5-5 焓熵图
电子焓熵图中符号及单位
电子焓熵图中符号及单位整理路学军计算时减去熵值压力:符号P. 单位MPa. 温度:符号t. 单位℃过热蒸汽区比容符号υ 单位m3/kg 焓（比焓）符号h单位kj/kg. 比熵符号S. 单位kj/kg.K饱和状态（蒸汽,水）压力符号Ps 单位MPa饱和温度（饱和水=饱和蒸汽）符号t s单位℃比容υ1饱和水单位m3/kg比容υ11饱和蒸汽单位m3/kg比焓符号h1饱和水单位kj/kg比焓符号h11饱和蒸汽单位kj/kg汽化潜热符号г 单位kj/kg饱和水的比熵S1单位kj/kg.k饱和蒸汽的比熵S11单位kj/kg.k注：过冷水（未饱和水）的焓熵在过热蒸汽区《发电厂热力设备》中的纸质焓熵图流动速度V换算成为焓差V单位为m/S △h单位为j/kg时用式V=√2△h如取值计算中V单位为m/S，△h单位为kj/kg，侧V=44.72√△h等压热Qp及热焓H(推导过程）《物理、化学》54页Qp=△H=△U+p△υ=(U2+p2υ2)(U1+p1υ1)H=m Cp T 其中Cp为等压比热单位kj/kg.KH≡U+pυH为技术功U为内能（物质温度的热能）pυ为膨胀功（工质的流动能，产生位移，具有压力势能）膨胀功产生位移的推动功能量传递做功→△w=p △υ(比容）传热→△q=T △S（比熵）dq R（功）=T ds(熵）绝热过程本式都为零熵是体系混乱程度的量度。
没有熵就没有热功的传递和转换H=ST(绝热熵）+F(功函）+pυ(膨胀功）H=ST(绝热熵）+G(自由能）功函的定义F≡U－TS(热温熵）自由能的定义G=U+pυ－TS(热温熵）功函、自由能具有方向和限度（矢量）功函是电子要脱离原子，必须从费米能级跃进到真空静止电子（自由电子）能级这一跃进所需要的能量，叫功函。
这一定义和电子的逸出功一样，只是从不同的角度讲的而已。
焓= +㶲（自己认为）。
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℃。
第五章 热力循环——热力学第二定律
两个热源之间 b. 传热温差△ T↓ ↓，即不可逆程度越小， TH H ，熵增 的传热 L
Q1 T T 0 导致传热过程缓慢。增加传热面积，设备费用 ↑。 H L
5.2 熵
1. 闭系热力学第二定律 △Ssys+△Ssur≥0 微分形式 dSsys+dSsur≥0 dSsur=dS热源+dS功源
过程的不可逆程度越大，熵产生量也越大；熵产生永远 不会小于零。
ΔSg<0，不可能过程
5.2 熵
2. 熵平衡式
Q ) 熵流 S f ( T
物流入
敞开体系
S g
S A
in
物流出
m s
i i i
m s
j j j out
W
敞开系统熵平衡示意图 熵平衡的一般关系式： 熵流+熵入+熵产-熵出=熵积累
Ssys 0
高温热源
由热力学第二定律： 可逆过程： (Ssys Ssur ) 0
Ssur S高温源 S低温源 S功源 0 则：
QH
热机
WS ( R)
功 源
QL QH QL S高温源 S低温源 可逆： a. 孤立体系，发生可逆过程，△ St=0，可以获得最大功 TH TL 低温热源 Q Q TL Ws(R) ，但热并不
2 透 WS ,Tur 平 3
WS , Pump
T
TH
TL
1
QH 锅
炉
2
冷凝器
QL
4 6
3 5 S
1
水泵
4
图1 卡诺循环各步骤的能量平衡和熵平衡式 简单的蒸汽动力装置 图2 T—S图上的卡诺循环
焓湿图详解
表示空气处理过程的线 ，例如加热、冷却、加 湿、减湿等。
表示不同设备的能效状 态的点，用于分析和优 化设备的能耗。
02
焓湿图的应用
工业应用
工业生产过程
焓湿图在工业生产过程中发挥着重要作用，可用于指导工艺 过程设计、能量利用和节能减排。
工业产品检测
在工业产品的检测中，焓湿图可以帮助检测人员了解产品的 工作状态和能量利用情况，优化产品设计。
建筑领域应用
建筑热工设计
焓湿图是建筑热工设计的重要工具，可以帮助设计师合理确定围护结构、保 温材料和通风换气等参数。
建筑节能评估
焓湿图可以用于评估建筑物的节能性能，通过模拟建筑物能耗情况，为节能 改造和绿色建筑提供依据。
能源利用领域
能源利用方案优化
焓湿图可以模拟不同能源利用方案下的湿度和温度变化，从而优化能源利用方案 。
人居环境
焓湿图可以帮助设计更舒适、健康的居住环境，提高人 居生活质量。
工业过程
在工业过程中，焓湿图可以帮助优化工艺流程，提高生 产效率和产品质量。
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焓湿图计算注意事项
对于不同的大气压力和不同的空气组成成分， 焓湿图计算公式需要进行相应的修正。
在使用焓湿图时需要注意单位的一致性，不同 的单位（如摄氏度、华氏度；克/千克、磅/磅 等）会导致计算出现错误。
在计算过程中需要注意单位的换算，特别是对 于非标准状态下的空气（如高海拔地区），需 要进行压力和温度的换算。
可再生能源利用
焓湿图可以指导可再生能源的利用，例如太阳能、地热能和风能等，提高能源利 用效率。
03
焓湿图的解析
空气状态分析
空气状态的表示
焓湿图上通常以点来表示空气的状态，这些点在图上的位置取决 于空气的温度、相对湿度和压力。
焓熵图的应用
注：接下来的例子中所使用的温度和能量的数值是来自蒸汽表中。
Example 2.3.6 Perfect isentropic expansion resulting in work 例2.3.6 工作中完美的等熵膨胀
在初始状态，熵大约是6.25 kJ／kg°C。如果这条线是垂直向下直到到达0.04Bar的，蒸汽的最终 状态能够被评估。在这一点上比焓为1 890 kJ／kg，和干度为0.72（见图2.3.9）。
The final condition can also be determined by using the superheated steam tables. 最后的状态还可以通过使用过热蒸汽表确定。
region. At any point above the saturation curve the steam is superheated, and at any point below the saturation curve the steam is wet. The saturation curve itself represents the condition of dry saturated steam at various pressures. 通过图中心的蒸汽饱和曲线把它分成过热蒸汽区域和一个湿蒸汽区域。在饱和曲线上任何一点的蒸汽都是过热的，在饱和曲 线下的任何一点的蒸汽都是湿的。饱和曲线自身代表在不同压力下的干饱和蒸汽状态。 Constant pressure lines in both regions. 两个区域中的恒定的压力线 Constant temperature lines in the superheat region. 过热区恒温线 Constant dryness fraction (Χ) lines in the wet region. 湿区中的恒定的干度（Χ）线。
压焓图解读
压焓图解读在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。
该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1、临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点。
在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。
K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2、三个状态区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka和Kb之间——湿蒸气区，即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
3、六组等参数线制冷剂的压-焓（LgP-E）图中共有八种线条：等压线P(LgP)，等焓线（Enthalpy），饱和液体线（Saturated Liquid），等熵线（Entropy），等容线（Volume），干饱和蒸汽线(Saturated Vapor)，等干度线(Quality)，等温线（Temperature) （1）等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。
（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。
（3）等温线：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。
第3章焓、熵、热容与温度、压力的关系
C T2 p dT T T1
p2 V dp p1 T p
理想气体熵的计算
S p
C T2 p dT
T T1
C ig pg
A
BT
CT 2
DT 3
ET 4
S
ig p
C ig
T2 p
dT
T1 T
ST
p2 V dp p1 T p
pV RT V RT V R p T p p
以过程的焓变、熵变为例，说明通过p –V –T及 热容，计算过程热力学性质变化的方法。
热力学性质图、表也非常有意义，本章还要介 绍几种常用热力学性质图、表的制作原理及应 用。
3.1 化工计算中的焓和熵
H
pV
U
pV
A
TS
G
TS
3.2 热力学性质间的关系
封闭系统热力学第一定律：
dU Q W
dB(1) dT
HR RT
pr
B(0)
Tr
dB(0)
dTr
B(1) Tr
dB(1)
dTr
B0 , B1 , dB0 , dB1 均 dTr dTr
是 对 比 温 度Tr的 函 数
H R f Tr , pr ,
普遍化三参数压缩因子法：
剩余性质的计算公式表示成压缩因子的函数为：
H R RT 2
利用立方型状态方程计算剩余性质需要先使用温度 和压力计算流体的体积V（或者压缩因子Z）,具体 计算方法见pVT的计算。
普遍化维里系数法
H
R
p
B
T
dB dT T
利用普遍化关联式计算焓变
HR RT
p R
B T
dB dT T
第五章气体的热力性质
第五章气体的热力性质5．1 理想气体性质 (1)5．1．1 理想气体状态方程 (2)5．1．2 理想气体热系数 (3)5．1．3 理想气体热力学能和焓的特性 (4)5．1．4 理想气体熵方程 (4)5．2 理想气体比热容及参数计算 (5)5．2．1 比热容的单位及其换算 (5)5．2．2 理想气体比热容与温度的关系 (5)5．2．3 平均比热容 (6)5．2．4 理想气体性质特点 (11)5．3 实际气体状态方程 (11)5．3．1 范德瓦尔斯状态方程 (12)5．3．2 其它状态方程 (14)5．3．3 维里(Virial) 状态方程 (16)5．3．4 对比态状态方程 (17)5.4 实际气体比热容及焓、熵函数 (20)5．4．1 实际气体状态函数的推导方法 (20)5．4．2 计算气体热力性质的三种方法 (22)思考题及答案 (22)5．1 理想气体性质工质在通常的参数范围内可呈现为气、液、固三种聚集状态，或称三种相。
这里所谓的气体是指在其工作的参数范围内总是呈现为气态的工质。
例如空气、气体燃料、燃气(燃料燃烧生成的气体)，以及组成它们的单元气体氮、氢、氧、二氧化碳等等。
本节主要讲述理想气体性质。
理想气体性质是指当压力减小到趋于零时，气体热力性质趋近的极限情况。
这时，表达气体热力性质的各状态函数有最简单的形式。
在压力很低时，气体的比体积大而内部分子自身占有的体积相对极小；分子间的平均距离大，使分子间的相互作用力很小，以致可以忽略分子自身占有的体积和分子间的相互作用力对气体宏观热力性质的影响。
因此，常将分子自身不占有体积和分子之间无相互作用力作为理想气体的微观模型。
这也是理想气体性质有简单表达形式的内在原因。
尽管理想气体性质不能很精确地表达气体，特别是较高压力下气体的热力性质，但它在工程中还是具有很重要的实用价值和理论意义。
这是因为：第一，在通常的工作参数范围内，按理想气体性质来计算气体工质的热力性质具有足够的精确度，其误差在工程上往往是允许的。
压焓图解读原创
压焓图解读原创压焓图(p,h)一、压焓图的用途相变制冷是利用制冷剂的状态变化实现的，制冷剂在不同的状态时具有不同的特性，为方便科学研究以及工程计算，将工质的状态参数绘制在一张曲线图上，p,h图是比较常用的一种。
二、压焓图介绍名词解释:焓的定义:把制冷剂的内能与制冷剂流动过程中所传递能量之和定义为制冷剂的焓。
表达式:h,u，pvh:表示1kg制冷剂的焓(比焓);u:表示1kg制冷剂的内能;pv:表示1kg制冷剂流动过程中传递的能量。
(p-压力，v-比体积)。
从焓的表达式中可以看出u代表1kg工质的内能，是储存于工质的内部的能量,pv 是1kg工质移动时传递的能量。
也就是说，当1kg工质通过一定的界面流入系统时储存在其内部的内能随工质进入系统，同时还把从外部功源获得能量带进系统，因此，系统中因为引进1kg工质所获得的总能量是内能与传递的能量之和。
熵的定义:表示工质温度变化时，热量传递的程度，用S表示，单位kJ/kg•K。
表达式:dQ/dT (dQ-表示热量的变化，dT表示温度的变化)。
目前熵这个参数在空调系统热力计算或参数确定时用的很少。
干度x:表示系统中制冷剂蒸汽与液体的变化关系(数值范围0~1)。
当干度x=1时，说明制冷剂均以饱和蒸汽的形式存在，当干度x=0时，说明制冷剂均以液态形式存在。
干度在0与1之间变化，表示制冷剂蒸汽与液体的变化过程。
等压线:在压焓图上即为水平线。
等焓线:在压焓图上即为垂直线。
等温线:在两相区为水平线，在过冷液体区为略向左上方延伸的上凹曲线，接近于垂直，在过热蒸汽区等温线是向右下方延伸的下凹曲线。
等比容线:在过热蒸汽区为向右上方延伸的下凹曲线。
等比熵线:在过热蒸汽区为向右上方延伸的下凹曲线，斜率大于等比容线。
过热蒸汽区:等干度线x=1的右侧区域为过热蒸汽区(不存在液态制冷剂)。
过冷液体区:等干度线x=0左侧区域为过冷液体区(不存在液态制冷剂)。
两相区:在等干度线x=0与x=1之间的区域为两相区，在两相区内制冷剂液体与制冷剂蒸汽共存。
压焓图
R
R
1
k
2
3
k
R
k
o
2
1
o
R
o
o
o
o
o
c
（不考虑传热温差） 不考虑传热温差）
η=
εo = 84% εc
k
o
讨论： 讨论：制冷理论循环中
q o + w o = q k = 1080 + 170 = 1250
Q o + N o = Q k = 20 + 3 = 23
符合能量守恒的基本原则 符合能量守恒的基本原则 能量守恒
五、理论制冷循环的热力计算
• 单位质量制冷量 0：1kg制冷剂在蒸发器内从被冷却物 单位质量制冷量q 制冷剂在蒸发器内从被冷却物
体吸收的热量 。
q0＝h1－h4 • 单位体积制冷量 v ：压缩机每吸入 3制冷剂蒸气（按 单位体积制冷量q 压缩机每吸入1m 制冷剂蒸气（
吸气状态计） 吸气状态计），在蒸发器中所产生的制冷量 。 qv＝q0 / v1＝（h1－h4）/v1
R717压焓图 压焓图
R22压焓图 压焓图
R134a压焓图 压焓图
R717饱和液体及饱和蒸气热力性质表 饱和液体及饱和蒸气热力性质表
三、理论制冷循环的压焓图
p 压焓图的作用： 压焓图的作用：
pk p0 3 2
• 确定状态参数 • 表示热力过程 • 分析能量变化
4
1
0
h3=h4
h1
h2 h
蒸气压缩制冷理论循环p h图
• 制冷剂质量流量 R： MR=Qo / q0 制冷剂质量流量M • 制冷剂体积流量 R: 制冷剂体积流量V VR=MR*v1
单级蒸气压缩式制冷的理论循环
3．1 单级蒸气压缩式制冷的理论循环3．1．1 制冷系统与循环过程单级蒸气压缩式制冷系统主要由压缩机、冷凝器、膨胀阀和蒸发器四大部件组成，如图3－1所示。
对制冷剂蒸气只进行一次压缩，称为蒸气单级压缩。
整个循环过程主要由压缩过程、冷凝过程、节流过程以及蒸发过程四个过程组成,每个过程在不同的部件中完成，制冷剂在每个过程中的状态又各不相同，具体情况如下。
图3－1 单级蒸气压缩式制冷系统1 压缩机2 冷凝器3 膨胀阀4 蒸发器压缩过程：整个循环过程中，压缩机起着压缩和输送制冷剂蒸气并造成蒸发器中低压和冷凝器中高压的作用，是整个系统的心脏。
制冷循环的压缩过程是在压缩机中完成的：压缩机不断抽吸从蒸发器中产生的压力为p o、温度为t o的制冷剂蒸气，将它压缩成压力为p k、温度为t k的过热蒸气,并输送到冷凝器中。
在这个过程中，压缩机需要做功。
冷凝过程：冷凝器是制冷系统中输出热量的设备，冷凝过程是在该部件中完成的.在压力p k下，来自于压缩机的制冷剂过热蒸气在冷凝器中首先被冷却成饱和蒸气，然后再逐渐被冷凝成液体，制冷剂冷却和冷凝时放出的热量传给冷却介质（通常是水或空气）。
在冷凝过程中,与冷凝压力p k相对应的冷凝温度t k一定要高于冷却介质的温度,冷凝后的液体通过膨胀阀或其它节流元件进入蒸发器。
节流过程:节流过程是在膨胀阀中完成的。
当制冷剂液体经过膨胀阀时，压力由p k降至p o，温度由t k降至t o,部分液体气化。
所以离开膨胀阀的制冷剂为温度为t o的两相混合物，该两相混合物进入蒸发器。
蒸发过程：蒸发器是制冷系统中冷量输出设备，蒸发过程是在蒸发器中完成的。
在蒸发器中，来自膨胀阀的两相混合物在压力p0和温度t0下蒸发，从被冷却介质中吸取它所需要的气化潜热，从而达到制取冷量的目的。
在蒸发过程中，与蒸发压力p0相对应的蒸发温度t0一定要低于被冷却介质的温度。
3．1．2 压焓图和温熵图在制冷循环的分析和计算中，通常要用到两种工具，即压焓图和温熵图.1．压焓图压焓图以绝对压力(MPa）为纵坐标，以焓值（KJ/Kg)为横坐标，如图3－2所示。
压焓图基本知识
压焓图基本知识在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。
该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1、临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点。
在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。
K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2、三个状态区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka和Kb之间——湿蒸气区，即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
3、六组等参数线（1）等压线：图上与横座标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。
（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。
（3）等温线：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。
与等熵线比较，等比容线要平坦些。
制冷机中常用等比容线查取制冷压缩机吸气点的比容值。
（6）等干度线：从临界点K出发，把湿蒸气区各相同的干度点连接而成的线为等干度线。
它只存在与湿蒸气区。
上述六个状态参数（p、t、v、x、h、s）中，只要知道其中任意两个状态参数值，就可确定制冷剂的热力状态。
在lgp-h图上确定其状态点，可查取该点的其余四个状态参数。
水蒸气表和焓
中，活塞上加
p1
某一固定压力
p1
p1
p1，然后对水 加热，使之全
部变成水蒸气。
水预热 液体热ql
汽化 汽化潜热r
过热 过热量qsup
p
(bar)
等压线上饱和态参数
ts
(℃)
v’
v’’
(m3/kg)
s’
s’’
kJ/(kg.K)
0.006112 1.0 5.0
0.01 0.00100022 99.63 0.0010434 151.85 0.0010928
h
如：习题7-14
湿蒸汽p1=1.5Mpa，节流 后压力p2=0.2Mpa， t2=130℃，确定湿蒸汽 干度。
p1
1
x
t1
p2
t2
2
s
例题7-3
过热蒸汽0.6MPa下，从200℃定压加热至300℃，试求 此过程中热量、功量及热力学能的变化量。
例题7-4
锅炉中，从锅筒中出来的蒸汽，压力0.8MPa，干度 x=0.9，进入过热器定压加热至250℃，求每千克蒸汽 在过热器中吸收的热量。
h p
v p
2
T
1 1
s
s
p
如：水流过水泵前后，体积几
乎不变，可视为定容升压过程：
2
q h wt 绝热
wt h vdp v( p1 p2 )
1
v
三、水蒸气的定温过程 实际设气体
T
Tc
T
v
可逆过程：
q Tds Ts
T
wt q h
1
2
s
水的三态： 冰、水、蒸汽 一、水的相图
融解过程：在一定压力下，固态冰--液态水（融点温度） 汽化过程：水—汽（沸点温度） 升华过程：低于三相点，冰--汽，反之为凝华 固、液、汽三态共存的状态，为三相态，三相点
制冷知识第四讲压焓图
第四讲压焓图压力：垂直于物体表面的作用力，单位牛顿（N）。
压强：单位面积所受到的作用力，单位帕（Pa）。
焓：物体内能与压力能之和。
单位焦（J）。
等压过程中，系统从外界所吸收的热量等于系统焓值的增加。
比焓：1kg某物质的焓值。
单位kj/kg。
在压焓图上，X轴所表示的单位为比焓。
Y轴所表示的单位为压强。
为缩小尺寸，提高低压表示的精度，故取对数。
熵：能与绝对温度的比值，表示热量转换成功的程度。
在绝热过程中系统的熵不变。
单位J/K。
系统的熵在可逆绝热过程中不变，在不可逆绝热过程中单调增大。
这就是熵增加原理。
由于孤立系统内部的一切变化与外界无关，必然是绝热过程，所以熵增加原理也可表为：一个孤立系统的熵永远不会减少。
它表明随着孤立系统由非平衡态趋于平衡态，其熵单调增大，当系统达到平衡态时，熵达到最大值。
熵的变化和最大值确定了孤立系统过程进行的方向和限度，熵增加原理就是热力学第二定律。
温度：表征物体冷热程度的物理量。
标志着物体内部无规则运动的剧烈程度。
一切相互热平衡的系统，温度一定相同。
温标：表示温度数值的方法称为温标。
常用为摄氏温标与理想气体温标。
等温线：在气体区，液体区，都随压力下降温度直线下降，只有在饱和区内，与等压线重合，平行于X轴。
为此，通过压力与库温比较，可以知道蒸发温度是否正常（要加减系数），以判断故障。
干度：气液共存区域中，气态含量所占百分比称为干度。
当制冷剂在有限密闭空间内气液共存时，称为饱和状态。
饱和状态下的液体和蒸汽称为饱和液体与饱和蒸汽。
相态：物质所呈现的状态。
物质的三种形态又称为三种物相。
物态变化，简称相变。
三相点：物质三种物相同时存在，并达到平衡时的温度压力点。
每种物质，只有唯一的一个点。
水的三相点为0℃，610.5帕（绝对压力）。
是温标的校正点。
临界点：物质相态变化所达到的温度，压力状态点。
比容：单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号"V"表示。
其数值是密度的倒数。
压焓图详解
压焓图详解压焓图，又被称为压力-焓图或电力-焓图，是一种研究物质的性质的重要工具，是热力学的主要工具之一。
它可以帮助我们研究物质在各种状态下的变化，并且可以定量地表示物质的性质。
压焓图是一个独特的二维图形，它可以表明一种物质在不同压力下的熵改变量和焓变量之间的关系。
压焓图利用压力与焓之间的关系，可以表示形成某种物体所必需的能量，以及产生物体时所释放的能量。
它也可以表明其他相关性质，比如物质的温度、密度、比热容等。
通常，在压焓图上，气体的温度以毫米和华氏度表示，压力以牛顿或磅力表示。
压焓图是分析物质性质的重要工具。
它可以帮助我们更好地了解某种物质在不同压力下的变化，也可以用来预测物质的属性，如温度、密度、比热容等。
此外，压焓图还可以用来理解物质的变形、溶解度和反应过程等，从而对物质进行更系统的研究。
压焓图有多种形式，其中最常用的形式是标准压焓图和常压压焓图。
标准压焓图是一种用水构成的压力-焓图，它可以用来表示水在标准压力下的压力-焓变化分布。
在标准压焓图中，水的压力是一个常量，而水的焓值会随着温度的变化而变化。
常压压焓图是一种在常压下进行的压力-焓图，它可以用来表示水的温度-焓变化分布。
在常压压焓图中，水的温度是一个常量，而水的焓值会随着压力的变化而变化。
压焓图是热学研究的重要工具，压焓图可以用来表示物质在不同初始状态之间的能量转换，以及物质的其他特性，如温度、密度、比热容等。
此外，压焓图还可以用来表示物质的变形、溶解度和反应过程等，以及物质的进化变化。
在现实应用中，压焓图有广泛的应用，比如用来研究物质结构、制造精细的加工工艺、进行蒸发和凝结等。
此外，它还可以用来研究物质的气相反应，比如室温下的苯乙烯固体-液态变化等。
压焓图还可以用于滤液及结晶作用的计算，用来控制锅炉操作。
总之，压焓图是一种重要的工具，它可以用来研究物质在不同压力下的变化，探索物质的特性，研究物质的构型，估算物质的变形、溶解度和反应过程等。
压焓图解读
压焓图解读在制冷工程中，最常用的热力图就是制冷剂的压焓图。
该图纵坐标是绝对压力的对数值lgp(图中所表示的数值是压力的绝对值)，横坐标是比焓值h。
1、临界点K和饱和曲线临界点K为两根粗实线的交点。
在该点，制冷剂的液态和气态差别消失。
K点左边的粗实线Ka为饱和液体线，在Ka线上任意一点的状态，均是相应压力的饱和液体；K点的右边粗实线Kb为饱和蒸气线，在Kb线上任意一点的状态均为饱和蒸气状态，或称干蒸气。
2、三个状态区Ka左侧——过冷液体区，该区域内的制冷剂温度低于同压力下的饱和温度；Kb右侧——过热蒸气区，该区域内的蒸气温度高于同压力下的饱和温度；Ka和Kb之间——湿蒸气区，即气液共存区。
该区内制冷剂处于饱和状态，压力和温度为一一对应关系。
在制冷机中，蒸发与冷凝过程主要在湿蒸气区进行，压缩过程则是在过热蒸气区内进行。
3、六组等参数线制冷剂的压-焓（LgP-E）图中共有八种线条：等压线P(LgP)，等焓线（Enthalpy），饱和液体线（Saturated Liquid），等熵线（Entropy），等容线（Volume），干饱和蒸汽线(Saturated Vapor)，等干度线(Quality)，等温线（Temperature)（1）等压线：图上与横坐标轴相平行的水平细实线均是等压线，同一水平线的压力均相等。
（2）等焓线：图上与横坐标轴垂直的细实线为等焓线，凡处在同一条等焓线上的工质，不论其状态如何焓值均相同。
（3）等温线：图上用点划线表示的为等温线。
等温线在不同的区域变化形状不同，在过冷区等温线几乎与横坐标轴垂直；在湿蒸气区却是与横坐标轴平行的水平线；在过热蒸气区为向右下方急剧弯曲的倾斜线。
（4）等熵线：图上自左向右上方弯曲的细实线为等熵线。
制冷剂的压缩过程沿等熵线进行，因此过热蒸气区的等熵线用得较多，在lgp-h图上等熵线以饱和蒸气线作为起点。
（5）等容线：图上自左向右稍向上弯曲的虚线为等比容线。
蒸汽压缩式制冷循环
另外：
qmg h6 qmg qmd h3 qmd h2
h6 qmg h3 qmd (h2 h3 ) qmg
可得：
h2 h4 h3 (h2 h3 ) h3 h4
高压压缩机消耗的理论功率：
Qo h3 h4 Ptg qmg wg (h7 h6 ) h1 h4 h3 h9
中间不完全冷却的两级循环的理论制冷系数为
h1 h4 h3 h4 (h2 h1 ) (h7 h6 ) h3 h9
三、具有中温冷却器的中间完全冷却、两级节流 的两级压缩循环 进行高压级压缩机制冷剂流量计算时，应该加 上流经中温蒸发器的制冷剂流量qmm。
qmm
Qm h3 h4
最后可得：
h1 h4 h2 h4 h2 h1 (h7 h3 ) h3 h9
二、两级节流、中间完全冷却的两级压缩循环
单位制冷量：
p 9 8
q0 h1 h4
低压级理论功：
pk
7
wd h2 h1
qmd Q0 Qo q0 h1 h4
4 10
pm
p0
通常被限制在 2～4
单级蒸气压缩制冷的典型循环
1．朗肯循环
空调、制冷、食品冷藏温度范 围大量使用的循环
基本朗肯循环 有回热的朗肯循环
T
朗肯循环图例
2
3
4
1 s
图4-1
基本朗肯循环
循环T—s图：1—2 压缩过程 2—3 冷却冷凝过程
3—4 节流过程 4—1 蒸发吸热过程
T
3 3’
2
4
1’ 1
图4-2 有回热的朗肯循环 T—S图： 1’—2 压缩过程 2—3 冷凝过程 3—3’ 液体过冷过程 3’—4 节流过程 4 —1 蒸发过程 1—1’ 吸气过热过程