６．４典型題精解例題６－１利用水蒸氣表判斷下列各點(diǎn)的狀態(tài)，并確定其h，s，x的值。解（１）由飽和水和飽和蒸汽表查得p=2MPa時(shí)，顯然，可知該狀態(tài)為過(guò)熱蒸汽。查未飽和水過(guò)熱蒸汽表，得，時(shí)，對(duì)于過(guò)熱蒸汽，干度x無(wú)意義。查飽和表得p=9MPa時(shí)，可見(jiàn)，該狀態(tài)為濕蒸汽，其干度為又查飽和表得時(shí)按濕蒸汽的參數(shù)計(jì)算式得=2489.0kJ/kg(3)顯然，該狀態(tài)為濕蒸汽狀態(tài)。由已知參數(shù)查飽和水和飽和蒸汽表得按濕蒸汽的參數(shù)計(jì)算公式得（４）由飽和水和飽和蒸汽表查得當(dāng)時(shí)，，顯然，所以該狀態(tài)為未飽和水。通常的狀態(tài)參數(shù)可利用與的對(duì)應(yīng)狀態(tài)參數(shù)內(nèi)插得到，但此處與跨越了未飽和表中的黑粗線，說(shuō)明它們分別處于不同相區(qū)。應(yīng)使內(nèi)插在未飽和水區(qū)內(nèi)進(jìn)行，選取離最接近的與的未飽和水參數(shù)內(nèi)插。查未飽和水和過(guò)熱蒸汽表得，時(shí)，時(shí)于是時(shí)對(duì)于未飽和水干度x無(wú)意義。（５）時(shí)，飽和蒸汽比體積，可見(jiàn)，該狀態(tài)為過(guò)熱蒸汽。查過(guò)熱蒸汽表得時(shí)，時(shí)，該狀態(tài)的溫度可由比體積值求得0.199.6340.0010431.6943417.42505.71.30287.35891.0179.9160.0011270.19440761.72583.32.13886.5859對(duì)于下1.0MPa的飽和蒸汽由此可求得相應(yīng)地于是故對(duì)于1.0MPa下的飽和水由此得到相應(yīng)地于是故對(duì)比這兩者的結(jié)果，可以看出，要比W大了28.0倍。可見(jiàn)飽和水爆炸時(shí)，其危險(xiǎn)性更大。例題６－５水蒸氣壓力時(shí)，密度。若質(zhì)量流量，定溫放熱量。求終態(tài)參數(shù)及做功量。解（１）先求蒸汽的比體積一確定過(guò)程的初態(tài)。從飽和蒸汽表查得，顯然，故１態(tài)是過(guò)熱蒸汽。查過(guò)熱蒸汽表得（２）因熱量已知且系定溫過(guò)程，故可求過(guò)程中熵變化量，從而得終態(tài)的熵值，再由及來(lái)確定終點(diǎn)２。因?yàn)楣视纱丝衫L出過(guò)程線如圖６－７所示，按，可由h-s圖中讀出有關(guān)參數(shù)。為使結(jié)果較精確也可以采用計(jì)算方法算出終態(tài)有關(guān)參數(shù)。由閉口系能量方程式，得其中故顯然做功量為負(fù)值，可知本過(guò)程為一定溫壓縮過(guò)程。例題６－６的水蒸氣進(jìn)入汽輪機(jī)，在汽輪機(jī)中膨脹到5kPa汽輪機(jī)效率為0.85，試求：（１）每千克蒸汽所做的功；（２）由于不可逆引起的熵產(chǎn)及有效能損失（設(shè)環(huán)境溫度為300K）。解過(guò)程如圖６－８所示。由查表得由及確定可逆絕熱過(guò)程的終態(tài)２。因２點(diǎn)處于兩相區(qū)，所以先確定，根據(jù)的實(shí)際出口狀態(tài)的焓值，由求得于是每千克蒸汽所做的功，由穩(wěn)定流動(dòng)能量方程得熵產(chǎn)有效能損失kJ/kg若用查圖法則比較方便。由線與線交點(diǎn)得狀態(tài)點(diǎn)１，可查得該點(diǎn)的參數(shù)等值。由線與線交點(diǎn)得２點(diǎn)，可查得。于是根據(jù)的定義可求得.由線與線交點(diǎn)得２’點(diǎn)，可查得.于是根據(jù)及求得欲求的量。例題６－７如圖６－９所示，容器中盛有溫度為的0.5kg水和4kg水蒸氣，現(xiàn)對(duì)容器加熱，工質(zhì)所得熱量。試求容器中工質(zhì)熱力學(xué)能的變化和工質(zhì)對(duì)外做的膨脹功。（設(shè)活塞上作用力不變，活塞與外界絕熱，并與器壁無(wú)摩擦）解確定初態(tài)的干度查飽和表得，計(jì)算得確定終態(tài)參數(shù)。因過(guò)程為定壓過(guò)程，則，于是由飽和表內(nèi)插得:時(shí)因，所以２態(tài)處于兩相區(qū)于是代入上列相應(yīng)數(shù)值得：工質(zhì)所做的功或根據(jù)閉口系能量方程得討論求解該題的關(guān)鍵，一是正確判斷系統(tǒng)中哪個(gè)參數(shù)不變；二是根據(jù)已知條件求得確定２個(gè)狀態(tài)的獨(dú)立參數(shù)，例如，１態(tài)的確定，及２態(tài)的的的確定。例題６－８壓力為、干度為0.95的蒸汽流經(jīng)一直徑為0.02m的絕熱管道，經(jīng)過(guò)閥門后絕熱節(jié)流到０.１MPa，如圖６－１０所示。若要求節(jié)流前后蒸汽的流速保持不變，則節(jié)流后管道的直徑為多少米？解過(guò)程如圖６－１１所示。根據(jù)質(zhì)量守恒即得由及，查圖得。根據(jù)節(jié)流過(guò)程及，查得故例題６－９一臺(tái)汽包，盛有２MPa的汽水混合物，開(kāi)始時(shí)，水占容積的一半。如由底部閥門排走300kg水，為了使汽包內(nèi)汽水混合物的溫度保持不變，需要加入多少熱量？如果從頂部閥門放汽300kg，條件如前，那又要加入多少熱量？解（１）確定初態(tài)的獨(dú)立變量及其他狀態(tài)參數(shù)查表有時(shí)初態(tài)蒸汽的質(zhì)量為初態(tài)飽和水的質(zhì)量為總質(zhì)量對(duì)整個(gè)系統(tǒng)，其干度為或根據(jù)時(shí)，直接查圖得（２）確定終態(tài)的及其他狀態(tài)參數(shù)放水（或汽）以后，整個(gè)系統(tǒng)由于過(guò)程保持溫度不變，對(duì)于濕飽和蒸汽，則也是壓力不變。因此時(shí)的飽和水和干飽和蒸汽的參數(shù)也是終態(tài)２所對(duì)應(yīng)的飽和參數(shù)。求加入的熱量根據(jù)熱力學(xué)第一定律又若放水若放汽求加入的熱量還可按如下方法：終態(tài)蒸汽質(zhì)量為終態(tài)水的質(zhì)量為過(guò)程中蒸汽的產(chǎn)生量于是過(guò)程中需加入的熱量，若放走水，則若放走汽，則例題６－10一空調(diào)制冷裝置，采用氟里昂22作為制冷劑。氟里昂22進(jìn)入蒸發(fā)器時(shí),；出口狀態(tài)２為干飽和蒸氣。自蒸發(fā)器出來(lái)，狀態(tài)２的干飽和蒸氣被吸入壓縮機(jī)絕熱壓縮到壓力時(shí)，排向一冷凝器，如圖６－12所示。用p-h圖求：（１）在蒸發(fā)器中吸收的熱量；（２）若壓縮是可逆絕熱的，壓縮１kg氟里昂22所需的技術(shù)功以及氟里昂22的壓縮終溫。解工質(zhì)在蒸發(fā)器中的等壓吸熱過(guò)程１－２和在壓縮機(jī)中的可逆絕熱過(guò)程２－３表示在p-h圖上，如圖６－13所示。等壓吸熱過(guò)程１－２已知在