熱力學(xué)教學(xué)講解課件

3.9純物質(zhì)相變區(qū)的狀態(tài)及參數(shù)坐標(biāo)圖

3.9純物質(zhì)相變區(qū)的狀態(tài)及參數(shù)坐標(biāo)圖

1水和水蒸氣是實(shí)際氣體的代表水蒸氣在空氣中含量極小，當(dāng)作理想氣體一般情況下，為實(shí)際氣體，使用圖表18世紀(jì)，蒸氣機(jī)的發(fā)明，是唯一工質(zhì)直到內(nèi)燃機(jī)發(fā)明，才有燃?xì)夤べ|(zhì)目前仍是火力發(fā)電、核電、供暖、化工的工質(zhì)優(yōu)點(diǎn):便宜，易得，無毒，膨脹性能好，傳熱性能好是其它實(shí)際氣體的代表水和水蒸氣是實(shí)際氣體的代表水蒸氣在空氣中含量極小，當(dāng)作理想氣本章主要內(nèi)容1.實(shí)際工質(zhì)的物性3.水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用2.水蒸氣的產(chǎn)生過程水蒸氣蒸氣蒸汽SteamVaporWaterVapor本章主要內(nèi)容1.實(shí)際工質(zhì)的物性3.水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用3.9.1純物質(zhì)的熱力學(xué)面P-T-v物質(zhì)三種聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)熱力學(xué)面P-T-v

：以p,v,T表示的物質(zhì)各種狀態(tài)的曲面水的三態(tài)：冰、水、蒸汽Puresubstance

Solid

Liquid

Gas

Ice

Water

Steam

3.9.1純物質(zhì)的熱力學(xué)面P-T-v物質(zhì)三種聚集狀態(tài)：固水的熱力學(xué)面兩相區(qū)單相區(qū)氣液固pvT六個(gè)區(qū)：三個(gè)單相區(qū)、三個(gè)兩相區(qū)液--氣固--氣固--液pvT水的熱力學(xué)面兩相區(qū)單相區(qū)氣液固pvT六個(gè)區(qū)：三個(gè)單相區(qū)、三個(gè)飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv四個(gè)線：三個(gè)飽和線、一個(gè)三相線飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨界點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)：臨界點(diǎn)SaturationlineTripleline飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv四個(gè)線：三個(gè)飽和線、一個(gè)三相線飽和臨界點(diǎn)Criticalpoint水的臨界點(diǎn)狀態(tài)飽和液線與飽和氣線的交點(diǎn)氣液兩相共存的pmax,Tmax等溫線是鞍點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)Criticalpoint水的臨界點(diǎn)狀態(tài)飽和液線與飽3.9.2純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)流體流體升華線升華線凝固線凝固線汽化線汽化線3.9.2純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)p-Tdiagram

ofpuresubstancespTLiquidVaporSolidTriplepointCriticalpointFluidSublimationMeltingVaporizationp-Tdiagramofpuresubstances思考題沒有。t>374.16℃有3.有沒有500oC的水？1.溜冰冰刀2.北方冬天晾在外邊的衣服，是否經(jīng)過液相4.有沒有-3℃的蒸汽？5.一密閉容器內(nèi)有水的汽液混合物，對其加熱，是否一定能變成蒸汽？思考題沒有。t>374.16℃有3.有沒有5純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)流體流體純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨界點(diǎn)飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨汽相和液相鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器因固相不流動(dòng)，更關(guān)心汽液兩相冰蓄冷汽相和液相鍋汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器因固相不流動(dòng)，更關(guān)3.9.3P-v圖和T-s圖沸騰：表面和液體內(nèi)部同時(shí)發(fā)生的汽化(氣體和液體均處在飽和狀態(tài)下)汽化:由液態(tài)變成氣態(tài)的物理過程(不涉及化學(xué)變化)蒸發(fā)：汽液表面上的汽化BoilVaporization汽化與飽和3.9.3P-v圖和T-s圖沸騰：表面和液體內(nèi)部同時(shí)發(fā)生的汽飽和狀態(tài)Saturationstate飽和狀態(tài)：汽化與凝結(jié)的動(dòng)態(tài)平衡飽和溫度Ts飽和壓力ps一一對應(yīng)放掉一些水，Ts不變，ps？Tspsps=1.01325barTs=100℃青藏ps=0.6barTs=85.95℃高壓鍋ps=1.6barTs=113.32℃SaturationtemperatureSaturationpressure飽和狀態(tài)Saturationstate飽和狀態(tài)：汽化與凝結(jié)純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)流體流體汽化線汽化線純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)水蒸氣的定壓發(fā)生過程t<tst=tst=tst=tst>tsv<v’v=v’v=v’’v’<v<v’’v>v’’未飽和水飽和水飽和濕蒸汽飽和干蒸汽過熱蒸汽h<h’h=h’h=h’’h’<h<h’’h>h’’s<s’s=s’s=s’’s’<s<s’’s>s’’水預(yù)熱汽化過熱水蒸氣的定壓發(fā)生過程t<tst=tst=tst水蒸氣定壓發(fā)生過程說明(1)(2)(3)理想氣體實(shí)際氣體汽化時(shí)，T＝Ts不變，但h增加汽化潛熱(4)未飽和水過冷度過冷水過熱蒸汽過熱度只有熵加熱時(shí)永遠(yuǎn)增加水蒸氣定壓發(fā)生過程說明(1)(2)(3)理想氣體實(shí)際氣體StateofLiquidandvapor未飽和液，過冷液飽和液飽和濕蒸氣飽和蒸氣過熱蒸氣SaturatedliquidSaturatedvaporSaturatedliquid-vapormixtureSuperheatedvaporCompressedliquidSubcooledliquid汽化潛熱LatentheatofVaporization壓縮液StateofLiquidandvapor未飽和液，sp-v圖，T-s圖上的水蒸氣定壓加熱過程一點(diǎn)，二線，三區(qū)，五態(tài)sp-v圖，T-s圖上的水蒸氣定壓加熱過程一點(diǎn)，二線，三區(qū)，等壓線上飽和態(tài)參數(shù)ptsv’(m3/kg)v’’s’s’’kJ/(kg.K)0.0061120.010.00100022206.1750.09.15621.099.630.00104341.69461.30277.36085.0151.850.00109280.374811.86046.821550.0263.920.00128580.039412.92095.9712221.29374.150.003260.003264.4294.429(bar)(℃)bdbd等壓線上飽和態(tài)參數(shù)ptsv’(m3/kg)v’’s’s’’k定壓加熱線與飽和液線相近的說明當(dāng)忽略液體cp變化，不同的p，液體近似不可壓，v不變對每個(gè)不變的TIncompressiblesubstance定壓加熱線與飽和液線相近的說明當(dāng)忽略液體cp變化，不同的p，

3.9純物質(zhì)相變區(qū)的狀態(tài)及參數(shù)坐標(biāo)圖

3.9純物質(zhì)相變區(qū)的狀態(tài)及參數(shù)坐標(biāo)圖

23水和水蒸氣是實(shí)際氣體的代表水蒸氣在空氣中含量極小，當(dāng)作理想氣體一般情況下，為實(shí)際氣體，使用圖表18世紀(jì)，蒸氣機(jī)的發(fā)明，是唯一工質(zhì)直到內(nèi)燃機(jī)發(fā)明，才有燃?xì)夤べ|(zhì)目前仍是火力發(fā)電、核電、供暖、化工的工質(zhì)優(yōu)點(diǎn):便宜，易得，無毒，膨脹性能好，傳熱性能好是其它實(shí)際氣體的代表水和水蒸氣是實(shí)際氣體的代表水蒸氣在空氣中含量極小，當(dāng)作理想氣本章主要內(nèi)容1.實(shí)際工質(zhì)的物性3.水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用2.水蒸氣的產(chǎn)生過程水蒸氣蒸氣蒸汽SteamVaporWaterVapor本章主要內(nèi)容1.實(shí)際工質(zhì)的物性3.水蒸氣圖表的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用3.9.1純物質(zhì)的熱力學(xué)面P-T-v物質(zhì)三種聚集狀態(tài)：固態(tài)、液態(tài)、氣態(tài)熱力學(xué)面P-T-v

：以p,v,T表示的物質(zhì)各種狀態(tài)的曲面水的三態(tài)：冰、水、蒸汽Puresubstance

Solid

Liquid

Gas

Ice

Water

Steam

3.9.1純物質(zhì)的熱力學(xué)面P-T-v物質(zhì)三種聚集狀態(tài)：固水的熱力學(xué)面兩相區(qū)單相區(qū)氣液固pvT六個(gè)區(qū)：三個(gè)單相區(qū)、三個(gè)兩相區(qū)液--氣固--氣固--液pvT水的熱力學(xué)面兩相區(qū)單相區(qū)氣液固pvT六個(gè)區(qū)：三個(gè)單相區(qū)、三個(gè)飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv四個(gè)線：三個(gè)飽和線、一個(gè)三相線飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨界點(diǎn)一個(gè)點(diǎn)：臨界點(diǎn)SaturationlineTripleline飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv四個(gè)線：三個(gè)飽和線、一個(gè)三相線飽和臨界點(diǎn)Criticalpoint水的臨界點(diǎn)狀態(tài)飽和液線與飽和氣線的交點(diǎn)氣液兩相共存的pmax,Tmax等溫線是鞍點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)Criticalpoint水的臨界點(diǎn)狀態(tài)飽和液線與飽3.9.2純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)流體流體升華線升華線凝固線凝固線汽化線汽化線3.9.2純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)p-Tdiagram

ofpuresubstancespTLiquidVaporSolidTriplepointCriticalpointFluidSublimationMeltingVaporizationp-Tdiagramofpuresubstances思考題沒有。t>374.16℃有3.有沒有500oC的水？1.溜冰冰刀2.北方冬天晾在外邊的衣服，是否經(jīng)過液相4.有沒有-3℃的蒸汽？5.一密閉容器內(nèi)有水的汽液混合物，對其加熱，是否一定能變成蒸汽？思考題沒有。t>374.16℃有3.有沒有5純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)流體流體純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨界點(diǎn)飽和線、三相線和臨界點(diǎn)pv飽和氣線三相線飽和液線飽和固線T臨汽相和液相鍋爐汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器因固相不流動(dòng)，更關(guān)心汽液兩相冰蓄冷汽相和液相鍋汽輪機(jī)發(fā)電機(jī)給水泵凝汽器過熱器因固相不流動(dòng)，更關(guān)3.9.3P-v圖和T-s圖沸騰：表面和液體內(nèi)部同時(shí)發(fā)生的汽化(氣體和液體均處在飽和狀態(tài)下)汽化:由液態(tài)變成氣態(tài)的物理過程(不涉及化學(xué)變化)蒸發(fā)：汽液表面上的汽化BoilVaporization汽化與飽和3.9.3P-v圖和T-s圖沸騰：表面和液體內(nèi)部同時(shí)發(fā)生的汽飽和狀態(tài)Saturationstate飽和狀態(tài)：汽化與凝結(jié)的動(dòng)態(tài)平衡飽和溫度Ts飽和壓力ps一一對應(yīng)放掉一些水，Ts不變，ps？Tspsps=1.01325barTs=100℃青藏ps=0.6barTs=85.95℃高壓鍋ps=1.6barTs=113.32℃SaturationtemperatureSaturationpressure飽和狀態(tài)Saturationstate飽和狀態(tài)：汽化與凝結(jié)純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)臨界點(diǎn)臨界點(diǎn)流體流體汽化線汽化線純物質(zhì)的p-T相圖ppTT液液氣氣固固水一般物質(zhì)三相點(diǎn)三相點(diǎn)水蒸氣的定壓發(fā)生過程t<tst=tst=tst=tst>tsv<v’v=v’v=v’’v’<v<v’’v>v’’未飽和水飽和水飽和濕蒸汽飽和干蒸汽過熱蒸汽h<h’h=h’h=h’’h’<h<h’’h>h’’s<s’s=s’s=s’’s’<s<s’’s>s’’水預(yù)熱汽化過熱水蒸氣的定壓發(fā)生過程t<tst=tst=tst水蒸氣定壓發(fā)生過程說明(1)(2)(3)理想氣體實(shí)際氣體汽化時(shí)，T＝Ts不變，但h增加汽化潛熱(4)未飽和水過冷度過冷水過熱蒸汽過熱度只有熵加熱時(shí)永遠(yuǎn)增加水蒸氣定壓發(fā)生過程說明(1)(2)(3)理想氣體實(shí)際氣體StateofLiquidandvapor未飽和液，過冷液飽和液飽和濕蒸氣飽和蒸氣過熱蒸氣SaturatedliquidSaturatedvaporSaturat