工程熱力學水和水蒸氣的性質(zhì)第七章水蒸氣剛剛脫離液態(tài)或距液態(tài)較近的氣體物質(zhì),因其分子間作用力大不能看作理想氣體如工程中常用的水蒸氣、氨氣、氟里昂等。水蒸氣是熱能工程中使用最早、應用廣泛的一種工質(zhì)。它具有良好的熱力性質(zhì),并且廉價、易得、無污染。本章主要介紹水蒸氣的形成過程、狀態(tài)參數(shù)的確定、水蒸氣圖表結(jié)構(gòu)和應用及相關(guān)計算。基本知識點水蒸氣的產(chǎn)生過程、水慕氣狀態(tài)參教的確定、水亮氣圖表的結(jié)構(gòu)和應用、水燕氣在熱力過程中功量和熱量的計算。本章重點:工業(yè)上水蒸氣的定壓生成過程。學會使用水蒸氣熱力學性質(zhì)的圖表,并能熟練的用于各種熱力過程的計算。一般水蒸氣是實際氣體!水蒸氣「在空氣中含量極小,可當作理想氣體一般情況下,為實際氣體,使用圖表18世紀,蒸氣機的發(fā)明,是唯一工質(zhì)直到內(nèi)燃機發(fā)明,才有燃氣工質(zhì)目前仍是火力發(fā)電、核電、供暖、化工的工質(zhì)優(yōu)點:便宜,易得,無毒,膨脹性能好,傳熱性能好7-1純物質(zhì)的相變與相圖物質(zhì)有三種聚集狀態(tài):固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)水的三態(tài):冰、水、蒸汽自然界中大多數(shù)純物質(zhì)都以三種聚集態(tài)存在:固相、液相、氣相,如co2、H2O等。物質(zhì)的存在狀態(tài)與它存在的環(huán)境有關(guān),如水低溫時呈固態(tài),高溫時呈氣態(tài)現(xiàn)以水為例分析純物質(zhì)的三態(tài)變化。7-1純物質(zhì)的相變與相圖物質(zhì)有三種聚集狀態(tài):固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)水的三態(tài):冰、水、蒸汽三相之間的變化:升華(衛(wèi)生球)溶解汽化固態(tài)液態(tài),氣態(tài)凝固液化凝化(霜)在一定壓力下,對固態(tài)冰不斷加熱,冰將經(jīng)歷三個過程變?yōu)檫^熱水蒸氣。融解過程:冰融化為水,冰全部融化之前為冰水兩相,保持融點溫度不變。融點:在一定壓力下,固體開始融解時的溫度汽化過程:水汽化為蒸氣,水全部汽化之前為水氣兩相,保持沸點溫度不變沸點:在一定壓力下,液體開始汽化時的溫度過熱過程水全部變?yōu)闅夂笤倮^續(xù)加熱,蒸氣變?yōu)檫^熱蒸氣,溫度將升高,高于沸點溫度。上述相變過程表示在Pt圖上,稱為相圖P125圖7-1所示ab段冰的定壓加熱b為融點液態(tài)be段水的定壓加熱e為沸點固態(tài)e段氣的定壓加熱當壓力變化時,be點位置相應變化。將不同壓力下的融點及氣態(tài)沸點連接起來,就得到融解線AB和汽化線AC。融解線AB顯示融點與壓力的關(guān)系它劃分了固態(tài)與液態(tài)的區(qū)域。汽化線Ac顯示了沸點與壓力的關(guān)系劃分了氣態(tài)與液態(tài)的區(qū)域。升華線AD表示升華溫度與壓力的關(guān)系劃分了固態(tài)與液態(tài)的區(qū)域。這三線稱為相平衡曲線ab段冰的定壓加熱b為融點液態(tài)be段水的定壓加熱e為沸點固態(tài)e段氣的定壓加熱當壓力變化時,be點位置相應變化。將不同壓力下的融點及氣態(tài)沸點連接起來,就得到融解線AB和汽化線AC。AC線上方端點c是臨界點如t>tc則無論壓力多大都不能使它變?yōu)橐后w。當壓力降低時,AB與Ac兩線逐漸接近,并交于A點。A點是固、液、汽三態(tài)共存的狀態(tài),稱為三相點若在低于三相點的壓力之下對冰定壓加熱(m點),當t到定的值td,冰將從固相直接變?yōu)闅庀鄬⒉煌瑝毫ο聲r對應的升華溫度點d相連就得到升華曲線AD思考題e=6112Pa,ym=273.16K1.有沒有500C的水?沒有。t>c=37416℃2.有沒有-3℃的蒸汽?有汽化與飽和1汽化:由液態(tài)變成氣態(tài)的物理過程(不涉及化學變化)汽化蒸發(fā):汽液表面上的汽化(任何溫度)沸騰:表面和液體內(nèi)部同時發(fā)生的汽化(只有在沸點時,氣體和液體均處在飽和狀態(tài)下)因為分子自由熱運動,液體表面總有一些較大動能的分子克服表面張力,脫離液面到自由空間去,所以任何溫度下汽化均可發(fā)生。蒸發(fā)速度與溫度、表面積、液面風速有關(guān)。在蒸發(fā)過程中液面上方的蒸氣分子總有可能碰撞液面而返回液體,所以凝結(jié)過程也同樣進行。只是一般的蒸發(fā)都是在自由空間中進行的,液表有大量其它氣體,蒸氣的分子密度小,分壓力低,其凝結(jié)速度小于蒸發(fā)速度,總的效果是呈蒸發(fā)的過程。31、只有永遠躺在泥坑里的人，才不會再掉進坑里。——黑格爾

32、希望的燈一旦熄滅，生活剎那間變成了一片黑暗。——普列姆昌