1、Chapter 6 Thermodynamic Properties of vapor蒸氣的熱力性質(zhì),主講：張金翠 Tel：85953720E-mail: ,Chapter 6 Thermodynamic Properties of vapour蒸氣的熱力性質(zhì),6-1 概述 6-2 克拉貝隆-克勞修斯方程 6-3 蒸氣的定壓發(fā)生過程 6-4 蒸氣的熱力性質(zhì)表 6-5 蒸氣的熱力性質(zhì)圖 6-6 水蒸氣熱力過程（應用）,6-1 Introduction 概述,一、The p-T diagram p T相圖 二、 The p-v and T-s diagrams p -v及

2、T-s相圖,一、The p-T diagram p T相圖,p,p,T,T,液,液,氣,氣,固,固,水,一般物質(zhì),三相點,三相點,臨界點,臨 界 點,升華線,溶解線,汽化線,升華線,溶解線,汽化線,The p-T diagram,sublimation,p,T,Liquid,Vapor,Solid,Triple point,Critical point,melting,vaporization,Some related concepts相關概念,1、單相區(qū)：氣、液、固 2、相界線： OA:氣固共存（升華線） OB:固液共存（溶解線） OC:氣液共存（汽化線） 3、飽和狀態(tài) 4、三相點（Trip

3、le point） -表6-1 5、臨界點（Critical point）-附表8,7,飽和狀態(tài),一、汽化和液化(vaporization and liquefaction),汽化：由液態(tài)到氣態(tài)的過程,蒸發(fā)：在液體表面進行的汽化過程,液化：由氣相到液相的過程,沸騰：在液體表面及內(nèi)部進行 的強烈汽化過程。,8,二、飽和狀態(tài)(Saturated state),當汽化速度=液化速度時，系統(tǒng) 處于動態(tài)平衡，宏觀上氣、液兩相 保持一定的相對數(shù)量飽和狀態(tài)。,飽和狀態(tài)的溫度飽和溫度，ts(Ts) (Saturated temperature) 飽和狀態(tài)的壓力飽和壓力，ps （Saturated pressu

4、re）,加熱，使溫度升高如 t，保持定 值，系統(tǒng)建立新的動態(tài)平衡。與之 對應，p變成ps。,所以,一一對應，只有一個獨立變量，即,Saturated state飽和狀態(tài),飽和狀態(tài)：物質(zhì)處于不同的相可以平衡共存的狀態(tài) 飽和溫度飽和狀態(tài)時對應的溫度，ts(Ts) Saturation temperature 飽和壓力飽和狀態(tài)的壓力，ps Saturation pressure 飽和溫度ts與飽和壓力ps的關系：,二、 The p-v and T-s diagrams p -v及T-s相圖,s,A,B,C,B,A,C,Some related concepts相關概念,一點： 臨界點-飽和液及飽和氣

5、具有完全相同的性質(zhì) 兩線：飽和液線、飽和氣線 三區(qū)：液相區(qū)、液氣兩相共存區(qū)、氣相區(qū) 五態(tài)： 未飽和液（過冷液）、飽和液、濕蒸氣、飽和蒸氣、過熱蒸氣 汽化潛熱r： r = h”- h= Ts ( s”- s),Some related vocabulary相關詞匯,未飽和液（過冷液） Subcooled liquid Compressed liquid 飽和液（線） Saturated liquid（line） 濕蒸氣 Saturated liquid-vapor mixture 飽和蒸氣 Saturated vapor 過熱蒸氣（區(qū)） Superheated vapor（region） 汽化潛

6、熱 Latent heat of Vaporization,6-2 Clapeyron-clausius equation克拉貝隆-克勞修斯方程,一、吉布斯相律 Gibbs phase rule 二、克拉貝隆-克勞修斯方程 Clapeyron-clausius equation,一、 Gibbs phase rule吉布斯相律,吉布斯相律：對于多元（如C個組元）多相（如P個相）元化學反應的熱力系，其獨立參數(shù)，即自由度 I=CP+2,應用： 水在液相（或固相、氣相）時， C=1，P=1，故I=1-1+2，此時壓力，溫度均可獨立變化。 水在汽液共存時C=1，P=2，故I=1-2+2=1，此時壓力和

7、溫度中僅有一個可自由變化。 三相點：C=1，P=3，故I=1-3+2=0,二、 Clapeyron-clausius equation克拉貝隆-克勞修斯方程,分別為汽化潛熱(latent heat of vaporization)、熔解熱(latent heat of fusion)和升華熱(latent heat of sublimation)。,因，為“+”；T為“+”；故相平衡線斜率正負由體積差決定，可為正，可為負。,6-3 The heating process of vapor at constant pressure蒸氣的定壓發(fā)生過程,一、水定壓加熱汽化過程 二、蒸汽發(fā)生過程的p

8、-v及T-s圖,一、水的定壓加熱汽化過程,t ts,t = ts,t = ts,t = ts,t ts,未飽和水,飽和水,飽和濕蒸汽,飽和干蒸汽,過熱蒸汽,二、蒸汽發(fā)生過程的p -v及T-s圖,一點（臨界點）、兩線（飽和液線、飽和氣線）、 三區(qū)（液相區(qū)、液氣兩相共存區(qū)、氣相區(qū)）、 五態(tài)（未飽和液、飽和液、濕蒸氣、飽和蒸氣、過熱蒸氣）,思考題：如何區(qū)分b、c、d三點？,x = 0 飽和水， x = 1 干飽和蒸氣 0 x 1 濕蒸氣,s,C,b,d,C,c1,c2,b,d,c1,c2,20,各種工質(zhì)均具有類似水的性質(zhì),6-4 Property tables of vapor蒸氣的熱力性質(zhì)表,一、

9、Reference state基準點的規(guī)定 二、Property tables of saturated liquid and Saturated vapor飽和液及飽和蒸汽熱力性質(zhì)表 三、 Property tables of compressed liquid and superheated vapor未飽和液及過熱蒸氣熱力性質(zhì)表 附錄表11、15,一、Reference state基準點的規(guī)定,規(guī)定：處于三相點的液態(tài)水的熱力學能及熵為零,注意：由不同基準點的圖表查得的數(shù)據(jù)不能混用，應進行核算處理。,二、飽和液及飽和蒸汽熱力性質(zhì)表附錄表9、10、12、13、14,飽和水和飽和水蒸氣表（按溫

10、度排列附表9）,飽和水和飽和水蒸氣表（按壓力排列附表10 ）,思考題：如何確定濕蒸汽的狀態(tài)參數(shù)？,如果有1kg濕蒸氣，干度為x, 即有xkg飽和蒸汽，（1-x）kg飽和水,已知：p或T（h,v,s,h,v,s） 干度x,h ,v ,s,三、 未飽和液及過熱蒸氣熱力性質(zhì)表附錄表11、15,6-5 Property diagrams of vapor蒸氣的熱力性質(zhì)圖,一、 hs diagram of water vapor 水蒸氣的焓熵（h-s）圖 二、 ph diagram of refrigerant 壓焓（p-h）圖,一、 hs diagram of water vapor 水蒸氣的焓熵（h-s）圖,飽和液線及飽和蒸氣線 定壓線族 定溫線族 定容線族 定干度線族,h,s,C,x=1,x=0,x=1,28, 焓熵圖,定壓線 定溫線 定容線 定干度線,29,二、 ph diagram of refrigerant 壓焓（p-h）圖,定壓線族 定溫線族 定熵線族 定容線族 定干度線族,6-6 水蒸氣熱力過程（應用）,1、確定狀態(tài)點的各參數(shù) 2、根據(jù)過程條件確定過程進行的途徑和方向，并表示在參數(shù)圖上，p-v圖、T-s圖、h-s圖等。 3、進行過程的熱