第六章水和水蒸气的性质.ppt
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1、第六章 水和水蒸气的性质,水和水蒸气是实际气体的代表,水蒸气,在空气中含量极小,当作理想气体,一般情况下,为实际气体,使用图表,18世纪,蒸气机的发明,是唯一工质,直到内燃机发明,才有燃气工质,目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质,优点: 便宜,易得,无毒, 膨胀性能好,传热性能好,是其它实际气体的代表,本章主要内容,1. 实际工质的物性,3. 水蒸气图表的结构和应用,4. 水蒸气热力过程,2. 水蒸气的产生过程,水蒸气,蒸气,蒸汽,Steam,Vapor,Water Vapor, 6-1 纯物质的热力学面及相图,物质三种聚集状态:固态、液态、 气态,热力学面:以p,v,T表示的物质各种状
2、态 的曲面,水的三态:,冰、 水、 水蒸气,水的热力学面,两相区,单相区,气,液,固,六个区:三个单相区、三个两相区,液-气,固-气,固-液,饱和线、三相线和临界点,p,v,四个线:三个饱和线、一个三相线,饱和气线,三相线,饱和液线,饱和固线,T,临界点,一个点:临界点,临界点,水的临界点状态,饱和液线与饱和气线的交点,气液两相共存的pmax,Tmax,临界点,纯物质的p-T相图,p,p,T,T,液,液,气,气,固,固,水,一般物质,三相点,三相点,临界点,临界点,流体,流体,升华线,升华线,凝固线,凝固线,汽化线,汽化线,临界乳光现象,思考题,没有。t374.16 ,有,3. 有没有500C
3、的水?,1. 溜冰冰刀,2. 北方冬天晾在外边的衣服,是否经过液相,4. 有没有-3 的水蒸气?,5. 一密闭容器内有水的汽液混合物,对其 加热,是否一定能变成水蒸气?,纯物质的p-T相图,p,p,T,T,液,液,气,气,固,固,水,一般物质,三相点,三相点,临界点,临界点,流体,流体,饱和线、三相线和临界点,p,v,饱和气线,三相线,饱和液线,饱和固线,T,临界点,饱和线、三相线和临界点,临界点,汽相和液相,因固相不流动,更关心汽液两相,冰蓄冷,6-2 汽化与饱和,沸腾:表面和液体内部同时发生的汽化,(气体和液体均处在饱和状态下),汽化: 由液态变成气态的物理过程 (不涉及化学变化),蒸发:
4、汽液表面上的汽化,Boil,Vaporization,饱和状态Saturation state,饱和状态:汽化与凝结的动态平衡,饱和温度Ts,饱和压力ps,一一对应,放掉一些水,Ts不变, ps?,Ts,ps,ps=1.01325bar,Ts=100 ,青藏ps=0.6bar,Ts=85.95 ,高压锅ps=1.6bar,Ts=113.32 ,纯物质的p-T相图,p,p,T,T,液,液,气,气,固,固,水,一般物质,三相点,三相点,临界点,临界点,流体,流体,汽化线,汽化线,6-3 水蒸气的定压发生过程,t ts,t = ts,t = ts,t = ts,t ts,v v,v = v,v =
5、v,v v v,v v,未饱和水,饱和水,饱和湿蒸汽,饱和干蒸汽,过热蒸汽,h h,h = h,h = h,h h h,h h,s s,s = s,s = s,s s s,s s,水蒸气定压发生过程说明,(1),(2),(3) 理想气体,实际气体汽化时,TTs不变,但h增加,汽化潜热,(4) 未饱和水,过冷度,过冷水,过热蒸汽,过热度,汽化潜热,汽化过程中1kg液态物质(饱和液)完全转变为汽态时所需的热量称为汽化潜热。,未饱和液,过冷液,饱和液,饱和湿蒸气,饱和蒸气,过热蒸气,汽化潜热,压缩液,安德鲁试验,对水在不同的压力下进行定压加热,安德鲁试验结果,一点,两线,三区,五态,一点,物质的临界
6、点,两线,饱和蒸汽状态连线(上界限线) 饱和液体状态连线(下界限线),三区,汽态区:上界限线与临界等温线上段右侧区域,液态区:下界限线与临界等温线上段左侧区域,湿蒸汽区:上、下界限线之间的锺罩形区域,五态,过热蒸汽:一定压力下,温度高于对应饱和温度的蒸汽。或者说:一定温度下,压力低于饱和蒸汽压的蒸汽。,饱和蒸汽:一定压力下,温度等于对应饱和温度的蒸汽。或者说:一定温度下,压力等于饱和蒸汽压的蒸汽。,湿蒸汽:饱和蒸汽与饱和液体的机械混合物。,饱和液体:一定压力下,温度等于对应饱和温度的液体。或者说:一定温度下,压力等于饱和蒸汽压的液体。,未饱和液体:一定压力下,温度低于对应饱和温度的液体。或者说
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