[物理]第三章 工程热力学.ppt

第三章气体和蒸汽的性质 本章主要内容及重点 主要内容：理想气体与实际气体；理想气体状态 方程；理想气体比热容；理想气体内 能、焓和熵的计算；实际气体水蒸气 的性质。 重点掌握：理想气体状态方程及应用 理想气体内能、焓和熵的计算 水蒸气的形成过程及相应概念 水蒸气图表的查取方法。 3.1 实际气体和理想气体 实际气体：就是真实的气体。特点： 1.气体由庞大数目分子组成 2.分子本身占有一定的体积 3.分子间有相互作用力 4.分子在不停地做热运动 3.1 实际气体和理想气体 理想气体状态方程 压力为绝对压力，而不是表压或真空度，温度为热力学温度； 各参数、常数的单位要协调一致； 状态方程反映的是平衡状态下基本状态参数间数量关系，而不能用于过程计算。 3.2 理想气体的比热容 3.利用比热容计算热量 （1）真实比热容 理想气体的 u 和 h 是温度的单值函数，所以理想气体的比热容也是温度的单值函数。 理想气体的定值摩尔热容 3.3理想气体的热力学能、焓和熵 2. 理想气体的熵 3.4水蒸气的饱和状态和相图 饱和状态---气液两相处于动态平衡状态 预热阶段参数 汽化阶段参数 干度x： 　湿蒸汽中干饱和蒸汽所占的质量百分比。 过热阶段参数 3.6水和水蒸气的状态参数 3.7水蒸气表和图 以压力为序（附表8） 水蒸气的温熵图 第三章 小 结 本章结束 湿饱和蒸汽 3.5水的气化过程和临界点 湿饱和蒸汽 3.5水的气化过程和临界点 湿饱和蒸汽 3.5水的气化过程和临界点 干饱和蒸汽 3.5水的气化过程和临界点 过热蒸汽 3.5水的气化过程和临界点 过热蒸汽 3.5水的气化过程和临界点 过热蒸汽 3.5水的气化过程和临界点 未饱和水状态 饱和水状态 湿饱和蒸汽状态 干饱和蒸汽状态 过热蒸汽状态 过热阶段 水蒸气的定压生成过程 饱和水的汽化阶段 水的预热阶段 3.5水的气化过程和临界点 饱和水 未饱和水（过冷水） 状态及状态参数： 这个阶段所需的热量称为液体热 ql=h-h0 干饱和蒸汽 饱和水 湿(饱和)蒸汽 这个阶段所需的热量称为汽化潜热 r=h“-h‘ 或 r=Ts(s-s) 干度的概念 饱和水 干饱和蒸汽 湿蒸汽 干饱和蒸汽的质量 饱和水的质量 过热蒸汽 干饱和蒸汽 这个阶段所需的热量称为过热热 qsu=h-h ，△t=t-ts称为过热度。 水蒸气定压生成过程中热量的计算 1.水的定压预热阶段 10 T s 液体热 2.饱和水的定压汽化过程 汽化潜热 3.水蒸气的定压过热过程 1 过热热 1kg水从10状态被加热到1状态所吸收的热量 1 1 1 水的定压加热过程在p-v图和T-s图上的表示： 饱和水线 饱和蒸汽线 临界点 C 20 10 10 20 p v T s Ⅰ Ⅲ Ⅲ Ⅰ Ⅱ Ⅱ 水的临界参数 水蒸气的p-v图和T-s图 C Tcr pcr=22.064MPa，tcr=373.99℃， vcr=373.99m3/kg， hcr=2085.9kJ/kg，scr=4.4092kJ/(kg﹒K) 1 2 pcr Tcr 水蒸气的p-v和T-s图 一点:临界点; 两线:饱和水线、饱和蒸汽线; 三区:未饱和水区、湿饱和蒸汽区、过热蒸汽区; 五态:未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽. p v T s 水蒸气的性质与理想气体差别很大,实际应用中，不能用理想气体状态方程确定状态参数。而是借助表或图来确定水及水蒸气的状态参数。 零点的规定：蒸汽表取三相点（即固、液、汽三相共存状态）液相水的热力学能和熵为零。 即： p0 = 611.7 Pa，t0=0.01 ℃ 的饱和水 v0′ = 0m3/kg, u0′ = 0 s0′ = 0 kJ/kg 其他各状态以此为基础进行确定，见教材82-84页 一般情况下，水蒸气的性质与理想气体差别很大,为了便于工程计算，将不同温度和不压力下的未饱和水、饱和水、干饱和蒸汽和过热蒸汽的状态参数绘制成表或图。 水蒸气表 按温度为序排列 按压力为序排列 饱和水和干饱和蒸汽 未饱和水和过热蒸汽 7 以温度为序（附表7） 8 未饱和水与过热蒸气表（附录表9） 9 湿蒸汽的状态参数 1kg 湿蒸汽是由x kg干蒸汽和（