工程热力学 教学课件 作者 杨玉顺06-水蒸气的热力性质.ppt

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1、第六章水蒸气的热力性质6-1水蒸气的饱和状态汽化——液体转变为气体的过程液化——蒸气或气体转变为液体的过程蒸发——液体表面在任何温度进行的缓慢汽化过程饱和状态是汽化和液化达到动态平衡共存的状态液化的微观机制汽化的微观机制水蒸气的饱和状态水蒸气的分子处于紊乱的热运动中。水蒸气的压力愈高，密度愈大，水蒸气分子与水面碰撞愈频繁，在单位时间内进入水面变成水分子的水蒸气分子数也愈多容器中水的分子也在作不停息的热运动。水的温度愈高，分子运动愈剧烈，在单位时间内脱离水面变成水蒸气的水分子数也就愈多演示在一定的温度下，水蒸气的压力总会自动稳定在一定的数值上，这时进入水面和脱离水面的分子数相等，水蒸气和水处于动

2、态平衡状态，也就是饱和状态饱和状态下的水称为饱和水饱和状态下的水蒸气称为饱和水蒸气（饱和蒸气）饱和蒸汽的压力称为饱和压力ps，与此相应的饱和蒸汽（或饱和液体）的温度称为饱和温度ts（或Ts）改变饱和温度，饱和压力也会起相应的变化一定的饱和温度总是对应着一定的饱和压力；一定的饱和压力也总是对应着一定的饱和温度饱和温度愈高，饱和压力也愈高由实验可以测出饱和温度与饱和压力的关系，如图中曲线AC所示温度t>tC时，液相不可能存在，而只可能是气相，tC称为临界温度与临界温度相对应的饱和压力pC称为临界压力临界温度是最高的饱和温度临界压力是最高的饱和压力饱和温度与饱和压力的对应关系适用范围由临界温度和临界

3、压力确定的状态就是临界状态临界状态是汽液两相模糊不清不易区分的状态临界状态也是最高的饱和状态临界状态（临界点）演示水（或水蒸气）的临界参数值为压力p

4、985年国际水蒸气性质骨架表中规定的允差要求严家騄饱和蒸汽压计算式6-2水蒸气的产生过程水蒸气产生过程动画演示水蒸气的产生过程1、未饱和水变成饱和水的定压预热过程将1kg、0。C的水定压加热到该压力p下的饱和温度ts时所需加入的热量q’称为水的液体热cp——水的比定压热容热量q’也等于焓的增量水蒸气的产生过程分为三个阶段式中：——饱和水的焓；——温度为0。C时水的焓。饱和水的焓为水的液体热随压力提高而增大2、饱和水变为饱和水蒸气的定压汽化过程使1kg饱和水在一定压力下完全变为相同温度的饱和水蒸气所需加入的热量称为水的汽化潜热，用符号r表示在温熵图上汽化潜热则相应于水平线段下的矩形面积——压力

5、为p时饱和水蒸气的熵——压力为p时饱和水的熵汽化潜热也等于定压汽化过程中焓的增加——压力为p时饱和水蒸气的焓饱和水蒸气的焓为水的汽化潜热可由实验测定压力愈高，汽化潜热愈小，而当压力达到临界压力时，汽化潜热变为零（表－2）如果汽化过程没有进行完，那么饱和水与饱和水蒸气便同时并存（状态c）这种饱和水和饱和水蒸气的混合物称为潮湿水蒸气，简称湿蒸汽干度湿度式中：mv——湿蒸汽中饱和水蒸气的质量mw——湿蒸汽中饱和水的质量mv+mw——湿蒸汽的质量湿蒸汽状态计算干度与湿度关系饱和水x=0，y=1饱和水蒸气x=1，y=0湿蒸汽0y>0x+y=1，x=1-y，y=1-x湿蒸汽的比状态参数计算式

6、中：——饱和水的比体积、比焓、比热力学能、比熵——饱和水蒸气的比体积、比焓、比热力学能、比熵——湿蒸汽的比体积、比焓、比热力学能、比熵湿蒸汽的压力和温度，也是饱和压力和饱和温度3、饱和水蒸气变为过热水蒸气的定压过热过程将1kg饱和水蒸气在一定压力下继续加热，变成温度为t的过热水蒸气所吸收的热量，即过热热量q’’为式中：——过热水蒸气的比定压热容——过热水蒸气的平均比定压热容——过热水蒸气的过热度，表示过热水蒸气的温度超出该压力下饱和温度的度数。表明过热水蒸气离开饱和状态的远近程度。水蒸气在定压加热过程中吸收的热量也等于焓的增加：式中，h——定压力为p、温度为t时过热水蒸气的焓过热水蒸气的焓为水

7、在这整个定压加热过程中所吸收的热量为右图表示水从0。C定压加热变为温度为t的过热水蒸气所需的热量q,以及三个加热阶段所需热量q’、r、q”因压力不同而变化的情况6-3水蒸气的热力性质图表使水在不同压力定压预热、汽化、过热、变成过热水蒸气。将各定压线上所有开始汽化的各点连接起来，形成一条曲线A1—C，称为下界线。下界线上各点相应于不同压力下的饱和水下界线又称为饱和液体线。下界线又是x=0的定干度线。