第三章知識資料氣體和蒸汽的性質(zhì)知識資料2

3–4水蒸氣的飽和狀態(tài)和相圖水和水蒸氣是實際氣體的代表水蒸氣在空氣中含量極小，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)蒸汽水蒸氣蒸氣Steam特指水蒸氣WatervaporVapor無“水蒸汽”說法一、水蒸氣特點優(yōu)點：

1）易獲取；

2）有適宜的熱力性質(zhì)；

3）無污染。處理方法：

1）大氣中稀薄的水蒸氣：理想氣體；

2）汽輪機中水蒸氣：存在氣液的狀態(tài)變化查有關水蒸氣圖表或計算機計算二、汽化和凝結(jié)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凝結(jié)：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。三、飽和狀態(tài)1）液體表面動能大的分子克服表面張力和其他分子的引力2）蒸汽分子碰撞回到液面，凝結(jié)成液體液體分子脫離其表面的汽化速度氣體分子回到液體中的凝結(jié)速度＝這時液體與蒸氣處于動態(tài)平衡狀態(tài)，稱為飽和狀態(tài)T↑——水蒸氣分子↑——水蒸氣分壓力增大——凝結(jié)為水的分子↑飽和狀態(tài)的氣、液溫度相同—飽和溫度，ts(Ts)飽和狀態(tài)下的蒸汽壓力—飽和壓力，ps處于飽和狀態(tài)的蒸汽稱為飽和蒸汽處于飽和狀態(tài)的液體稱為飽和液體飽和蒸汽特點：一定容積中不能含有更多的蒸汽，即蒸汽壓力和密度為對應溫度下的最大值。一一對應，只有一個獨立變量，即液體溫度越高，汽化速度加快，水蒸氣分子數(shù)目越多，飽和壓力越大t/℃02050100120150p/MPa0.00061120.00233850.01234460.10133250.1984830.47571飽和液體—處于飽和狀態(tài)的液體：

t=ts

（干）飽和蒸汽—處于飽和狀態(tài)的蒸汽：t=ts

未飽和液體—溫度低于所處壓力下飽和溫度的液體：t<ts過熱蒸汽—溫度高于飽和溫度的蒸汽：t>ts,t–ts=d稱過熱度幾個名詞干度（濕度

y=1–x）x01飽和液濕飽和蒸汽干飽和蒸汽定義：濕蒸汽中飽和蒸汽的質(zhì)量分數(shù)用w或x表示。使未飽和液體到達飽和狀態(tài)的途徑：燒開水同樣水溫移動到高海拔地區(qū)四、相圖

表示飽和壓力和飽和溫度關系的狀態(tài)參數(shù)圖（p-T圖）稱為相圖1、吉布斯相律

對于多元（如k個組元）多相（如f個相）元化學反應的熱力系，其獨立參數(shù)，即自由度n=k–f+2

例：水在液相（或固相、氣相）k=1，F(xiàn)=1，故n=1-1+2，此時壓力，溫度均可獨立變化。

水在汽液共存時k=1，f=2，故n=1，此時壓力和溫度中僅有一個可自由變化。三相點：k=1，f=3故n=0三相點

定義：固、液、氣三相共存的狀態(tài)1)當壓力低于ptp時，液相不可能存在2)三相點溫度和壓力是最低的飽和溫度和飽和壓力3)各物質(zhì)在三相點的溫度與壓力分別為定值，但比體積則隨固、液、氣三相的混合比例不同而異。水的三相點溫度和壓力值：流體區(qū)超臨界區(qū)2、克拉貝隆方程p