水的定压汽化过程与水蒸气的热力过程
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查表得：h’=640.1kJ/kg，h”=2748.5kJ/kg s’=1.8604kJ/(kgK)，s”=6.8215kJ/(kgK)
路漫漫其悠远
第四节 水蒸气的h-s图
我们用过 p-v 图、T-s 图,这在热力 过程的分析中常用，一个叫示功图，一 个叫示热图.但功和热都是一块面积，不 直接，而用h-s 图可用线段来表示功和 热.
路漫漫其悠远
三个阶段： 1）定压预热阶段a-b：未饱和水变为饱和水。比液体热：
2）定压汽化阶段b-c-d：饱和水变为干饱和蒸汽，既是定压又是 定温的相变加热过程。比汽化潜热：
3）定压过热阶段d-e：饱和蒸汽变成过热蒸汽，比过热热：
p
T
ab
cd e
e
va v’vx v” v
路漫漫其悠远
v
Ts
b
cd
aLeabharlann Baidu
v’,v”
v >v” 过热蒸汽
2、根据状态查相应的图或表，湿蒸汽查饱和水 与饱和蒸汽表，再利用干度公式求出。
3、热力学能利用公式u=h-pv求得。
路漫漫其悠远
例6-2: P=0.5Mpa，v=0.36m3/kg，确定状态，
并求出温度、比焓、比热力学能和比熵。（P77)
解据：P=0.5Mpa，查饱和水与饱和蒸汽表 ts=151.85C，v’=0.0010928m3/kg， v”湿=蒸0汽.37481m3/kg
水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得。
路漫漫其悠远
我们学习的目的，是在了解水蒸气发生 的物理过程的基础上，应用水和水蒸汽热力 性质、图表进行水蒸气性质和热力过程的计 算，关于这些图表如何制作的过程及研究方 法，我们不去管它，只要会用即可。
路漫漫其悠远
第二节 水的定压汽化过程和
水蒸气的p-v图及T-s图
路漫漫其悠远
水蒸气的状态方程，比热关系式及u、h 、s 的分析式可以从实验和理论结合的方法
得到，一些经验的公式相当复杂，用于一般 工程计算不方便，为了计算方便将水蒸气性 质的复杂公式，用计算机计算出水蒸气的热 力性质，经实验验证后，编成图、表直接查 用，简单、方便、精确。
路漫漫其悠远
实际气体的热力学能和焓不仅是温度的函数， 且与体积有关，所以比热容也是温度和体积的函数。
ps=1.01325bar 青藏 ps=0.6bar 高压锅 ps=1.6bar
路漫漫其悠远
ps
ts=100 ℃ ts=85.95 ℃ ts=113.32 ℃
二、水的定压汽化过程
容器中装有1kg水
，
0℃
100℃
100℃
100℃
>100℃
p a bc d e
T e
bc d a
v
s
路漫漫其悠远
p
T
ab
cd e
e
va v’ vx v” v
五个状态：
v
Ts
b
cd
a
s0
s’
sx s” s
s
（1）a：未饱和水（过冷水），t < ts 过冷度t = ts- t ,
p、T 是独立的状态参数，单相均匀系= f ( p， T )。 （2）b：饱和水，t = ts ， p、T 不再是独立的状态参数
处于平衡态单相均匀系= f ( p或 T )。v’，u’，h’，s’ （3）d：干饱和蒸汽，t = ts ， p、T 不再是独立的状态参数 路漫漫其悠远 处于平衡态单相均匀系= f ( p或T )。v”，u”，h”，s”
p
T
ab
cd e
e
va v’vx v” v
v
Ts
b
cd
a
s0
s’
sx s” s
s
（4）c：湿蒸汽 饱和水和饱和蒸汽的混合物 t = ts ， p、T 不是独立 的状态参数。 处于平衡态双相非均匀系= f ( p或T，x )。
干度x：1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。
（5）e：过热蒸汽，t > ts , 过热度t = t- ts , p、T 是独立的状态参数，单相均匀系= f ( p , T )。
水的定压汽化过程与水 蒸气的热力过程
路漫漫其悠远 2020/4/2
从工程中使用的参数范围来看，水蒸气 离液态水不远，工作过程有集态变化。且水 蒸气分子间不仅存在作用力，分子占有容积 ，而且水蒸汽是由一个分子、二个、三个、 四个分子机械结合成复合体的混合物，而且 随着参数的变化，结合与分裂现象不断发生 ，因此水蒸气的性质不同于一般的气体，更 不同于理想气体。
v”，h”，s”
x 二、未饱和水与过热水蒸气表
t，p v， h， s
路漫漫其悠远
u=h-pv
二、未饱和水及过热蒸汽表
路漫漫其悠远
饱和水及干饱和蒸汽表
路漫漫其悠远
三、计算步骤
1、确定状态 t <ts 未饱和水
已知（p，t）
t >ts 过热蒸汽
ts
v <v’ 未饱和水
已知（p，v） v’<v <v” 湿蒸汽 x Sx，hx
h-s图由上界线、下界线及定压线 群，定温线群，定容线群、定干度线群 组成。
4、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。
路漫漫其悠远
路漫漫其悠远 2020/4/2
第三节 水蒸气表
饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表
一、饱和水与饱和水蒸气表
1. 按温度排列，附表2
tps, v’，h’，s’， v”，h”，s”
2. 按压力排列，附表3
pts, v’，h’，s’， v”，h”，s” 湿蒸汽： v’，h’，s’
汽化和液化 蒸发
汽化 沸腾
路漫漫其悠远
汽化和液化 (vaporization and liquefaction)
❖ 汽化：由液态到气态 的过程。
蒸发：在液体表面进行 的汽化过程。 沸腾：在液体表面及内 部进行的强烈汽化过程 。
❖ 液化：由气相到液相 的过程。
路漫漫其悠远
一、饱和温度和饱和压力
饱和状态(Saturated state)
s0
s’
sx s” s
s
三、水蒸气的p-v图和T-s图
未饱和水区 未饱和水区
p
C
T
C
过热蒸汽区
过热蒸汽区
x=0
x=1
湿蒸汽区
0
湿蒸汽区
x=0
x=1
0
v
s
1、一点二线三区五态。
2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化 潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。
3、 饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比 体积则随压力的升高明显的减小。
当汽化速度=液化速度时，系统处于动 态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相 对数量—饱和状态。
相应的温度和压力称为饱 和温度（ts）和饱和压力(PS)，
两者一一对应。 ts =f(Ps)，只有
一个独立变量。
饱和蒸汽 饱和水
路漫漫其悠远
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
饱和温度Ts 饱和压力ps
一一对应
Ts
路漫漫其悠远
第四节 水蒸气的h-s图
我们用过 p-v 图、T-s 图,这在热力 过程的分析中常用，一个叫示功图，一 个叫示热图.但功和热都是一块面积，不 直接，而用h-s 图可用线段来表示功和 热.
路漫漫其悠远
三个阶段： 1）定压预热阶段a-b：未饱和水变为饱和水。比液体热：
2）定压汽化阶段b-c-d：饱和水变为干饱和蒸汽，既是定压又是 定温的相变加热过程。比汽化潜热：
3）定压过热阶段d-e：饱和蒸汽变成过热蒸汽，比过热热：
p
T
ab
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v
Ts
b
cd
aLeabharlann Baidu
v’,v”
v >v” 过热蒸汽
2、根据状态查相应的图或表，湿蒸汽查饱和水 与饱和蒸汽表，再利用干度公式求出。
3、热力学能利用公式u=h-pv求得。
路漫漫其悠远
例6-2: P=0.5Mpa，v=0.36m3/kg，确定状态，
并求出温度、比焓、比热力学能和比熵。（P77)
解据：P=0.5Mpa，查饱和水与饱和蒸汽表 ts=151.85C，v’=0.0010928m3/kg， v”湿=蒸0汽.37481m3/kg
水蒸汽的热力学能、焓和熵通过查图和表求得。
路漫漫其悠远
我们学习的目的，是在了解水蒸气发生 的物理过程的基础上，应用水和水蒸汽热力 性质、图表进行水蒸气性质和热力过程的计 算，关于这些图表如何制作的过程及研究方 法，我们不去管它，只要会用即可。
路漫漫其悠远
第二节 水的定压汽化过程和
水蒸气的p-v图及T-s图
路漫漫其悠远
水蒸气的状态方程，比热关系式及u、h 、s 的分析式可以从实验和理论结合的方法
得到，一些经验的公式相当复杂，用于一般 工程计算不方便，为了计算方便将水蒸气性 质的复杂公式，用计算机计算出水蒸气的热 力性质，经实验验证后，编成图、表直接查 用，简单、方便、精确。
路漫漫其悠远
实际气体的热力学能和焓不仅是温度的函数， 且与体积有关，所以比热容也是温度和体积的函数。
ps=1.01325bar 青藏 ps=0.6bar 高压锅 ps=1.6bar
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ps
ts=100 ℃ ts=85.95 ℃ ts=113.32 ℃
二、水的定压汽化过程
容器中装有1kg水
，
0℃
100℃
100℃
100℃
>100℃
p a bc d e
T e
bc d a
v
s
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p
T
ab
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e
va v’ vx v” v
五个状态：
v
Ts
b
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a
s0
s’
sx s” s
s
（1）a：未饱和水（过冷水），t < ts 过冷度t = ts- t ,
p、T 是独立的状态参数，单相均匀系= f ( p， T )。 （2）b：饱和水，t = ts ， p、T 不再是独立的状态参数
处于平衡态单相均匀系= f ( p或 T )。v’，u’，h’，s’ （3）d：干饱和蒸汽，t = ts ， p、T 不再是独立的状态参数 路漫漫其悠远 处于平衡态单相均匀系= f ( p或T )。v”，u”，h”，s”
p
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（4）c：湿蒸汽 饱和水和饱和蒸汽的混合物 t = ts ， p、T 不是独立 的状态参数。 处于平衡态双相非均匀系= f ( p或T，x )。
干度x：1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。
（5）e：过热蒸汽，t > ts , 过热度t = t- ts , p、T 是独立的状态参数，单相均匀系= f ( p , T )。
水的定压汽化过程与水 蒸气的热力过程
路漫漫其悠远 2020/4/2
从工程中使用的参数范围来看，水蒸气 离液态水不远，工作过程有集态变化。且水 蒸气分子间不仅存在作用力，分子占有容积 ，而且水蒸汽是由一个分子、二个、三个、 四个分子机械结合成复合体的混合物，而且 随着参数的变化，结合与分裂现象不断发生 ，因此水蒸气的性质不同于一般的气体，更 不同于理想气体。
v”，h”，s”
x 二、未饱和水与过热水蒸气表
t，p v， h， s
路漫漫其悠远
u=h-pv
二、未饱和水及过热蒸汽表
路漫漫其悠远
饱和水及干饱和蒸汽表
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三、计算步骤
1、确定状态 t <ts 未饱和水
已知（p，t）
t >ts 过热蒸汽
ts
v <v’ 未饱和水
已知（p，v） v’<v <v” 湿蒸汽 x Sx，hx
h-s图由上界线、下界线及定压线 群，定温线群，定容线群、定干度线群 组成。
4、临界点上的比汽化潜热为零，即汽化在一瞬间完成。
路漫漫其悠远
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第三节 水蒸气表
饱和水与饱和水蒸气表、未饱和水与过热蒸汽表
一、饱和水与饱和水蒸气表
1. 按温度排列，附表2
tps, v’，h’，s’， v”，h”，s”
2. 按压力排列，附表3
pts, v’，h’，s’， v”，h”，s” 湿蒸汽： v’，h’，s’
汽化和液化 蒸发
汽化 沸腾
路漫漫其悠远
汽化和液化 (vaporization and liquefaction)
❖ 汽化：由液态到气态 的过程。
蒸发：在液体表面进行 的汽化过程。 沸腾：在液体表面及内 部进行的强烈汽化过程 。
❖ 液化：由气相到液相 的过程。
路漫漫其悠远
一、饱和温度和饱和压力
饱和状态(Saturated state)
s0
s’
sx s” s
s
三、水蒸气的p-v图和T-s图
未饱和水区 未饱和水区
p
C
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过热蒸汽区
过热蒸汽区
x=0
x=1
湿蒸汽区
0
湿蒸汽区
x=0
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v
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1、一点二线三区五态。
2、当压力升高时，饱和温度随之升高，汽化过程缩短，比汽化 潜热减少，预热过程变长，比液体热增加。
3、 饱和水的比体积随压力的升高略有增加，而饱和蒸汽的比 体积则随压力的升高明显的减小。
当汽化速度=液化速度时，系统处于动 态平衡，宏观上气、液两相保持一定的相 对数量—饱和状态。
相应的温度和压力称为饱 和温度（ts）和饱和压力(PS)，
两者一一对应。 ts =f(Ps)，只有
一个独立变量。
饱和蒸汽 饱和水
路漫漫其悠远
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
饱和温度Ts 饱和压力ps
一一对应
Ts