水蒸气的定压产生过程教案
水蒸气的定压产生过程教案
在这个阶段吸收的热量称为预热热。用q1表示。根据热力学第一定
律，有：q1=h—h0
在T—s图中，q1可用 — 线下的面积表示。
随着加热过程的进行，水的温度逐渐升高，比体积稍有增加，水的熵
因吸热而增大。
2、a,—a’’饱和水的定压汽化阶段:
在这个阶段吸收的热量称为汽化潜热。用r表示，则有：
教学主要内容：
任务一：水蒸气定压产生过程
任务二：水蒸气定压产生过程在温熵图上的表示
教学方法：创设情境法、任务驱动法、启发引导法、
课后作业及任务布置
课后作业：5-5、5-6
任务：分组讨论水蒸气状态参数对热力设备的影响。
【知识回顾】（5分钟）
1、什么是饱和状态？
2、水和水蒸气相变的方法？
【导入、讲授新课】（5+20+10分钟）
随着加热过程的继续，湿蒸汽中水的含量逐渐减少，蒸汽的含量逐渐
增加，直至水全部变成蒸汽。此状态称为干饱和蒸汽状态。
5、过热蒸汽：
将干饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽阶段，称为干饱和蒸汽的过
热阶段。
思考：在饱和水的定压汽化阶段，不断加热温度却保持不变。为什么？
能量去哪了？
任务二、水蒸气定压产生过程在温熵图上的表示
无论是生活中还是工业上所用的水蒸气，通常都是在接近定压的
条件下加热产生的，那么发电厂锅炉中水蒸气的产生过程是怎样的？和
生活中的情况一样吗？（工程Leabharlann 所用的水蒸汽通常是通过水在气锅内定
压沸腾汽化而产生的。）
任务一、水蒸气定压产生过程
将1kg工质（0.01℃的纯水）装在带有活塞的气缸中进行加热，活
塞上压有重物形成定压加热的外部条件，假设活塞与容器内壁面没有摩
[整理版]掌握水蒸气定压发生过程及p
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掌握水蒸气定压发生过程及p-v图和T-s图。
一、水蒸气的定压发生过程水蒸气的定压形成过程经历了未饱和水预热、饱和水汽化和水蒸气过热三个阶段（即定压加热过程），并经历了未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽等五种状态，如图7-7所示。
图7-7 水蒸气的定压发生过程注意：状态参数的变化l 压力：由于是定压过程，所以压力不变；l 温度：水预热及水蒸气过热过程中温度增加，但在饱和水汽化过程中，经饱和湿蒸汽直至完全成为干饱和蒸汽，所处状态均为饱和状态，因压力不变，所以温度也不变；l 比容、焓、熵：均增加。
注意：由于理想气体很难（或不可能）发生凝结现象，所以永远处于过热状态，因此其定压加热过程中，温度、比容、焓、熵均是增加的增加。
这时理想气体与实际气体区别的具体体现！二、水蒸汽的p-v图和T-s图1.一点、两线、三区、五态如图7-8所示。
图7-8 水蒸汽的p-v图和T-s图l 一点：临界状态（C点）l 两线：饱和液体线、干饱和蒸汽线l 三区：未饱和液体区、饱和湿蒸汽区、过热蒸汽区，如图7-9中I、II、III所示。
其中饱和液体线、干饱和蒸汽线和三相点定压线围成了饱和湿蒸汽区；饱和液体线、三相点定压线和临界点定温线围成了未饱和液体区；干饱和蒸汽线、临界点定温线靠右区域为过热蒸汽区。
需要注意的是：其他区域（蓝色）为气液不分的区域，即流体区域。
l 五态：未饱和液体、饱和液体、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽图7-9水蒸汽的p-v图和T-s图的“三区”2.饱和水线与饱和蒸汽线l 饱和水线随着压力或温度的升高，比容增大。
l 干饱和蒸汽线随着压力或温度的升高，比容减小。
解释：压力的升高，应使工质比容减小（即密度增大），而温度升高，则会使比容增大。
在压力和温度同时增加时，比容的变化则取决于这两种作用程度谁大谁小。
一般工质所处状态的可压缩性小（如饱和水）则比容增加（温度升高的影响高于压力升高的影响）；而可压缩性大（如干饱和蒸汽）则比容减小（压力升高的影响高于温度升高的影响）3.汽化过程与汽化潜热l 水蒸气定压发生过程各阶段的加热量见图7-10。
工程热力学第七章第一部分水蒸汽ppt课件
Vaporization
蒸发：汽液表面上的汽化 沸腾：表面和液体内部同时发生的汽化
Boil (气体和液体均处在饱和状态下)
饱和状态Saturation state
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
Saturation temperature 饱和温度Ts 一一对应 饱Sa和tu压ra力tiopns pressure
六个区：三水个的单热相力区、学三面个两相区
单相区
液
p
气
固--液
p
两相区
液--气
T
Tห้องสมุดไป่ตู้
固
v
固--气 v
饱和线、三相线和临界点
Saturation line Triple line
饱和液线
临界点
p
饱和气线
三相线
饱和固线
ptp
v
611.2Pa,TTtp
273.16K
四个线：三个饱和线、一个三相线
一个点：临界点
未饱和液，过冷液 Subcooled liquid 压缩液 Compressed liquid
饱和液 Saturated liquid
饱和湿蒸气
Saturated liquid-vapor mixture 饱和蒸气 Saturated vapor 过热蒸气 Superheated vapor 汽化潜热 Latent heat of Vaporization
3. 水蒸气图表的结构和应用
4. 水蒸气热力过程
蒸汽 水蒸气 Steam Vapor
蒸气
§ 7-1 纯物质的热力学面及相图
Pure substance Solid Liquid Gas
第七章 水蒸气
第七章水蒸气一、目的及要求了解水蒸汽产生的一般原理，掌握水及水蒸汽状态参数的确定，会用水蒸汽图及表求取水蒸汽的状态参数，会计算水蒸汽热力过程中功和热量的计算。
二、内容：7.1饱和温度和饱和压力7.2水的定压加热汽化过程7.3水和水蒸气的状态参数7.4水蒸气表和图7.5水蒸气的基本热力过程三、重点及难点：7.1应掌握有关蒸气的各种术语及其意义。
例如：汽化、凝结、饱和态、饱和蒸气、饱和液体、饱和温度、饱和压力、三相点、临界点、汽化潜热等。
7.2了解水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。
7.3了解水蒸气图表的结构，并掌握其应用。
7.4掌握蒸气热力过程的热量和功量的计算。
四、主要外语词汇：vaporization, condensation, latent heat of evaporation, saturation, triple point, critical point五、本章节采用多媒体课件六、复习思考题及作业：思考题：1、水的三相点是不是唯一确定的？三相点与临界点有什么差异？2、刚性绝热的密闭容器内水的压力为4Mpa，测得容器内温度为20℃，试问容器内的水是什么集态？因意外事故容器上产生一个不大的裂缝，试分析其后果。
3、水在定压汽化过程中温度维持不变，因此有人认为过程中热量等于膨胀功，即q=w，对不对？为什么？作业：7－1，7－3，7－5，7－7第七章水蒸汽在动力、制冷、化学工程中，经常用到各种蒸汽。
常用的如水蒸汽、氨蒸汽、氟里昂蒸汽等，蒸汽是指离液态较近在工作过程中往往会有集态变化的某种实际气体。
显然，蒸汽不能作为理想气体处理，它的性质较复杂。
在工程计算中，水和水蒸汽的热力参数以前采用查取有关水蒸汽的热力性质图表的办法，现在也可借助计算机对水蒸汽的物性及过程作高精度的计算。
本章主要介绍水蒸汽产生的一般原理、水和水蒸汽状态参数的确定、水蒸汽图表的结构和应用以及水蒸汽热力过程功和热量的计算。
高中化学水蒸气教案
高中化学水蒸气教案
课题：水蒸气
一、教学目标
1. 了解水蒸气的定义和性质；
2. 掌握水蒸气的生成和消失规律；
3. 能够应用水蒸气的相关知识解决实际问题。
二、教学重难点
1. 水蒸气的生成和消失规律；
2. 水蒸气的性质及其在大气中的作用。
三、教学内容
1. 水蒸气的定义和性质；
2. 水蒸气的生成和消失规律；
3. 水蒸气在大气中的作用。
四、教学过程
1. 导入：通过引导学生观察和描述日常生活中观察到的水蒸气现象，引发学生对水蒸气的认识和思考。
2. 学习：讲解水蒸气的定义和性质，介绍水蒸气的生成和消失规律，通过实验和案例分析让学生理解水蒸气在生活中的重要性。
3. 练习：让学生进行相关练习，巩固所学知识，提高学生的综合应用能力。
4. 总结：让学生总结水蒸气的特点和作用，并与大气中其他气体进行比较，深化对水蒸气的理解。
五、课后作业
1. 完成相关练习题；
2. 思考水蒸气在大气中对气候和生态环境的影响。
六、教学评价
通过课堂表现、课后作业和考试成绩综合评价学生对水蒸气的理解和掌握程度，及时进行针对性指导和帮助。
知识点：水蒸汽的定压产生过程PPT.
加热 （b） 饱和水
加热 （c） 湿饱和蒸气 定压汽化阶段
加热 （d） 干饱和蒸气 定压过热阶段
加热 （e） 过热蒸气
图1 水蒸汽的定压产生过程示意图
t＞t s
v=v ′
v=v ″
v=v 0
t=t s
v=v x
t=t s
t=t s
v=v
知识点：水蒸汽的定压产生过程
程可以分为三个阶段，在整个过程中水有五种状态。 1.未饱和水的定压预热阶段 水温低于饱和温度的水称为未饱和水，如图1（a）所示 对未饱和水加热，其温度不断升高，水的比容略有增大，当 水温达到压力p所对应的饱和温度tS时，水将开始沸腾，这 时的水称为饱和水，如图1（b）所示。水在定压下，从未饱 和水状态加热到饱和水状态的过程称为水的定压预热阶段。 2.饱和水定压汽化阶段 对饱和水继续加热，水开始沸腾汽化。这时，饱和压力 不变，饱和温度也不变。这种蒸汽和水的混合物称为湿饱和 蒸汽（简称为湿蒸汽），如图1（c）所示。随着加热过程的 继续进行，水逐渐减少，蒸汽逐渐增多，直至水全部转化为
知识点：水蒸汽的定压产生过程
工程上所用的水蒸汽都是在锅炉内定压加热，使之持续 沸腾而得到的。其产生过程可通过图1来说明。 将1kg温度为 0.01℃的纯水置于带有活塞的定压容器中 活塞上加载恒定压力p ，使水在定压下变为水蒸汽，发生过
P=常数 P=常数 P=常数 P=常数 P=常数
t=0.0Leabharlann ℃加热 （a） 未饱和水 定压预热阶段
知识点：水蒸汽的定压产生过程
蒸汽这时的蒸汽称为干饱和蒸汽(简称饱和蒸汽)，如图1(d) 所示。把饱和水定压加热为干饱和蒸汽的过程称为饱和水的 定压汽化阶段。 这一阶段吸收的热量称为汽化潜热，用r表示。即将1kg 饱和液体转变成同温度的干饱和蒸汽所吸收的热量，称为汽 化潜热。 为了区分湿饱和蒸汽中干饱和蒸汽的含量，引进湿饱和 蒸汽的干度的概念。所谓湿饱和蒸汽的干度是在1kg湿饱和蒸 气中含有干饱和蒸汽的质量用x表示。对饱和水x=0，干饱和 蒸汽x=1，湿饱和蒸汽0＜x＜1。 3.干饱和蒸汽的定压过热过程 对饱和蒸汽继续定压加热，蒸汽温度将继续升高，比容
水蒸气的热力学性质和过程
程：
2
3
s
绝热效率（相对内效率）：
oi
wt,s wt , s
h1 h3 h1 h2
例 P1=5Mpa，t1=450C， P2=0.005Mpa， oi=0.9求x2，s2，wt，x2’，sg，wt’
h
p1
解：可逆过程1-2：
1 t1
p2
P1，t1
h1=3317kJ/kg，
s1=6.8204kJ/(kgK)
第六章 水蒸气旳热力性质和过程
第一节 概述 第二节 水旳定压汽化过程和
水蒸气旳p-v图及T-s图 第三节 水蒸气表 第四节 水蒸气旳h-s图 第五节 水蒸气旳基本热力过程
基本要求：
1。熟练掌握水蒸汽旳有关基本概念： （1）饱和水（饱和温度、饱和压力） （2）过冷度（过冷水）、过热度（过热蒸汽） （3）液体热、过热热、汽化潜热、干度、临界点 （4） 一点、两线、三区、五态 2。熟练掌握水蒸汽旳热力性质、水定压汽化过程和水蒸汽旳
2。基本原理： （1）水旳定压汽化过程(三个阶段：定压预热、定压汽化、定压过热） （2）水蒸汽旳P-V图、T-S图(一点、两线、三区、五态) （3）水蒸气表
a、饱和水（用’ 表达）和饱和水蒸汽表（用”表达）
b、未饱和水和过热水蒸气表(热力学能用 U=h-PV 来计算)
c、湿蒸汽用：Y x = X Y” + (1-X)Y’ 来计算
wt h1 h2 33172079 1238kJ / kg
h
p1 1 t1
p2 不可逆过程1-2’：
wt ' oi wt h1 h2' 1114kJ / kg
22 ‘
h2' h1 oi wt 33170.91238 2203kJ / kg
工程热力学(第5章--水蒸汽的热力性质)
18
5-2 水蒸气的定压产生过程
所以：随着p升高，b点向右移动，d点向左移动，即 预热过程增长，汽化过程缩短，过热过程增加。
19
5-2 水蒸气的定压产生过程
当压力升高至pc=22.064MPa时，汽化过程缩成一点，即临 界点C，同时产生两线（CM、CN）和三区（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。
D = t - ts
h
15
➢水蒸气定压产生过程中热量的计算
1.水的定压预热阶段：
液体热 ql h ' h0 kJ/kg
T
2.饱和水的定压汽化过程：
汽化潜热 r h" h ' kJ/kg
Ts
b
e d
r Ts s" s ' kJ/kg
3.干蒸汽的定压过热过程：
过热热 qs h h" kJ/kg
2
本章主要内容 水蒸气的饱和状态 水蒸气的定压产生过程 水蒸气的热力性质图表 水蒸气的基本热力过程
3
5-1 水蒸气的饱和状态
一、汽化：液态→汽态 （如锅炉水冷壁中水的汽化过程）
汽化方式有两种：1）蒸发，2）沸腾。
1、蒸发——在液体表面缓慢进行的汽化现象。
特点：它能在任何温度下进行；液体的蒸发速度取决于 液体的性质、液体的温度、蒸发表面积和液面上气流的流速。
饱和状态的特点： p s
①汽水共存；
ts
②汽水同温；
③饱和压力与饱和温度
成一一对应关系.
ts f ps
8
饱和温度与饱和压力的关系
ts f ps
ps上升， ts上升 ts上升， ps上升
饱和压力 0.005MPa
《热工基础及应用》电子教案 模块二水蒸气及水蒸气动力循环分析
任务一 水蒸气定压产生过程分析
• 把1kg0℃的水定压加热成t ℃的过热蒸汽所需要的热量称为过热蒸汽 • 的总热量,用符号q 表示,则:
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任务一 水蒸气定压产生过程分析
• 二、水蒸气定压产生过程的p-v 图和T -s 图分析
• 如果改变压力p,例如将压力提高,再次考察水在定压下的蒸汽形成过 • 程,同样也将经历上述五个状态和三个阶段。将若干压力下的水蒸气
• (2)沸腾 • 靠蒸发产生蒸汽的速度比较缓慢,工业上一般都是靠液体的沸腾来产
生蒸汽,沸腾是在液体的内部和表面同时发生的剧烈汽化现象。 • 在给定压力下,沸腾只能在一个相应确定的温度下发生,这一温度称为
给定压力所对应的饱和温度。 • 2. 液化 • 物质从气态转成液态的过程称为液化,也可称为凝结。从微观上讲,它
分子克服周围液体分子的引力而逸出液面的现象。 • 蒸发可在任意温度下发生,液体的温度越高,蒸发面积就越大,液面上气
流的流速越快时,蒸发就越快。 •
高蒸发气流的流速等措施来提高蒸发速度,提高冷却水塔的工作效率 。
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任务一 水蒸气定压产生过程分析
任务一 水蒸气定压产生过程分析
• 3. 过热阶段 • 将干蒸汽继续定压加热,蒸汽温度将升高,比体积增加,熵增加,如图2-2
中d-e 所示。因为此阶段的蒸汽温度高于同压下的饱和温度,故称为过 热蒸汽。 • 过热蒸汽的温度与同压下饱和温度之差称为过热度,用符号D 表示,即:
• 显然,过热度越高,过热蒸汽离饱和状态越远。 • 过热阶段的吸热量称为过热热,用qs 表示,则有:
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任务一 水蒸气定压产生过程分析
• 4. 干度 • 饱和液体和饱和蒸汽的混合物称为湿饱和蒸汽,简称为湿蒸汽。相应
掌握水蒸气定压发生过程及p
掌握水蒸气定压发生过程及p-v图和T-s图。
一、水蒸气的定压发生过程水蒸气的定压形成过程经历了未饱和水预热、饱和水汽化和水蒸气过热三个阶段（即定压加热过程），并经历了未饱和水、饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽和过热蒸汽等五种状态，如图7-7所示。
图7-7 水蒸气的定压发生过程注意：状态参数的变化l 压力：由于是定压过程，所以压力不变；l 温度：水预热及水蒸气过热过程中温度增加，但在饱和水汽化过程中，经饱和湿蒸汽直至完全成为干饱和蒸汽，所处状态均为饱和状态，因压力不变，所以温度也不变；l 比容、焓、熵：均增加。
注意：由于理想气体很难（或不可能）发生凝结现象，所以永远处于过热状态，因此其定压加热过程中，温度、比容、焓、熵均是增加的增加。
这时理想气体与实际气体区别的具体体现！二、水蒸汽的p-v图和T-s图1.一点、两线、三区、五态如图7-8所示。
图7-8 水蒸汽的p-v图和T-s图l 一点：临界状态（C点）l 两线：饱和液体线、干饱和蒸汽线l 三区：未饱和液体区、饱和湿蒸汽区、过热蒸汽区，如图7-9中I、II、III所示。
其中饱和液体线、干饱和蒸汽线和三相点定压线围成了饱和湿蒸汽区；饱和液体线、三相点定压线和临界点定温线围成了未饱和液体区；干饱和蒸汽线、临界点定温线靠右区域为过热蒸汽区。
需要注意的是：其他区域（蓝色）为气液不分的区域，即流体区域。
l 五态：未饱和液体、饱和液体、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽图7-9水蒸汽的p-v图和T-s图的“三区”2.饱和水线与饱和蒸汽线l 饱和水线随着压力或温度的升高，比容增大。
l 干饱和蒸汽线随着压力或温度的升高，比容减小。
解释：压力的升高，应使工质比容减小（即密度增大），而温度升高，则会使比容增大。
在压力和温度同时增加时，比容的变化则取决于这两种作用程度谁大谁小。
一般工质所处状态的可压缩性小（如饱和水）则比容增加（温度升高的影响高于压力升高的影响）；而可压缩性大（如干饱和蒸汽）则比容减小（压力升高的影响高于温度升高的影响）3.汽化过程与汽化潜热l 水蒸气定压发生过程各阶段的加热量见图7-10。
第十章水蒸气及蒸汽动力循环
sx (1 x)s xs s x(s s) vx (1 x)v xv v x(v v)
即，如已知湿饱和蒸汽干度x，即可利用饱和水及干饱和蒸汽的状 态参数，求得湿饱和蒸汽的相应状态参数的数值。
三、降低乏汽压力对热效率的影响
设初温T1＝const，初压p1＝const 降 低 乏 汽 的 压 力 p2 → 与 乏 汽 压 力 相 应 的饱和温度也随着降低，放热过程2'-3'要比 原过程2-3有较低的放热温度，即T2‘＜T2。 虽 然 这 时 加 热 过 程 的 起 点 T0 也 降 低 为 T0’， 但它对整个加热过程的平均加热温度影响 很小。 因而，由等效卡诺循环的热效率公式 可 知 ， 降 低 乏 汽 的 压 力 p2， 可 以 提 高 朗 肯 循环的热效率。 乏汽的凝结温度主要取决于自然环境 中冷却介质的温度。当乏汽的凝结温度降 低到28℃时，乏汽的压力相应地降低为 0.0039MPa左右。
朗肯循环热效率分析
循环工质吸热 q1＝h1－h0
工质放热
q2 h2 h3
汽轮机所作轴功 水泵耗功
(ws,T)1-2＝h1－h2
(ws,p )30 h0 h3
循环净功 w0 (ws,T )12 (ws,p )30 (h1 h2 ) (h0 h3 )
朗肯循环热效率
p↑→ts↑，q'↑
定压预热过程的能量转换关系为
q h h0.01 (u u0.01) p(v v0.01)
因v’≈v0.01，所以
q h h0.01 (u u0.01)
热工计算仅需计算Δh及Δu，故可任取某个状态作为计算的零 点。国际水蒸气性质会议规定，水的三相点状态下u＝0。
第7章水蒸汽
第七章水蒸汽水蒸汽是人类在热力发动机中最早应用的工质，虽然后来也应用其他的工质，但是由于水蒸汽易于获得，价格低廉、无污染等优点，至今仍然是工业上广泛使用的工质。
水蒸汽在某些条件下可以当做理想气体来处理，例如空气中的水蒸汽，内燃机燃气中的水蒸汽等，由于水蒸气的分压力比较低或者温度较高，当做理想气体来处理不会有太大的偏差，但是大多数情况下我们使用的水蒸汽离液态不远，分子间的作用力和分子本身的体积不可忽略，因此不能当做理想气体来处理。
水蒸汽的热力性质比理想气体复杂的多，不能用简单的公式来计算，在工程计算中，不能单纯的利用数学方法计算，而是采用查取图表的方式来解决，这些图表是理论分析与实验相结合的方法，得出水蒸汽热力性质的复杂公式，由计算结果经过实验验证编制而成的。
本章主要介绍水蒸汽产生的一般原理，水蒸汽参数的确定，水蒸汽图表的结构和应用，计算水蒸汽在热力过程中传递的功和热量。
7．1 水的相变及相图一、饱和温度和饱和压力液体分子和气体分子一样处于紊乱的热运动中，当液体分子处于一个能够承受一定压力的容器中时，随时有液体表面附近的动能较大的分子克服表面张力扩散到上部空间，同时，上部空间的蒸汽分子也会与液面碰撞而回到液面，凝成液体。
这就是气化（蒸发）与液化（凝结）的过程。
气化时，分子带走了液体的能量，液体内分子的平均动能减小，气化速度降低，要维持气化的持续进行，就需要加热来提供热量。
可见，气化速度取决于液体的温度。
液化过程取决于上部蒸汽分子的压力，蒸汽分子越多，蒸汽压力也就越大，与液面碰撞的几率越大。
气化与液化到一定程度时会达到动态平衡，此时的状态称为饱和状态。
上部的蒸汽称为饱和蒸汽，饱和蒸汽的压力称为饱和压力，下部液体称为饱和液体，温度叫做饱和温度。
饱和温度和饱和压力一一对应。
若温度变化，气化速度会发生变化，会达到新的平衡状态。
饱和蒸汽的特点是，在一定容积下，不能再含有更多的蒸汽，如果再有蒸汽加入，就必定有一部分蒸汽凝结，饱和蒸汽致命由此而来。
第三章-3-水蒸气
按饱和温度t排列的表(附录A-6a) 按饱和压力p排列的表(附录A-6b)
2）未饱和水和过热蒸汽表 附录A-7
饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）
t / oC T,K
p, MPa
v', m3/kg v, m3/kg
h', kJ/kg
h", kJ/kg
s', kJ/(kg K)
ps
汽
液
化
化
ts
饱和液体
放掉一些水，ts不变， p变。
t
ps
s
ps=1.01325bar
ts=100 ℃
青藏ps=0.6bar
ts=85.95 ℃
高压锅ps=1.6bar
ts=113.32 ℃
饱和状态 ps ts
（2）临界点
• 当温度超过一定值tC时，无论压力p多高也不能使气体液
v
0.0010002 0.0010078 0.0010171
8.119 9.052
h
0.0 167.5 251.1 2647.8 2724.4
s
0.0001 0.5721 0.8310 8.0205 8.2261
使用水和水蒸气热力性质表时注意：
• 先根据已知参数确定状态，以决定要使用的表。 • 查表时仍要用到线性插值法。
0.1 2258.2 99.63 0.0010434 1.6946 417.51 2675.7 1.3027 7.3608 1.0 2014.4 179.88 0.0011274 0.19430 762.6 2777.0 2.1382 6.5847 10 1315.8 310.96 0.0014526 0.01800 1408.6 2724.4 3.3616 5.6143
第3节(五) 水蒸气.
va v ' vx v" v
s 0 s ' sx s" s
s
p
三个阶段
a b c d e
T
e b c d
Ts
a v
1）定压预热阶段a-b：未饱和水→饱和水。 tS 比液体热： ql c p dt h ho 面积 absso a 0 2）定压汽化阶段b-c-d：饱和水→干饱和蒸汽，既是定压又 1kg饱和水→干饱和水蒸 是定温的相变加热过程。 气所需的热量称为比汽化 r h"h' 面积bds s b 比汽化潜热： 潜热。 3）定压过热阶段d-e：饱和蒸汽→过热蒸汽。 t c p dt h h 面积dessd 比过热量： qsup tS 将0℃的水加热变为过热水蒸气所需的热量，等于液体热、 汽化潜热与过热热量三者之和。整个水蒸气定压发生过程及 各个阶段中的加热量，均可用水和水蒸气的焓值变化来计算。
v v ''
p
a
b
T
c
b c
d
e
e
a
b c
d
e a
d
v
s
p
五个状态
a b c d e v
T
e b c d
Ts
a
未饱和水（过冷水）：a～b，t<ts 过冷度t=ts-t。p、T 是独立的状态参数。 饱和水：b， t =ts ，p、T 不是独立的状态参数。 干饱和蒸汽：d，t=ts ，p、T 不是独立的状态参数。 湿蒸汽：c，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。 干度x：1kg湿蒸汽中含xkg的饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。 u x xu 1 xu 过热蒸汽：e，t>ts , v x xv 1 xv 过热度t=t-ts , p、T s x xs 1 xs hx xh 1 x h’ 是独立的状态参数。
水蒸气的定压产生过程
水蒸气
第二节 水蒸气的定压产生过程
李 涛
知识回顾
1、什么是饱和状态？
2、水与水蒸气相变的方法？
第二节
水蒸气的定压产生过程
p
p
一、水蒸汽的定压产生过程
p
v0 未饱和水
p
p
v'
饱和水
vx
v''
v
过热蒸汽
湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽
t<ts
t=ts
预热阶段
t=ts
汽化阶段
t=ts
t>ts
过热阶段
水蒸汽的定压产生过程
湿蒸汽的干度和湿度
干度x：湿蒸汽中饱和蒸汽所占的质量百分比。
mV 湿蒸汽中干蒸汽的质量 x 湿蒸汽总质量 mV mW
湿度y：湿蒸汽中饱和水所占的质量百分比。
mv
mW
mW 湿蒸汽中饱和水的质量 y 湿蒸汽总质量 mV mW
显然： x+y=1
饱和水的x=0;干蒸汽的x=1；湿蒸气0<x<1;
汽轮机的排气干度一般为0.86-0.88.
3、过热阶段
干饱和蒸汽
p 定值 t ts v s h
ts t v v s s h h
过热蒸汽
p 定值 t v s h
过热度： D = t - ts
这个阶段所需的热量称为过热热: qs=h-h" 过热度：D=t-ts
水蒸汽的定压产生过程参数变化特点
未饱和水 饱和水
湿蒸汽
干蒸汽
过热蒸汽
t < ts v 0< v’ h0 < h’ s0 < s’
t = ts
t = ts
水的定压汽化过程与水蒸气的热力过程(ppt 30页)
3、热力学能利用公式u=h-pv求得。
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”=0.37481m3/kg
湿蒸汽
从 vx''v (1x)v' xv v'0 .96 v'' v'
一、定容过程（v = 常数 )
2
体积功 wv 1 pdv0
技术功 w t,v12vdv p p1p2
q v u 2 u 1 h 2 p 2 v 2 h 1 p 1 v 1 h 2 h 1 v p 2 p 1 二、定压过程（p = 常数 )
s x x " ( 1 s x ) s ' 0 . 9 6 . 8 6 ( 1 2 0 . 9 ) 1 1 . 8 6 5 6 6 . 6 k 0 / 2 k J ( K ) 4 3 g u x h x p 2 v . 7 6 0 . 5 8 6 1 6 0 3 . 0 3 1 6 3 0 2. 7 4 k / k 8 8 Jg 3
体积功 技术功
2
w p1p
dv pv2v1
2
wt,p
1
vdp0
2
qph2h11vdh p2h1
三、定温过程（T= 常数 )
单位质量热量：qT12TdT ss2s1
体积功： w T q T (u 2 u 1) T s2 s1 u 2 u 1
1-2可逆过程： wt,s h1h2
高中化学水蒸气教案设计
高中化学水蒸气教案设计
教学重点：水蒸气的形成和性质、影响因素、应用领域。
教学难点：水蒸气在大气环境和工业生产中的应用。
教学准备：教师准备水蒸气的制备实验器材和试剂，展示水蒸气的性质和特点的实验材料，准备水蒸气的应用领域资料。
教学过程：
一、导入（5分钟）
教师通过提问、展示实验室装置等形式，引导学生探讨水蒸气的形成原因和性质。
二、理论讲解（15分钟）
1. 水蒸气的形成条件和性质。
2. 水蒸气的影响因素。
3. 水蒸气在大气环境中的作用。
三、实验演示（20分钟）
教师进行水蒸气的制备实验，并让学生观察实验现象，了解水蒸气的生成条件和性质。
四、讨论与总结（10分钟）
学生讨论水蒸气在大气环境和工业生产中的应用，并总结水蒸气的重要性和作用。
五、课堂练习（10分钟）
学生完成相关练习题，检验学生对水蒸气的理解程度。
六、作业布置（5分钟）
布置相关阅读作业，让学生进一步了解水蒸气的应用领域。
教学反思：在教学过程中，要注重引导学生探究和思考，激发学生的学习兴趣，提高学生
对水蒸气知识的理解和掌握能力。
同时，要加强实验教学，让学生通过实践感受水蒸气的
生成和性质。
水蒸气相变及定压产生过程ppt课件
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 的状态参数列成表或绘成线算图。
饱和水与饱和蒸气表
分为以温度为序（附录表5）和以压力为序 （表6）两种。
11
12
未饱和水与过热蒸气表（附录表7）
pv p
M r,a M r,v
28.97 10.954 pv p
27
湿空气的气体常数
Rg
R Mv
287 1 0.378
pv
J/(kg K)
湿空气的密度:每立方米湿空p 气所具有的质量。
ma mv V
a
v
pa Rg,aT
pv Rg,vT
p Rg,a T
32
在焓-湿图中湿空气的加热过程如1－2所示。
加热后的湿空气送入 干燥室吸收被干燥物料的 水份。如果忽略干燥室与 外界的热量交换，物料中 水份蒸发所吸收的潜热完 全来自湿空气，因此物料 干燥过程对湿空气来说是 绝热加湿过程，湿空气的
含湿量d 和相对湿度 增
加，其焓值基本不变，如 2－3所示。
33
2. 冷却去湿过程
x mv mw mv
mv-湿蒸气中干饱和蒸气的质量 mw-湿蒸气中饱和水的质量 9
水的定压加热过程在p-v图和T-s图上的表示：
临界状态
水的临界状态
pcr 22.064 MPa
tcr 373.99 ℃
vcr
0.003106 m3/kg
临界点 饱和蒸汽线 饱和水线
10
水在临界压力或高于临界压力下定压加热 到临界温度时，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。
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课程教案
开课单位甘肃能源化工职业学院专业热能与动力工程
班级热能与动力工程（1）班课程热工基础
学期2016-2017学年第一学期教师李涛
甘肃能源化工职业学院教务处制
课堂教学设计
项目名称
第五章水蒸气
第二节水蒸气的定压产生过程
教学场所多媒体教室教学时数 1 教学方法多媒体
教学目标知识目标：1、掌握水蒸气定压产生过程中的五个状态、三个阶段；
2、掌握水蒸气定压产生过程中的T-S图。
能力目标：培养学生自学能力、创新能力、合作能力。
情感目标：1、培养学生团结协作的精神，激发学生的学习兴趣；
2、培养学生坚忍不拔的品质。
教学重点与难点教学重点：水蒸气定压产生过程中的五个状态、三个阶段。
教学难点：水蒸气定压发生过程及p-v图和T-s图。
教学过程1、回顾上节所学知识：（5分钟）
2、讲授新内容：（25分钟）
3、小组讨论，问题提问：（10分钟）
4、小结、布置课后作业：（5分钟）
教学主要内容及方法教学主要内容：
任务一：水蒸气定压产生过程
任务二：水蒸气定压产生过程在温熵图上的表示
教学方法：创设情境法、任务驱动法、启发引导法、
课后作业及任务布置课后作业：5-5、5-6
任务：分组讨论水蒸气状态参数对热力设备的影响。
【知识回顾】（5分钟）
1、什么是饱和状态？
2、水和水蒸气相变的方法？
【导入、讲授新课】（5+20+10分钟）
无论是生活中还是工业上所用的水蒸气，通常都是在接近定压的条件下加热产生的，那么发电厂锅炉中水蒸气的产生过程是怎样的？和生活中的情况一样吗？（工程上所用的水蒸汽通常是通过水在气锅内定压沸腾汽化而产生的。
）
任务一、水蒸气定压产生过程
将1kg工质（0.01℃的纯水）装在带有活塞的气缸中进行加热，活塞上压有重物形成定压加热的外部条件，假设活塞与容器内壁面没有摩擦力。
如图所示：
1、未饱和水：
低于饱和温度的水称为未饱和水或过冷水。
将未饱和水定压加热成饱和水的阶段，称为未饱和水的预热阶段。
2、饱和水：
将饱和水定压（定温）加热成干饱和蒸汽阶段，称为饱和水的汽化阶段。
师生共同复习巩固旧知，为今天新知识的学习做铺垫。
问题驱动进行开篇，激发学生学习兴趣
小组抢答活动能够充分调动学生积极性，活跃课堂气氛
3、湿饱和蒸汽：
在水的液-汽相变过程中，所经历的状态是液、汽两相共存的状态，称为湿饱和蒸汽状态。
4、干饱和蒸汽：
随着加热过程的继续，湿蒸汽中水的含量逐渐减少，蒸汽的含量逐渐增加，直至水全部变成蒸汽。
此状态称为干饱和蒸汽状态。
5、过热蒸汽：
将干饱和蒸汽加热成一定温度的过热蒸汽阶段，称为干饱和蒸汽的过热阶段。
思考：在饱和水的定压汽化阶段，不断加热温度却保持不变。
为什么？能量去哪了？
任务二、水蒸气定压产生过程在温熵图上的表示提高学生的总结归纳，合作探究能力。
1、0
a—'a过冷水的定压预热阶段:
在这个阶段吸收的热量称为预热热。
用q1表示。
根据热力学第一定律，有：q1=h—h0
在T—s图中，q1可用0
a—'a线下的面积表示。
随着加热过程的进行，水的温度逐渐升高，比体积稍有增加，水的熵因吸热而增大。
2、a,—a’’饱和水的定压汽化阶段:
在这个阶段吸收的热量称为汽化潜热。
用r表示，则有：
r=h’’—h.
在T—s图中，r可用a,—a’’线下的面积表示。
在这个阶段，当水定压预热到饱和温度以后，继续定压加热，饱和水开始沸腾，产生蒸汽。
3、a’’—a干饱和蒸汽的过热阶段:
在这个阶段吸收的热量称为过热热。
用q s表示，则有：
q s=h—h’’师生互动，便于调动学生积极性
在T—s图中，q s可用a—a线下的面积表示。
该阶段蒸汽温度将升高，比体积增加，熵增加。
把1kg工质（0.01℃的纯水）定压加热t℃的过热蒸汽所需要的热量,称为过热蒸汽的总热量，用符号q表示。
过热蒸汽的总热量等于预热热、汽化热和过热热之和，即：
q=q1+r+q s=h—
h0
水蒸气的定压发生过程
水蒸汽的p-v图和T-s图一点：临界状态（C点）新旧知识结合，既复习了旧知又巩固了新知
两线：饱和液体线、干饱和蒸汽线
三区：未饱和液体区、饱和湿蒸汽区、过热蒸汽区，如图中I、II、 III所示。
其中饱和液体线、干饱和蒸汽线和三相点定压线围成了饱和湿蒸汽区；饱和液体线、三相点定压线和临界点定温线
围成了未饱和液体区；干饱和蒸汽线、临界点定温线靠右区域
为过热蒸汽区。
需要注意的是：其他区域（蓝色）为气液不分
的区域，即流体区域。
五态：未饱和液体、饱和液体、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸
汽。
【知识归纳】（5分钟）
通过这节课的学习我们学习了两个重要的知识，他们分别是：（1）水蒸气定压产生过程中的五个状态、三个阶段；
（2）水蒸气定压产生过程中的T-S图形状及每个过程中吸收的热量。
【板书设计】
本小节课主要采用多媒体投影，基本无板书内容，投影PPT附后。
【教学反思】加深内容的理解，使理实相结合
总结课堂，加深印象，更好的让学生掌握重点知识。
课后从学生参与度及知识掌握情况、教学实施过程及本课时的不足之处等方面进行认真总结反思。