氢、空气及其燃烧产物的热力学性质(一)

摘要

一、引言 氢作为航天动力的高性能燃料和未来运输工具的清洁能源,已引起了人们浓厚的兴趣。在这类发动机中,氢、空气（或氧）及其燃烧产物的温度、压强等参数的变化范围很宽,工质热力学性质的变化也很大。例如航空航天飞机的吸气式发动机中,氢既是燃料又是冷却剂。液态氢的温度低到30K,而燃烧产物和高速气流的滞止温度又高达3000K以上;压强的变化范围约为103—107Pa(即10-2—10+2大气压);流速由静止、亚声速、超声速直到高超声速。在这样宽广的参数范围内,工质处于液体、真实气体、完全气体、离解气体以至非平衡气体状态。准确而简捷地描述各种状态下工质的热力学性质,对于发动机性能的设计和实验都有重要意义。本文讨论状态方程和热力学性质随温度、压强变化的情况。高温高速流动中出现的化学成分和热力学性质的非平衡状态,将在以后的文章中讨论。