3-气体和蒸汽的性质.ppt

三. 理想气体状态方程式 3-4 理想气体混合物 4．理想气体混合物的平均摩尔质量和平均气体常数 5．理想气体混合物的比热容 水蒸气 基本要求 掌握蒸气的各种术语及其含义：汽化、凝结、饱和状态、饱和蒸气、饱和液体、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等。 了解蒸气定压发生过程及其在p-v图和T-s图上的一点、二线、三区和五态。 了解水蒸气图表的结构，并掌握其应用。 3-5　饱和温度和饱和压力 一、汽化与凝结 汽化 　　物质由液态转变为气态的过程 汽化方式 　　蒸发：汽化过程在液体表面发生 　　沸腾：汽化过程在液体表面及内部同时发生 凝结 　　物质由气态转变为液态的过程。凝结的速度取决于空间蒸气的压力。 二、饱和状态 饱和状态 饱和温度和饱和压力 　　处于饱和状态的气、液温度相同，称为饱和温度ts，蒸气的压力称为饱和压力ps ts上升， ps上升； ps上升， ts上升。 结论： 　　 一定的饱和温度对应于一定的饱和压力，反之也成立，即两者间存在单值关系。 三相点 　　 定义：固、液、气三相共存的状态 分析：1) 当压力低于ptp时，液相不可能存在，而只 可能是气相或固相。 ptp称为三相点压力， 对应的饱和温度ttp称为三相点温度。 2) 三相点温度和压力是最低的饱和温度和饱 和压力。 3) 各种物质在三相点的温度与压力分别为定值， 但比体积则随固、液、气 三相的混合比例不同而异。 　　水的三相点温度和压力值： 3-6　水的定压加热汽化过程 　　 工业上所用的水蒸气都是在定压加热设备中产生的。一般经过三个阶段： 水蒸气定压发生过程图 预热阶段 汽化阶段 干度x： 　湿蒸气中饱和蒸气所占的质量百分比。 过热阶段 分析：(p-v图)影响v的主要是P和T 1) 对液态而言，T对v的影响比P的影响大，因而当P增加时，对应的饱和温度增加，则饱和液体的比体积增大； 2) 对汽态而言，正好相反，因而，随着P的增加，饱和蒸汽的比体积减小； 3) 饱和液体线与饱和蒸汽线必相交于一点C(临界点) 临界点：当ttcr时，无论压力如何增加都不可能使蒸汽液化。水的临界参数： 3-7 水和水蒸汽的状态参数 一、零点规定 　　 水及水蒸气的参数计算中不必求其绝对值，仅求其增量或减少量，故可规定一任意起点。 国际水蒸气会议规定，水的三相点即273.16K的液相水作为基准点，规定其热力学能及熵为0，即对于t0=ttp=0.01°C、p0=ptp=611.659 Pa的饱和水有： 二、温度为0.01℃、压力为P的过冷水忽略水的压缩性，即比体积v不变，温度不变，则: uo=u0’=0, w=0 q=0 so=so’=0, h0= uo+p0 v0=0 三、温度为t、压力为P的未饱和水 饱和水状态： 四、压力为P的干饱和蒸汽 五、压力为P的湿饱和蒸汽 六、压力为P的过热蒸汽 过热度：t – ts 3-8　水蒸气表和图 水与水蒸气的状态参数p、v、t、h、s均可从水蒸气图表中查到，图表中没有的参数，可根据参数间的一般关系计算得到，如u按u=h-pv计算。 一、水蒸气表 情况一：已知（p,t） 　 查饱和表得已知压力（或温度）下的饱和温度ts(p)（或饱和压力ps(t) ）： 情况二：已知p（或t）及某一比参数y（v或s或h） 　查饱和表得已知压力（或温度）下的y、y： 焓熵图的画法(1) 焓 熵 图 焓熵图的画法(2) 焓 熵 图 未饱和水和过热蒸汽表(注意下划线） 在湿蒸气区，p、t不是两个独立的变量，因此不能由p、t确定状态点。 在湿蒸气区干度及其它参数的的计算： （2）理想气体混合物平均气体常数 摩尔热容: 比热容: 6. 理想气体混合物的热力学能、焓 (1) 热力学能 (2) 焓 (3)热力学能和焓的变化 7.理想气体混合物的熵 理想气体混合物中各组成气体处于互不干扰的情况，各组成气体的熵相当于温度T下单独处在体积V的熵值。 这时压力为分压力Pi，故： 混合物的熵等于各组成气体熵的总和 1 kg第i种气体在微元过程中的熵变为： 理想气体混合物(无化学反应)过程熵变 理想气体混合物总熵变为： 水蒸气是实际气体! 水蒸气 在空气中含量极小，当作理想气体 一般情况下，为实际气体，使用图表 18世纪，蒸气机的