、比热容、热导率

名称

符号

含义、公式、数据

符号意义

密

度

ρ

单位体积空气所具有的质量称为密度

单位质量气体所占的体积称为比容

空气的密度与其所处的状态有关

对于干空气

对于湿空气

M——均质气体的质量，kg

V——均质气体的体积，m³

p——空气的绝对压力，Pa

T——空气的热力学温度，K

φ——相对湿度，%

p_b——湿度为273K时饱和水蒸气分压力，Pa

比

容

υ

a．干空气的密度和比容(1个大气压下)

温度 t/℃

密度ρ/kg·m^-3

比容υ/m^-3·kg^-1

绝对粘度/Pa·s

运动粘度m²·s^-1

-10

1.3425

0.7449

1.67×10^-5

1.24×10^-5

-5

1.3170

0.7593

1.695×10^-5

1.29×10^-5

0

1.2935

0.7731

1.716×10^-5

1.33×10^-5

5

1.270

0.7874

1.74×10^-5

1.37×10^-5

10

1.2474

0.8017

1.77×10^-5

1.42×10^-5

15

1.2258

0.8158

1.79×10^-5

1.46×10^-5

20

1.2052

0.8279

1.82×10^-5

1.51×10^-5

25

1.1846

0.8442

1.84×10^-5

1.55×10^-5

30

1.1650

0.8583

1.86×10^-5

1.60×10^-5

35

1.1464

0.8723

1.88×10^-5

1.64×10^-5

40

1.1278

0.8867

1.91×10^-5

1.69×10^-5

压

力

︵

压

强

︶

p

由于气体分子热运动而互相碰撞，在容器的单位面积上产生的力的统计平均值为气体的压力，用p表示

工程上有两种计压方法：以绝对真空为计压起点所计压力称为绝对压力，以p_abs表示；以“大气压力”为计压起点所计压力称为表压力。压力表所测得的压力就是表压力，用符号p_a表示。设“大气压”为pa，则

p_abs＝p_g+p_a

国际单位制中，压力单位为Pa，1Pa＝1N/m²

工程计算中，为简化计算，常取p_a＝0.1MPa

b．各种压力单位的换算关系

帕

Pa

巴

bar

标准大气压

atm

千克力/厘米²

kgf/cm²

米水柱

mH₂O

毫米汞柱

mmHg

磅力/英寸²

lbf/in²

1

10^-5

0.99×10^-5

1.02×10^-5

10.2×10^-5

75×10^-4

14.5×10^-5

105

1

0.986

1.02

10.2

750.2

14.5

101325

1.013

1

1.033

10.33

760

14.7

98070

0.981

0.968

1

10

736

14.22

6894.8

0.0689

0.068

0.07

0.703

51.71

1

温

度

t

和

T

表示气体分子热运动动能的统计平均值称为气体的温度。国际上常用两种温标

(1)摄氏温度   这是热力学百分度温标，规定在标准大气压下纯水的凝固点是0℃，沸点是100℃

(2)热力学温度   热力学温度的间隔与摄氏温度相同

T ＝ 273 + t(K)

t——摄氏温度，℃

T——热力学温度，K

粘

度

μ

、

ν

流体流动时，在流体中产生摩擦阻力的性质称为粘度，粘性的大小用粘度表示。根据牛顿定律，流体流动时产生的内摩擦力或切应力τ与速度梯度成正比，即

气体的绝对粘度随其温度升高而增加。流体的绝对粘度μ与其密度ρ之比，称为运动粘度ν

ν＝μ/ρ(m²/s)

μ——绝对粘度(或动力粘度)

dw——相邻两层流体间的相对滑动速度

dy——相邻两层流体间的法向距离

dw/dy——流体相对滑动的速度梯度

绝对粘度μ的SI单位为Pa·s

1Pa·s＝1N·s/m²

t——空气的温度，℃

在标准大气压下空气的粘度见本表a

比

热

容

c

1kg流体温度变化1K时与外界交换的热量，称为气体的比热容。气体的比热容与过程进行的条件有关。当过程是在容积不变条件下进行时，其比热容为比定容热容c_V ；在定压条件下进行时，其比热容为比定压热容c_p

c——流体的比热容，kJ/(kg·K)

R——气体常数，N·m/(kg·K)

γ——比热容比。对完全气体γ＝κ(κ为等熵指数)其值只与气体分子的原子数有关，单原子气体为1.66，双原子气体为1.4，三原子以上的气体常数近似为1.33

c．各种气体的气体常数和比热容

气体

分子式

原子数

分子量

气体常数R

/N·m·kg^-1·K^-1

低压时的比热容

/kJ·kg^-1·K^-1

比热容比

c_p

c_V

氦

He

1

4.003

2077

5.200

3.123

1.67

氢

H₂

2

2.016

4124.5

14.32

10.19

1.4

氮

N₂

2

28.02

296.8

1.038

0.742

1.4

氧

O₂

2

32.00

260

0.917

0.657

1.39

空气

—

28.97

287.1

1.004

0.718

1.4

二氧化碳

CO₂

3

44.01

188.9

0.845

0.656

1.29

水蒸气

H₂O

3

18.016

461.4

1.867

1.406

1.33

导

热

从温度为T₁(K)的部分，通过截面积A(m²)、长l(m)的导热体向温度为T₂(K)的另一部分导热时，单位时间所传递的热量为Q

Q＝λA(T₁-T₂)/l  (kJ/h)

λ——热导率，kJ/(m·h·K)

d．空气的导热系数

温度/℃

-50

0

20

50

100

导热率/kJ·m^-1·h^-1·K^-1

0.074

0.087

0.092

0.100

0.112