热力学水的蒸发过程
水面蒸发的机制
水面蒸发的机制
水面蒸发是一种常见的自然现象,它是指水在接触到空气并受热的情况下,由液态转变为气态的过程。
蒸发是一种热传递方式,通过分子之间的碰撞和热运动,水分子从液态状态逐渐转变为气态状态。
蒸发的机制可以通过分子运动的角度来理解。
在水面上,水分子不停地以无规律的方式运动着,部分水分子的能量足够大,能够克服表面张力,从液态跃入气态。
这些水分子离开水面后,与周围空气中的分子发生碰撞,传递能量,并与空气分子混合。
蒸发过程中,温度是一个关键因素。
温度越高,水分子的平均动能越大,水分子逃逸的概率也就越大,从而加速蒸发过程。
此外,空气中的湿度也会影响蒸发速率。
当空气中的湿度较高时,空气中已经含有大量水蒸气,这使得水分子更难逃逸,从而减慢了蒸发速率。
水面蒸发的速率还受到水面积分布和水面波动的影响。
较大的水面积分布可以提供更多的蒸发表面,使得蒸发速率增加。
而水面的波动可以打破水面的平整性,增加水分子从液态跃入气态的机会,进一步加快蒸发速率。
除了温度和湿度,气压也会对水面蒸发产生影响。
在较低的气压下,水分子的蒸发速率会增加,因为气压较低时,空气中的分子稀薄,水分子更容易逃逸。
总的来说,水面蒸发是一个复杂且多因素影响的过程。
它是水循环
中的重要环节,能够将水从液态转变为气态,并进入大气中。
蒸发不仅是水分子运动的结果,也是大自然中的一种美妙景观。
无论是湖泊、河流还是海洋,都会因为水面蒸发而呈现出不同的景象。
蒸发的机制是自然界中的奇妙过程,也是人类生活中不可或缺的一部分。
水的沸腾与蒸发原理
水的沸腾与蒸发原理水是地球上最常见的物质之一,它在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
我们煮水、洗澡、喝水等等,都需要水的存在。
而水沸腾与蒸发是水在特定条件下发生的现象,它们都与水的分子运动有关。
水的沸腾是指当水受热达到一定温度时,水分子的能量增加,分子之间的相互作用减弱,使水分子逐渐脱离液体状态而转变为气体状态。
这是一个相变过程,也称为液体蒸发。
沸腾时,水分子在液体中不断地蒸发和凝结,形成水蒸气与液滴交替的过程。
当水温达到100摄氏度时,水的沸点就被定义为100摄氏度,此时水开始剧烈沸腾。
水的沸腾是由于水分子的热运动引起的。
水分子在液体中不断地自由运动,它们具有一定的能量。
当水受热时,水分子的平均能量增加,它们的热运动变得更加剧烈。
在液体表面,一部分水分子能量较高,克服表面张力,从液体中脱离出来,形成气体状态的水蒸气。
而在液体内部,水分子的能量较低,受到周围水分子的相互作用力,很难脱离液体。
沸腾时,水分子的蒸发速率大于液滴的凝结速率,液滴形成的速度比水分子蒸发的速度慢,所以液滴会不断地从液体中脱离出来,形成水蒸气。
这些水蒸气上升,与空气中的冷凝核结合,形成云或雾。
水的蒸发是指在常温下,水分子由液体状态转变为气体状态的过程。
水的蒸发是一个热力学过程,与环境温度、湿度、气压等因素密切相关。
当水分子的能量达到一定程度时,一部分水分子会克服表面张力,从液体中脱离出来,形成水蒸气。
蒸发过程中,水分子从液体中离开,导致液体的温度降低。
水的蒸发是因为液体表面的水分子受到周围空气分子的撞击,一部分水分子能量增加,克服表面张力,从液体中脱离出来。
这些脱离液体的水分子成为水蒸气,与周围空气分子混合在一起。
随着液体表面的水分子蒸发,液体内部的水分子会不断地从液体内部上升到液体表面,取代已经蒸发的水分子,保持液体的稳定状态。
水的蒸发速率取决于环境温度、湿度、气压等因素。
在高温、干燥和低气压的环境下,水的蒸发速率会增加。
水蒸发微观过程
水蒸发的微观过程涉及到分子间的相互作用和能量转换。
从微观角度来说,蒸发在分子层面上表现为水分子的运动和相互碰撞。
首先,水分子的热运动使得液体表面附近的水分子获得足够的能量,克服分子间的引力,变为气态。
这个过程是吸热过程,因为气体分子的动能高于液体分子。
其次,这些逸出水面的水分子在空气中运动,与其他气体分子发生碰撞。
这个过程中,如果气体分子的动能低于水蒸气分子的动能,水蒸气分子就会通过碰撞将自身的部分动能转移给气体分子,导致水蒸气分子的平均动能降低。
最后,当水蒸气分子在空气中扩散并冷却时,它们的平均动能逐渐降低。
当这些水蒸气分子的动能降低到一定程度时,它们将无法克服分子间的引力,重新凝结为液态或固态的水滴。
这个过程就是我们通常所说的“蒸发”或“汽化”。
总之,水蒸发的微观过程是水分子获得足够的能量,克服分子间的引力,变为气态的过程。
这个过程涉及到分子间的相互作用和能量转换,是吸热过程。
熵增原理的应用例子
熵增原理的应用例子1. 熵增原理介绍熵增原理是热力学中的一个基本原理,描述了自然界中发生的过程的趋势。
熵是一个表示系统无序程度的物理量,熵增原理指出,在孤立系统中,系统的熵总是增加的。
简单来说,熵增原理可以理解为自然界的趋势是朝着无序状态发展。
2. 应用例子2.1 火焰的燃烧过程火焰的燃烧过程是熵增原理的一个典型例子。
当燃料燃烧时,化学能被释放为热能,使周围的分子动能增加,系统的熵也随之增加。
火焰燃烧的过程中,燃料的分子在氧气的作用下发生复杂的反应,生成较为无序的气体和物质,同时释放出大量的热能。
这些无序的气体分子扩散到周围,使系统的熵不断增加。
2.2 水的蒸发过程水的蒸发过程也是熵增原理的一个应用例子。
当水受热逐渐变为水蒸气时,水分子会从有序的液体状态变为无序的气体状态。
在液体状态下,水分子的运动较为有序,而在气体状态下,水分子的运动变得无序。
因此,水的蒸发过程是一个熵增的过程。
在蒸发过程中,水分子会扩散到周围的空气中,使系统的熵增加。
2.3 自然环境中物质的分布自然环境中物质的分布也遵循熵增原理。
例如,当放置一些食物在房间的一角落时,随着时间的推移,食物的气味会扩散到整个房间,使房间中气味的分布更加均匀。
这是因为分子不断的碰撞和扩散,使气味在空气中更加均匀分布,系统的熵增加。
2.4 宇宙的演化宇宙的演化过程也可以用熵增原理来解释。
根据宇宙大爆炸理论,宇宙起源于一个极度有序的状态,随着时间的推移,宇宙不断膨胀和冷却,物质和能量逐渐变得更加分散和无序。
整个宇宙系统的熵逐渐增加,呈现出无序和混乱的状态。
3. 总结熵增原理是自然界中普遍存在的一个现象,我们可以通过多个例子来理解熵增原理。
火焰的燃烧、水的蒸发、物质分布和宇宙的演化都是熵增的过程,这反映了自然界朝着无序状态发展的趋势。
熵增原理在物理学、化学、生物学等领域中具有重要的应用价值,帮助我们理解和解释各种自然现象和过程。
水的蒸发实验
水的蒸发实验水是生命之源,无论是人类还是其他生物,都离不开水的存在。
而水的蒸发现象是我们日常生活中常见的一种现象。
为了更好地了解水的蒸发过程,进行一次水的蒸发实验是非常有效的方法。
本文将介绍如何进行水的蒸发实验以及实验的结果与分析。
实验材料和步骤材料:- 实验室用水- 量烧杯- 砂纸步骤:1. 准备一个干净的量烧杯,并用砂纸轻轻磨砂烧杯的外侧,以增加其表面积。
2. 在烧杯内,倒入适量的水,注意不要倒满。
3. 将烧杯放置在一个阳光直射的地方,确保周围环境温度稳定。
4. 等待一段时间(如半小时至一小时),观察烧杯内的水面变化。
实验结果与分析经过一段时间的观察,可以明显看到烧杯内的水面有所下降。
这就是水的蒸发现象的实验证明。
蒸发是指液体从表面转化为气态的过程,水的蒸发是其中一种常见的蒸发现象。
蒸发是因为水分子的热运动引起的。
当水分子的热运动速度足够大时,就有一些水分子在液体表面脱离液体,进入气态,并与空气中的分子混合。
这样,随着时间的推移,液体表面上的水分子会不断减少,导致液体水面下降,即发生了蒸发现象。
在实验中,我们可以发现水的蒸发速度与周围环境的温度、湿度有关。
温度越高,水分子的热运动速度越大,蒸发速度也会相应增加。
而湿度越大,空气中含有更多水蒸汽,蒸发速度会相对较慢。
水的蒸发还受到其他因素的影响,比如水的表面积、风速等。
通过实验中砂纸磨砂烧杯的外侧可以增大水的表面积,从而提高蒸发速度。
而风速较大的环境下,可加快蒸发速度,因为风能够带走空气中的水蒸汽。
实验的意义与应用水的蒸发实验对我们深入了解水的物理性质具有重要意义。
正如前文所述,水的蒸发过程是因水分子热运动速度足够大而发生,这与水的分子结构以及热力学性质密切相关。
通过实验观察水的蒸发现象,我们可以更加直观地认识水的分子动力学行为。
此外,水的蒸发现象在我们日常生活中有着广泛的应用。
在自然界中,水的蒸发是水循环的重要环节,它使得地球上的水资源能够得到重新分配。
nmol水在101.325kpa,100℃下蒸发为水蒸气,下列计算正确
nmol水在101.325kpa,100℃下蒸发为水蒸气,下列计算正
确
我们要计算nmol水在101.325kPa和100℃下蒸发为水蒸气的过程。
首先,我们需要知道这个过程涉及到哪些物理量以及它们之间的关系。
蒸发是一个相变过程,涉及到能量的转换。
蒸发过程可以用以下公式表示:
ΔHvap = m × ΔHvap°
其中,ΔHvap 是蒸发所需的能量,m 是水的质量,ΔHvap° 是水的蒸发焓。
但在这里,我们关心的是摩尔数而不是质量。
因此,我们需要用到水的摩尔质量来进行转换。
水的摩尔质量为18.015 g/mol。
所以,n mol 水的质量是18.015 × n g。
现在,我们可以建立数学模型:
ΔHvap = (18.015 × n) × ΔHvap°
已知ΔHvap° = 40.66 kJ/mol。
接下来,我们可以将这些信息代入到公式中,计算出所需的能量。
计算结果为:蒸发所需的能量是730.9 kJ。
所以,nmol水在101.325kPa和100℃下蒸发为水蒸气需要730.9 kJ的能量。
水的三态转化条件
水的三态转化条件水的三态转化条件如下:1. 固态(冰)转化为液态(水):熔化- 条件:当固态水(冰)获得热量,其温度上升至冰的熔点(0°C 或32°F)时,冰开始熔化成为液态水。
在这个过程中,冰将持续吸收热量,直到全部转变为液态为止。
2. 液态(水)转化为固态(冰):凝固- 条件:当液态水失去热量,其温度降至水的凝固点(也是0°C 或32°F)时,水开始凝固成为固态冰。
在这个过程中,水将持续放出热量,直到全部转变为冰为止。
3. 液态(水)转化为气态(水蒸气):蒸发/沸腾- 蒸发:在任何温度下,液态水表面的水分子由于获得足够的能量而逸出水面成为水蒸气。
蒸发速度随温度升高、湿度降低以及风速增大而加快。
- 沸腾:特定条件下,当液态水处于一个大气压下,其温度上升至水的沸点(100°C 或212°F)时,水开始剧烈地变成水蒸气,这个过程称为沸腾。
沸腾时,水蒸气在液面形成,同时水的温度保持在沸点不变,直到所有水分全部转变为水蒸气。
4. 气态(水蒸气)转化为液态(水):液化- 条件:当水蒸气失去热量,或是遇到冷的表面使得其温度低于露点时,水蒸气将会凝结为液态水滴。
这个过程发生在自然界的各种现象中,如云的形成、雨的降落以及空调除湿过程等。
5. 固态(冰)转化为气态(水蒸气):升华- 条件:在低温条件下,固态冰可以直接转化为气态水蒸气,而不经过液态阶段,这一过程称为升华。
尽管升华通常在低于冰点的温度下发生,但只要有足够的能量使部分冰分子脱离固态结构即可发生。
6. 气态(水蒸气)转化为固态(冰):凝华- 条件:当水蒸气在接触到足够冷的表面,且温度低于冰点时,水蒸气可以直接转化为固态冰晶,此过程为凝华。
在自然界中,霜和雪的形成就是水蒸气凝华的结果。
液体的蒸发与汽化的热力学过程
液体的蒸发与汽化的热力学过程液体的蒸发和汽化是物质在一定条件下从液态转变为气态的过程。
这个过程涉及到热力学的原理和理论,而且在日常生活和工业生产中都有广泛的应用。
本文将从热力学的角度探讨液体的蒸发与汽化的过程。
首先我们来了解液体的蒸发。
液体的蒸发是指在液体表面的分子能够克服表面张力到达足够的能量,从而实现从液态到气态的转变。
液体分子在处于液态时,具有一定的自由度,他们不断地以一定速率振动、碰撞和运动。
其中能量较高的分子能够克服表面张力,从液体表面逃逸而成为气体分子。
液体蒸发的速度与温度、压强、表面积和体积有关。
一般来说,温度越高,液体蒸发的速率越快。
这是因为高温能够提供更多的分子能量,促进液体分子逃逸成为气体。
接下来我们转向液体的汽化过程。
汽化是指液体在一定温度和压强条件下发生由液态向气态的转变。
相比蒸发,汽化是一个整体性转变的过程,涉及到液体内部各个位置的分子都参与其中。
液体的汽化需要先破坏分子之间的吸引力,使液体分子获得足够的能量才能够从液体中逃逸成为气体。
液体的汽化可以分为两个阶段,即沸腾和蒸发。
沸腾是指液体在饱和温度下,液体内部每个位置都达到沸腾温度,形成气泡并且频繁地上升。
蒸发是指在液体表面,一部分分子获得足够的能量逃逸成为气体。
沸腾和蒸发是液体汽化过程中的两种共存的形式。
了解了液体的蒸发和汽化过程后,我们来探讨一下与液体蒸发和汽化相关的热力学过程。
首先是液体蒸发的热力学过程。
在液体蒸发的过程中,液体分子从表面逃逸而成为气体分子,这时液体失去了一部分分子。
而这些分子所具有的动能则以热的形式被带走,称为蒸发热。
蒸发热是一个正值,代表液体蒸发过程中所需要吸收的热量。
液体的蒸发热与物质的种类、温度有关。
一般来说,分子间力较强的液体蒸发热较高,而温度越高,液体蒸发热也越大。
接下来是液体的汽化热力学过程。
液体的汽化热是指在一定温度和压强下液体转变为气体的过程中所需要吸收的热量。
汽化热也是一个正值,是一个代表液体从液态到气态转变过程中所需要吸收的能量。
一百摄氏度 一百牵帕水变成水蒸气熵变与gibbs自由能变化
一百摄氏度一百千帕下水的蒸发:熵变与Gibbs自由能变化在热力学系统中,水的蒸发是一个典型的相变过程,涉及温度、压力以及系统内部状态的变化。
特别地,在一百摄氏度、一百千帕的标准大气压下,液态水转变为气态水蒸气,这一过程中的熵变(ΔS)和Gibbs自由能变化(ΔG)是我们关注的重点。
本文将详细探讨这两个关键参数的变化情况。
一、水的蒸发与相变水在一百摄氏度、一百千帕条件下蒸发,是从液态到气态的一种通用现象。
这个过程中,水分子吸收热量,克服了分子间的相互吸引力,从密集的液态转变为较为稀疏的气态。
这种相变伴随着系统内部能量和熵的显著变化。
二、熵变(ΔS)熵,作为热力学系统无序度的量度,在水的蒸发过程中扮演重要角色。
当水蒸发时,系统的熵值增加。
这是因为:1. 分子运动增加:水分子在气态下比液态时运动得更快,占据的空间也更大。
这种增加的分子运动和扩散导致系统更加无序,从而增加了熵值。
2. 微观状态数增多:在气态下,水分子可以以更多的方式分布和排列,这意味着系统的微观状态数增加。
根据玻尔兹曼熵定义,微观状态数的增多与熵的增加直接相关。
因此,水蒸发过程中的熵变ΔS是正值,反映了系统无序度的增加。
三、Gibbs自由能变化(ΔG)Gibbs自由能是描述系统在一定温度和压力下能够进行的最大非膨胀功的量度。
在水的蒸发过程中,Gibbs自由能的变化ΔG也是一个重要参数。
在恒温恒压条件下,Gibbs自由能的变化可以通过以下公式计算:ΔG = ΔH - TΔS其中,ΔH是焓变,T是温度,ΔS是熵变。
对于水的蒸发过程:1. 焓变ΔH:水蒸发需要吸收热量,因此ΔH是正值。
2. 温度T:在此条件下,T为100摄氏度(或373.15开尔文)。
3. 熵变ΔS:如前所述,水蒸发时熵增加,ΔS为正值。
将这些值代入公式,我们可以得到ΔG的值。
需要注意的是,虽然ΔH和ΔS都是正值,但由于TΔS(温度与熵变的乘积)通常较大,ΔG有可能是负值。
这意味着在标准条件下,水的蒸发是一个自发过程。
探索水的蒸发与冷凝现象及其影响因素
探索水的蒸发与冷凝现象及其影响因素水是地球上最常见的物质之一,它存在于各个领域中,不仅是生命的基础,也是自然界中一种重要的物质。
在我们日常生活中,我们常常会观察到水的蒸发和冷凝现象。
本文将探索水的蒸发与冷凝现象,并分析其影响因素。
首先,我们来了解一下水的蒸发现象。
蒸发是指水从液态转变为气态的过程。
当水分子获得足够的能量时,它们会从液态跃迁到气态,形成水蒸气。
这个过程是一个热力学平衡的过程,涉及到能量的转移。
水蒸气会从液体表面逸出,进入空气中。
蒸发速率受到许多因素的影响,如温度、湿度、风速和表面积等。
温度是影响蒸发速率的最主要因素之一。
温度越高,水分子获得的能量越大,分子间的相互作用力减弱,水分子更容易从液态转变为气态。
这也是为什么在炎热的夏天,水分子蒸发得更快的原因之一。
湿度也会对蒸发速率产生影响。
湿度是指空气中水蒸气的含量,也可以理解为空气中水分子的饱和程度。
当空气中的湿度较高时,空气中已经存在大量的水蒸气,这样水分子就不容易从液态转变为气态,蒸发速率会减慢。
相反,当空气中的湿度较低时,空气中的水蒸气含量较少,水分子更容易从液态转变为气态,蒸发速率会加快。
风速也是一个重要的因素。
风可以带走水蒸气,使其远离液体表面,从而加快蒸发速率。
当风速较大时,水分子更容易从液态转变为气态,蒸发速率会增加。
这也是为什么在风和太阳充足的日子,水分子蒸发得更快的原因之一。
表面积也会对蒸发速率产生影响。
表面积越大,液体表面与空气接触的面积就越大,水分子更容易从液态转变为气态,蒸发速率会增加。
这也是为什么在开放的水体上,如湖泊和海洋,水分子蒸发得更快的原因之一。
接下来,我们来了解一下水的冷凝现象。
冷凝是指水蒸气从气态转变为液态的过程。
当水蒸气遇到冷却的物体表面时,由于温度的降低,水蒸气中的能量减少,分子间的相互作用力增强,水分子开始重新聚集形成液滴,从而形成冷凝现象。
冷凝速率也受到一些因素的影响,如温度、湿度和表面特性等。
水蒸气发生器的工作原理
水蒸气发生器的工作原理水蒸气发生器是一种将水加热转化为蒸汽的设备,其工作原理是通过热源将水加热至沸腾点,使水分子蒸发产生蒸汽。
下面将详细介绍水蒸气发生器的工作原理。
水蒸气发生器主要由以下几个部分组成:炉膛、水壳、热源、蒸汽室、水位控制系统和排污系统。
首先,水蒸气发生器的炉膛是蒸汽发生的主要场所。
炉膛内部放置燃烧设备,燃烧时产生的高温热源会传导给炉膛内的水壳。
其次,水壳是炉膛内部装有水的部分。
水从上部的给水管进入水壳,通过热传导,水壳中的水开始被加热。
在燃烧设备的作用下,炉膛内的温度上升,使水壳中的水逐渐升温。
然后,热源是水蒸气发生器中的重要组成部分。
它可以是燃气、燃油或者电加热器等,根据不同的应用领域和需求进行选择。
热源产生高温热量,使炉膛内的水温升高。
随后,水壳内的水温逐渐升高,当温度达到100℃时,水开始变成蒸汽。
在加热过程中,水分子的能量增加,逐渐克服分子间的吸引力,水分子开始摩擦、碰撞,从而产生蒸汽。
接着,蒸汽通过蒸汽室进入蒸汽系统。
蒸汽室通常位于设备的上部,上面装有分离器,用于分离部分含有水雾的蒸汽。
分离后的蒸汽进入蒸汽管道,供应给需要蒸汽的设备。
水位控制系统是水蒸气发生器的重要控制装置。
它通过控制给水量和排污量来维持水位的稳定。
当水位过低时,会自动加水;当水位过高时,会自动排污,以保证水蒸气发生器的正常工作。
最后,排污系统用于将水蒸气发生器中的污水排放出去。
在水蒸气发生器的使用过程中,水壳中会有一定的污水产生。
排污系统将污水排出,避免对设备的影响。
水蒸气发生器的工作原理可以总结为:炉膛的热源加热水壳中的水,水壳中的水温上升,达到沸腾点时开始转化为蒸汽,蒸汽进入蒸汽系统供应给需要的设备。
同时,通过水位控制系统和排污系统来维持水蒸气发生器的正常工作。
总的来说,水蒸气发生器的工作原理是通过热源将水加热,使其沸腾并转化为蒸汽,然后利用蒸汽供应给需要蒸汽的设备。
这种工作原理使得水蒸气发生器成为热力设备中的重要组成部分,广泛应用于工业生产、供暖和发电等领域。
水的蒸发过程中的热力学特性
水的蒸发过程中的热力学特性水是人类赖以生存的重要资源之一,而水的蒸发过程也是水循环的重要环节。
研究水的蒸发过程中的热力学特性对于我们更好地理解水文循环、气象变化以及环境保护都有着重要意义。
水的蒸发是指水在液体状态下,由于分子热运动而转变为气体状态的过程。
这一过程中,水分子接收外界的热量,使得分子内部的相互作用力被克服,形成水蒸气向大气中扩散。
蒸发的速度受到许多因素的影响,其中最重要的因素是温度。
温度的升高会加快水分子的热运动,使其更容易转变为气体状态。
此外,湿度、气压、风速等也会对蒸发速率产生一定影响。
在水的蒸发过程中,热力学是不可忽视的一方面。
热力学是描述物质的热力学性质、能量转化及宏观过程的学科。
在水的蒸发过程中,分子间的相互作用力被克服,水分子从液态转变为气态,这一过程是熵增的过程。
根据热力学第二定律,自发进行的过程都是熵增的。
水的蒸发过程中,由于液态水分子蒸发形成的气态分子比液态分子具有更大的自由度,所以整个系统的熵增加了,符合热力学第二定律的要求。
另外,水的蒸发过程也与热容密切相关。
热容是描述物质在吸收热量时温度变化的性质,也可理解为单位质量物质的温度上升所需的热量。
水的热容相对较高,即单位质量的水需要吸收较大的热量才能使其温度上升。
当水进行蒸发时,它会吸收周围环境的热量并将其转化为潜热,使得周围环境的温度下降。
这也是为什么感觉皮肤凉爽的原因。
因此,水的蒸发起着一定的调温作用,帮助调节周围环境的温度。
水的蒸发过程中还涉及到水分子的分子间作用力。
在液态下,水分子之间存在氢键,使得水分子相互间有一定的吸引力。
而当水分子转变为气态时,这种分子间作用力被克服,水分子成为独立的状态。
这也是为什么水的蒸发过程具有较大的潜热值的原因。
最后,在水的蒸发过程中研究中还可以涉及到水分子的动能和势能的转化。
水分子在液态下存在较大的势能,而在气态下则存在较大的动能。
在蒸发过程中,水分子从液态状态转变为气态状态,其势能减小而动能增加。
水蒸发潜热
水蒸发潜热水蒸发潜热是一种重要的物理力学现象,它的存在为自然界的能量传输提供了重要的热力学支持,并影响着水在大气和土壤中的移动和分布状况。
它的存在对水的转化和循环具有重要的意义,也影响着气象现象及气候变化的发展。
首先,从物理力学的角度来讲,水蒸发潜热是指水因蒸发而释放出来的潜热。
水在蒸发过程中,它需要从水里抽取热能,同时也会把水分子中的物质能量释放出来,从而形成热量和蒸汽的过程。
当水蒸发,其释放的热量就叫做“潜热”。
其次,从自然界来看,水蒸发潜热对自然界的能量传输至关重要。
当空气中的水蒸发,空气中的热量会被抽走,空气温度也会随之下降,使得空气得以凉爽,反过来,当空气中的水汽沉积成水,会释放出潜热,这段过程反映了水蒸发潜热作为自然界能量传输的重要性。
此外,水蒸发潜热也将影响着水在大气和土壤中的移动和分布状况。
当水在大气中蒸发时,它会释放出潜热,从而使大气中的温度变低,大气中的湿度变小,而当水汽再次降雨时,水汽中的潜热会使空气的温度变高,大气的湿度变大,这样又会使到水的流动趋势发生变化,使到水能够在大气中有规律的流动。
最后,水蒸发潜热也是影响气象现象及气候变化的重要因素。
水蒸发潜热被从海洋和大陆各种水体中释放出来,会影响大气的温度和湿度,从而影响到云的形成、变化状况,并影响到了气候现象,以及生态环境。
以上就是水蒸发潜热的物理学与自然影响的概况,可以看出,水蒸发潜热是重要的物理学现象,其存在为自然界能量的传输提供了重要的支持,其影响也很广泛,深受大气和土壤的影像,也是影响气象现象及气候变化的重要因素。
因此,更加深入的研究水蒸发潜热,深入了解水蒸发潜热对气候变化及生态环境的影响,了解水蒸发潜热的规律,能够有助于人们更好的利用水蒸发潜热为自然提供支持,减少气候变化影响,让大气、水体和土壤可以相互协调,进而保护自然生态环境,实现人与自然的和谐共生之道。
热水蒸发量的计算公式
热水蒸发量的计算公式咱来聊聊热水蒸发量的计算公式哈。
先给您说个我之前的事儿。
有一回啊,我在家里烧水准备泡茶喝。
那水壶呼呼地冒着热气,我就突然想到了热水蒸发量这个事儿。
我盯着那水壶口不断飘出的水汽,心里就琢磨,这得有多少水变成水蒸气跑掉啦?要搞清楚热水蒸发量,就得先明白一些基本的概念。
简单来说,热水蒸发量就是在一定的条件下,热水变成水蒸气的量。
那这计算公式是咋来的呢?这可就得提到物理学和热力学的一些知识啦。
一般来说,热水蒸发量的计算会涉及到温度、表面积、风速、气压等多个因素。
常见的计算公式中,有一个比较基础的是基于道尔顿定律的。
这个公式大致是这样:蒸发量 = 扩散系数×(水面饱和水汽压 - 空气中的实际水汽压)×蒸发面积。
咱来一个个说啊。
先说这扩散系数,它就像是个调节的小开关,不同的条件下它的值不太一样。
比如说,在平静的空气里和有风的情况下,扩散系数就有差别。
水面饱和水汽压呢,这跟水的温度密切相关。
水温越高,水面饱和水汽压就越大。
就像咱烧开水的时候,水越热,那水汽往外冒得就越欢实。
空气中的实际水汽压呢,就是周围空气里已经含有的水汽压力。
这个值会受到天气、湿度等因素的影响。
蒸发面积也好理解,就是水和空气接触的那个表面的大小。
比如说,一大盆水和一小杯水,在其他条件相同的情况下,盆里水的蒸发面积大,蒸发量也就相对更大。
不过您可别觉得有了这公式就能轻松算出准确的蒸发量啦。
实际情况中,影响因素可多了去了。
比如说,周围环境的温度变化、空气的流动速度,甚至是容器的形状和材质,都可能会对蒸发量产生影响。
再回到我烧水那事儿。
我就发现,当我把水壶盖子打开得大一些,水汽冒出来的速度好像就快了不少。
这其实就是增大了蒸发面积,让更多的水能够接触到空气,从而加快了蒸发。
而且啊,如果是在干燥的天气里烧水,感觉水蒸发得也会更快一些。
这是因为干燥天气里,空气中的实际水汽压比较低,有利于水变成水蒸气跑出去。
总之呢,热水蒸发量的计算公式虽然能给我们一个大致的参考,但要想真正准确地知道蒸发量,还得综合考虑各种实际的情况。
25摄氏度水的蒸发熵
25摄氏度水的蒸发熵
水是生命之源,也是地球上最重要的资源之一。
而水的蒸发熵
则是描述水从液态到气态转化过程中的熵变。
在25摄氏度下,水的
蒸发熵是一个非常有趣的物理现象,它不仅影响着自然界的循环,
也对我们的生活产生着深远的影响。
在25摄氏度下,水的蒸发熵是一种熵变的过程。
当水受热后,
分子的热运动增加,蒸发熵也随之增加。
这意味着水分子在25摄氏
度下更容易从液态转化为气态。
这种转化不仅发生在自然界的水循
环中,也在我们的日常生活中随处可见。
比如,当我们洗完衣服后
晾晒在太阳下,水分会逐渐蒸发,这就是25摄氏度水的蒸发熵在起
作用。
25摄氏度水的蒸发熵也对自然界的生态平衡产生着重要影响。
水的蒸发过程是地球上水循环的重要环节,它使得水从地表蒸发成
为水蒸气,最终形成云和降水,为植物生长和动物生存提供了水源。
同时,水的蒸发还能够带走地表的热量,调节气候,维持地球的温
度平衡。
除了对自然界的影响,25摄氏度水的蒸发熵也对我们的生活产
生着深远的影响。
在炎热的夏天,水的蒸发使得我们感到清凉,而
在干燥的冬天,水的蒸发则会让我们感到更加干燥。
因此,了解水
的蒸发熵不仅可以帮助我们更好地理解自然界的现象,也可以让我
们更好地利用和保护水资源。
总之,25摄氏度水的蒸发熵是一个非常有趣和重要的物理现象,它不仅影响着自然界的循环,也对我们的生活产生着深远的影响。
通过深入了解和研究水的蒸发熵,我们可以更好地保护和利用水资源,促进人类与自然的和谐共处。
热水制冷原理
热水制冷原理热水制冷是一种利用热水作为制冷剂的制冷技术,它利用热水的热量来驱动制冷循环,从而实现制冷的目的。
热水制冷的原理主要是利用水的相变过程和热力学原理来实现的,下面我们来详细介绍一下热水制冷的原理。
首先,热水制冷的原理涉及到水的相变过程。
在热水制冷系统中,热水首先被加热至一定温度,然后通过蒸发器中的蒸发过程,将热水中的热量转移到制冷剂上。
在这个过程中,热水的温度会下降,同时水蒸气会被制冷剂吸收。
这样,热水就完成了从液态到气态的相变过程,同时也完成了对制冷剂的热量传递。
其次,热水制冷的原理还涉及到热力学原理。
根据热力学原理,热水在蒸发过程中会吸收大量的热量,从而使得蒸发器中的制冷剂温度下降。
这样,制冷剂就可以被用来降低制冷系统的温度,实现制冷的效果。
而热水则会变成冷凝水,重新回到制冷系统中进行循环使用,从而实现了热水制冷系统的闭合循环。
总的来说,热水制冷的原理是利用热水的热量来驱动制冷循环,通过水的相变过程和热力学原理来实现制冷的目的。
相比传统的制冷技术,热水制冷具有能源利用效率高、环保、安全等优点,因此在一些特定的应用场合得到了广泛的应用。
除了以上介绍的原理,热水制冷技术还有一些其他的特点和优势。
首先,热水制冷系统可以利用废热来进行制冷,从而提高能源的利用率。
其次,热水制冷系统可以采用闭式循环,减少对环境的影响,符合可持续发展的要求。
此外,热水制冷系统在运行过程中不会产生有害物质,对环境和人体健康没有危害。
总的来说,热水制冷技术是一种具有广阔应用前景的新型制冷技术,它利用热水的热量来实现制冷,具有能源利用效率高、环保、安全等优点。
随着社会的发展和环保意识的增强,相信热水制冷技术将会在未来得到更广泛的应用。
热力学水的蒸发过程
工程上用的气态工质可以分为两类,即气体和蒸气,两者之间并无严格的界限。
蒸气泛指刚刚脱离液态或比较接近液态的气态物质,在被冷却或被压缩时,很容易变回液态。
一般地说,蒸气分子间的距离较小,分子间的作用力及分子本身的体积不能忽略,因此,蒸气一般不能作为理想气体处理。
工程上常用的蒸气有水蒸气、氨蒸气、氟利昂蒸气等。
由于水蒸气来源丰富,耗资少,无毒无味,比热容大,传热好,有良好的膨胀和载热性能,是热工技术上应用最广泛的一种工质。
各种物质的蒸气虽然各有特点,但其热力性质及物态变化规律都有许多类似之处。
这里仅以水蒸气(简称蒸汽)为例,对它的产生、状态的确定及其基本热力过程进行分析。
1. 蒸气是由液体汽化而产生的。
液体汽化有两种形式:蒸发和沸腾。
蒸发是在液体表面进行的汽化现象。
由于液体分子处于无规则的热运动状态,每个分子的动能大小不等,在液体表面总会有一些动能大的分子克服邻近分子的引力而逸出液面,形成蒸气,这就是蒸发。
蒸发可以在任何温度下进行,但温度愈高,能量较大的分子愈多,蒸发愈强烈。
与蒸发不同,在给定的压力下,沸腾是在某一特定温度下发生、在液体内部和表面同时进行并且伴随着大量汽泡产生的剧烈的汽化现象。
实验证明,液体沸腾时,尽管对其继续加热,但液体的温度保持不变。
无论蒸发还是沸腾,如果液面上方是和大气相连的自由空间,那么一般情况下汽化过程可以一直进行到液体全部变为蒸气为止。
当液体在有限的密闭空间内汽化时,则不仅有分子逸出液体表面而进入蒸气空间,而且也会有分子从蒸气空间落到液体表面,回到液体中。
开始时,单位时间从液面逸出的分子多于返回液面的分子,蒸气空间中的分子数不断增加。
但当蒸气空间中蒸气的密度达到一定程度时,在同一时间内逸出液面的分子就会与回到液面的分子数目相等,气、液两相达到了动态平衡,这种状态称为饱和状态。
饱和状态下的液体和蒸气分别称为饱和液体和饱和蒸气。
饱和蒸气的压力和温度分别称为饱和压力(用p s表示)和饱和温度(用t s表示),二者一一对应,且饱和压力愈高,饱和温度也愈高,例如:对于水蒸气,当p s=0.10325MPa 时,t s=100℃;当p s=1MPa 时,t s=179.916℃。
关于液体蒸发潜热的计算
关于液体蒸发潜热的計算
液体蒸发潜热,也称为蒸发焓,是指液体在蒸发过程中所释放的热量。
通常,液体蒸发潜热是指在常压条件下,液体蒸发所需的焓,单位为焦耳(J)。
计算液体蒸发潜热的方法如下:
计算蒸发焓的值。
可以使用物性表或其他资料获取液体的蒸发焓值,单位为焦耳每克(J/g)。
计算蒸发的质量。
计算蒸发的质量可以使用热力学方程Q=mL,其中Q为蒸发所释放的热量,m为蒸发的质量,L为蒸发焓值。
计算液体蒸发潜热。
将蒸发的质量和蒸发焓值相乘,即可得到液体蒸发潜热的值。
例如,如果想要计算水的蒸发潜热,可以先使用物性表查询水的蒸发焓值为2257 J/g。
然后,计算蒸发的质量为1克,则液体蒸发潜热的值为2257 J。
注意:计算液体蒸发潜热时,需要注意的是,液体的蒸发焓值可能会因温度、压力等因素而变化。
因此,在计算液体蒸发潜热时,应注意使用适当的蒸发焓值。
此外,还应注意单位的转换,确保计算的结果是正确的。
最后,值得注意的是,液体蒸发潜热的计算是基于热力学原理的,它的精确性取决于
所使用的数据的准确性。
因此,在计算液体蒸发潜热时,应使用可靠的数据来确保计算的准确性。
液态水真空蒸发为水蒸气吉布斯自由能
液态水真空蒸发为水蒸气吉布斯自由能以液态水真空蒸发为水蒸气吉布斯自由能为标题水蒸气是一种常见的物质形态,它在自然界中广泛存在。
而液态水在真空条件下蒸发为水蒸气是一个重要的物理现象。
本文将探讨液态水在真空条件下蒸发为水蒸气时的吉布斯自由能变化。
吉布斯自由能是热力学中的一个重要概念,用来描述物质系统的稳定性。
它由热力学第二定律推导出来,可以用来预测物质在不同条件下的相变过程。
吉布斯自由能的计算公式中包含了物质的温度、压力和物质的状态函数等因素。
在液态水真空蒸发的过程中,液态水分子受到外界的作用力,逐渐脱离液体表面,形成水蒸气。
在真空条件下,水分子之间几乎没有相互碰撞,因此蒸发过程主要受到分子间的吸引力和外界的作用力的影响。
水蒸气的吉布斯自由能的计算需要考虑这些因素。
我们需要计算液态水的吉布斯自由能。
液态水的吉布斯自由能由温度和压力决定。
在真空条件下,压力非常低,可以忽略不计。
因此,液态水的吉布斯自由能主要取决于温度。
随着温度的升高,液态水的吉布斯自由能也会增加。
这是因为温度升高会使液态水分子的平均动能增加,分子间的吸引力变弱,从而增加了液态水的吉布斯自由能。
接下来,我们来计算水蒸气的吉布斯自由能。
水蒸气的吉布斯自由能同样由温度和压力决定。
在真空条件下,压力很低,可以近似为零。
因此,水蒸气的吉布斯自由能主要取决于温度。
随着温度的升高,水蒸气的吉布斯自由能会增加。
这是因为温度升高会使水蒸气分子的平均动能增加,分子间的吸引力变弱,从而增加了水蒸气的吉布斯自由能。
在液态水真空蒸发的过程中,液态水的吉布斯自由能逐渐增加,而水蒸气的吉布斯自由能也逐渐增加。
当液态水的吉布斯自由能大于水蒸气的吉布斯自由能时,液态水将蒸发为水蒸气。
因此,液态水真空蒸发的条件是液态水的吉布斯自由能大于水蒸气的吉布斯自由能。
总结一下,液态水在真空条件下蒸发为水蒸气时,液态水的吉布斯自由能会增加,水蒸气的吉布斯自由能也会增加。
液态水真空蒸发的条件是液态水的吉布斯自由能大于水蒸气的吉布斯自由能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
工程上用的气态工质可以分为两类,即气体和蒸气,两者之间并无严格的界限。
蒸气泛指刚刚脱离液态或比较接近液态的气态物质,在被冷却或被压缩时,很容易变回液态。
一般地说,蒸气分子间的距离较小,分子间的作用力及分子本身的体积不能忽略,因此,蒸气一般不能作为理想气体处理。
工程上常用的蒸气有水蒸气、氨蒸气、氟利昂蒸气等。
由于水蒸气来源丰富,耗资少,无毒无味,比热容大,传热好,有良好的膨胀和载热性能,是热工技术上应用最广泛的一种工质。
各种物质的蒸气虽然各有特点,但其热力性质及物态变化规律都有许多类似之处。
这里仅以水蒸气(简称蒸汽)为例,对它的产生、状态的确定及其基本热力过程进行分析。
1. 蒸气是由液体汽化而产生的。
液体汽化有两种形式:蒸发和沸腾。
蒸发是在液体表面进行的汽化现象。
由于液体分子处于无规则的热运动状态,每个分子的动能大小不等,在液体表面总会有一些动能大的分子克服邻近分子的引力而逸出液面,形成蒸气,这就是蒸发。
蒸发可以在任何温度下进行,但温度愈高,能量较大的分子愈多,蒸发愈强烈。
与蒸发不同,在给定的压力下,沸腾是在某一特定温度下发生、在液体内部和表面同时进行并且伴随着大量汽泡产生的剧烈的汽化现象。
实验证明,液体沸腾时,尽管对其继续加热,但液体的温度保持不变。
无论蒸发还是沸腾,如果液面上方是和大气相连的自由空间,那么一般情况下汽化过程可以一直进行到液体全部变为蒸气为止。
当液体在有限的密闭空间内汽化时,则不仅有分子逸出液体表面而进入蒸气空间,而且也会有分子从蒸气空间落到液体表面,回到液体中。
开始时,单位时间从液面逸出的分子多于返回液面的分子,蒸气空间中的分子数不断增加。
但当蒸气空间中蒸气的密度达到一定程度时,在同一时间内逸出液面的分子就会与回到液面的分子数目相等,气、液两相达到了动态平衡,这种状态称为饱和状态。
饱和状态下的液体和蒸气分别称为饱和液体和饱和蒸气。
饱和蒸气的压力和温度分别称为饱和压力(用p s表示)和饱和温度(用t s表示),二者一一对应,且饱和压力愈高,饱和温度也愈高,例如:对于水蒸气,当p s=0.10325MPa 时,t s=100℃;当p s=1MPa 时,t s=179.916℃。
工程上应用的水蒸气,通常是在锅炉内对水定压加热产生的。
下面用图5-1说明水蒸气的产生过程:假设一筒状容器中盛有1 千克0℃的水,在水面上有一个可以移动的活塞,施加一定的压力,在容器底部对水加热。
水蒸气的产生过程一般可以分为以下三个阶段:(1) 水定压预热假设容器中水的初始状态的压力为p、温度为0℃,如图5-1a所示。
这时水温低于压力p对应的饱和温度t s,所以称为未饱和水。
随着热量的加入,水的温度逐渐升高,比体积也略有增加。
当水的主体温度(即远离加热面的水温)升高到压力p所对应的饱和温度t s时,水达到饱和状态,成为饱和水,如图5-1b 所示。
饱和水的参数用相应参数符号上方加一撇表示,如v'、h'和s' 分别表示饱和水的比体积、比焓和比熵。
从图a到图b的过程为定压预热过程。
(2) 饱和水定压汽化对饱和水继续加热,水开始汽化(沸腾),不断地变为蒸汽,水温保持饱和温度不变。
这时容器内汽、液两相共存,统称为湿饱和蒸汽,简称湿蒸汽。
湿蒸汽的温度和压力是两个互相依赖的参数,只给出温度和压力并不能确定湿蒸汽的状态。
由于湿蒸汽是由压力,温度相同的干饱和蒸汽和饱和水按不同的质量比例所组成,所以要具体地确定湿蒸汽所处的状态,除了说明它的压力或温度外,还必须指出干饱和蒸汽和饱和水的质量比例。
每千克湿蒸汽中所含有的干饱和蒸汽的质量,称为湿蒸汽的干度,用x表示,即(5-1) 式中,和分别表示湿蒸汽中所含干饱和蒸汽和饱和水的质量。
当对湿蒸汽继续加热直到最后一滴水变为蒸汽时,容器中的蒸汽称为干饱和蒸汽,简称干蒸汽,如图5-1d所示。
干蒸汽的比体积、焓和熵分别用 v"、h"和s"表示。
从图b到图d为水的定压汽化过程,整个汽化过程吸收的热量称为汽化潜热,以r表示,单位为J/kg。
(3) 干蒸汽定压过热对干饱和蒸汽继续加热,蒸汽的温度又开始上升,超过了该压力所对应的饱和温度,其比体积也继续增加,这时的蒸汽称为过热蒸汽,如图5-1e所示。
从图d 到图e为蒸气的定压过热过程,这一过程吸收的热量称为过热热量。
过热蒸汽的温度与同压力下的饱和温度之差称为过热度。
综上所述,水蒸气的定压形成过程经历了预热、汽化和过热三个阶段,并先后经历未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽五种状态。
水蒸气的定压形成过程可以在p-v图与T-s图上表示,如图5-2所示。
在p-v图上,它是一条水平线,a-b、b-d、d-e 分别为定压预热、定压汽化、定压过热过程。
a、b、c、d、e分别表示与图5-1对应的五种状态。
在T-s图上,水蒸气的定压形成过程线abcde分为三段:a-b为定压预热过程,过程中温度升高,熵增大,过程线向右上方倾斜;b-d为定压汽化过程,压力和温度保持不变,熵增大,在T-s 图上为一水平线;d-e为定压过热过程,温度开始升高,熵继续增加,过程线向右上方倾斜。
工质所吸收的总热量由T-s图上abcde过程线下投影面积表示。
如果将不同压力下蒸汽的形成过程表示在p-v图与T-s 图上,并将不同压力下对应的状态点连接起来,就得到了图5-3中的a1a2a3…线,b1b2b3…线以及d1d2d3…线,它们分别表示各种压力下的0℃的水、饱和水以及干饱和蒸汽状态。
a1a2a3…线近乎一条垂直线,这是因为低温时的水几乎不可压缩,压力升高,比体积基本不变。
b1b2b3…线称为饱和水线或下界线,它表示的是不同压力下饱和水的状态。
d1d2d3…线称为干饱和蒸汽线或上界线,它表示的是不同压力下干饱和蒸汽的状态。
由图5-3可以清楚地看到,随着压力的增加,饱和水与干饱和蒸汽状态点间的距离逐渐缩短。
当压力增加到某一临界值时,饱和水与干饱和蒸汽不仅具有相同的压力和比体积,而且还具有相同的温度和熵,这时的饱和水与干饱和蒸汽之间的差异已完全消失,在图中由同一点C表示,这个点称为临界点,这样一种特殊的状态称为临界状态。
临界状态的各热力参数都加下角标"cr",如水的临界参数为:P cr=22.064 MPa 、t cr=373.99℃、νcr=0.003106/kg、h cr=2085.9 kJ/kg 、s cr=4.4092 kJ/(kg﹒k)。
水在临界压力p cr下定压加热到临界温度t cr时,不存在汽液分界线和汽液共存的汽化过程,再加热就直接成为过热蒸汽。
饱和水线CA与饱和蒸汽线CB 分别将p-v图和T-s图分为三个区域: CA的左方是未饱和水区域;CA线与CB线之间为汽液两相共存的湿蒸汽区域;CB线以右为过热蒸汽区域。
综上所述,在表示水的汽化过程的p-v图与T-s图上,有1点(临界点)、2线(上、下界线)、3区(液相区,汽液两相区,汽相区)和5态(未饱和水、饱和水、湿蒸汽、干蒸汽、过热蒸汽)。
1. 水蒸气的性质与理想气体差别很大,其p、v、T的关系不满足理想气体状态方程式,水蒸气的热力学能和焓也不是温度的单值函数,数学表达式的形式很复杂。
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比体积、焓、熵等各种状态参数列成表或绘成线算图,利用它们可以很容易地确定水蒸气的状态参数。
1.水与水蒸气表有两种表,一种是饱和水与饱和蒸气表,另一种是未饱和水与过热蒸气表。
为了使用方便,饱和水与饱和蒸气表又分为以温度为序和以压力为序的两种,如附录表5和表6所示。
遵循国际规定,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。
在三相点,液相水的状态参数分别为p=611.7 Pa,v=0.00100021/kg、T=273.15K。
u=0kJ/kg,s=0kJ/(kg·K)。
根据焓的定义,在三相点,液相水的焓值为h=u+pv=0+611.7×0.00100021=0.00061kJ/kg ≈0 kJ/kg在以温度为序的饱和水与饱和水蒸气表中,列出了不同温度对应的饱和压力p s;而在以压力为序的表中则列出了与不同压力对应的饱和温度t s。
两种表都列出了饱和水与干饱和蒸汽的比体积、焓和熵,同时还列出了每千克饱和水蒸发为同温度下的干蒸汽所需要的汽化潜热r,显然r=h"-h'。
由于湿蒸汽是由压力、温度相同的饱和水与干蒸汽所组成的混合物,要确定其状态,除知道它的压力(或温度)外,还必须知道它的干度x。
因为1kg湿蒸汽是由x kg干蒸汽和(1-x)kg饱和水混合而成的,因此,1kg湿蒸汽的各有关参数就等于xkg干蒸汽的相应参数与(1-x)kg饱和水的相应参数之和,即比热力学能u之值一般不列入表中,需要时可由u=h-pv计算。
计算时应注意单位的统一,表中h的单位是kJ/kg,因此计算时p的单位要用kPa。
附录表7是未饱和水和过热蒸汽表。
表中粗黑线以上为未饱和水的参数,粗黑线以下为过热蒸汽的参数。
对于未饱和水和过热蒸汽,已知任何两个状态参数都可以由附录表7确定出其它状态参数,以上三张表中没有列出的状态,可以通过直线内插法求得。
2. 水蒸气的焓熵图利用蒸汽表确定蒸汽的状态虽然准确度高,但往往需要内插。
此外,从水蒸气表上并不能直接查得湿蒸汽的参数,如果根据表中的数据制成状态图,则将克服以上不足。
尤其对水蒸气的热力过程进行分析计算时,图比表更直观方便。
工程上分析水蒸气的热力过程时,最常用的是水蒸气的焓熵图(h-s图)。
其结构如图5-4所示。
图中C为临界点,CA为x=0的下界线(即饱和水线),CB为x=1的上界线(即干饱和蒸汽线)。
ACB线的下面为湿蒸汽区,曲线CB的右上方为过热蒸汽区。
在湿蒸汽区内标有定压线(即定温线)和定干度线。
湿蒸汽区的定压线是倾斜的直线。
根据热力学第一定律,,对于可逆过程,,于是可得定压线的斜率由于湿蒸汽的压力与温度是互相依赖的,所以湿蒸汽区的定压线也就是定温线。
但在过热蒸汽区,从干饱和蒸汽线开始,定压线不再是直线,定压线的斜率随温度升高而增大,所以过热蒸汽区的定压线是向右上方弯曲的曲线。
定温线与定压线在上界线处开始分离,并且随温度的升高及压力的降低定温线逐渐接近水平的定焓线。
这表明此时水蒸气的性质接近于理想气体。
在工程计算用的详图中还标有定容线,一般用红线标出,其斜率大于定压线。
在焓熵图中,水及x<0.6的湿蒸汽区域里的曲线很密集,查图所得数据误差很大,因此当需要水或干度比较小的湿蒸汽的参数时,查水与水蒸气表较为准确。
由于工程上使用的多是过热蒸汽或x>0.7的湿蒸汽,所以实用的焓熵图只限于图5-4中右上方用虚线框出的部分,工程上用的h-s 图就是将这部分放大后绘制而成的。