水和水蒸气性质及其应用
水和水蒸气性质
水和水蒸气性质
12/30/2023
1. 饱和温度和饱和压力 2. 水旳定压加热汽化过程 3. 水和水蒸气旳状态参数 4. 水蒸气表和图 5. 水蒸气旳基本过程
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1 饱和温度和饱和压力
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饱和状态、饱工质旳水蒸气 和制冷机中旳制冷剂 距液态不远，而且工 作过程中有物质旳集 态变化。所以，这些 工质一般不能作为理 想气体看待。饱和状态是此类工质旳主要性质 对蒸汽动力循环、制冷循环和湿空气过程旳了 解和分析有主要作用。
ps/ MPa 0.01 ts/ ℃ 45.799
R134a:
ps/ MPa 0.06 ts/ ℃ -37.07
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0.1 99.634
0.1 -26.43
0.5 151.86
7
0.2 -10.09
1.0 179.91
6
1.0 39.39
因为ps和ts一一相应，未饱和液(p,t)能够是压力 p不小于温度t相应旳饱和压力ps(t)；也可是温度t不 不小于压力p相应旳饱和温度ts(p)。所以从未饱和 液状态到达饱和状态既能够保持压力不变而提升
2 水旳定压加热汽化过程
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3 水和水蒸气旳状态参数
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三相图
固体－气体 固体－液体 液体－气体 三相点 临界点
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三相图
升华 融解 汽化 凝华 凝结（冷凝）
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水蒸气旳压容图
温度，使p=ps(t) 或保持温度不变而使压力下降， 使t=ts(p)。
p>ps(t) t
水与水蒸气的相同与不同点
水与水蒸气的相同与不同点水的密度是1克/毫升，而水蒸气是无形的气体，没有固定的密度。
2.颜色水是无色透明的，而水蒸气是无色的。
3.温度水的沸点是100℃，而水蒸气的沸点是100℃以上，取决于压力和湿度。
4.状态水是液态，而水蒸气是气态。
二、化学性质1.成分水是由氢和氧组成的化合物，化学式为H2O。
而水蒸气是由水分子组成的气体。
2.化学反应水可以发生许多化学反应，如水的电离、水的酸碱性等。
而水蒸气在常温下不会发生化学反应，只有在高温高压下才会发生化学反应。
3.溶解性水是一种极好的溶剂，可以溶解许多物质。
而水蒸气只能在空气中存在，不具有溶解性。
三、应用领域1.工业水和水蒸气在工业生产中都有广泛的应用。
水可以用于冷却、清洗、制造化学品、发电等。
水蒸气则可以用于发电、加热、蒸馏等。
2.生活水是人类生活中必不可少的物质，可以用于饮用、洗涤、烹饪等。
而水蒸气可以用于蒸煮食物、加热等。
3.医疗水和水蒸气在医疗领域也有着广泛的应用。
水可以用于清洗伤口、消毒、制造药品等。
水蒸气则可以用于治疗呼吸道疾病、放松肌肉等。
四、环境影响1.水污染水污染是目前全球面临的一大环境问题。
水污染会对水的质量产生负面影响，导致水资源的减少和水生态环境的破坏。
2.水蒸气排放水蒸气排放是大气污染的主要来源之一。
大量的水蒸气排放会导致空气中的水汽含量过高，形成雾霾等恶劣气象条件。
综上所述，水和水蒸气在物理特性、化学性质、应用领域、环境影响等方面有着许多的相同点和不同点。
我们需要更好地了解这些特性，以便更好地利用和保护水资源。
同时，我们也需要采取措施减少水污染和水蒸气排放，为人类和地球的未来做出贡献。
水和水蒸气实验报告
水和水蒸气实验报告水和水蒸气实验报告引言：水是地球上最常见的物质之一，也是生命存在的基础。
水的独特性质使得它在自然界中扮演着重要的角色。
本实验旨在通过一系列实验，探索水和水蒸气的一些性质和行为。
实验一：水的沸点在这个实验中，我们使用了一个简单的装置来测量水的沸点。
我们将一定量的水倒入一个锅中，并将温度计插入水中。
然后，我们将锅放在火上加热。
通过观察温度计的读数，我们可以确定水的沸点。
实验结果显示，水的沸点在常压下为100摄氏度。
实验二：水的凝固点为了确定水的凝固点，我们采取了类似的方法。
我们将一定量的水倒入一个容器中，并将温度计插入水中。
然后，我们将容器放入冰箱中冷却。
通过观察温度计的读数，我们可以确定水的凝固点。
实验结果显示，水的凝固点在常压下为0摄氏度。
实验三：水的蒸发在这个实验中，我们研究了水的蒸发过程。
我们将一定量的水倒入一个开放的容器中，然后放置在室温下。
通过观察，我们发现水逐渐蒸发，直到全部变成水蒸气。
我们还注意到，蒸发速度受到环境温度和湿度的影响。
在较高的温度和较低的湿度下，水的蒸发速度更快。
实验四：水蒸气的冷凝在这个实验中，我们研究了水蒸气的冷凝过程。
我们将一定量的水倒入一个容器中，并将容器加热至沸腾。
然后，我们将一个冷凝管放在容器口，并用冰块冷却冷凝管。
通过观察，我们发现水蒸气在冷凝管内变成了液体水。
这说明水蒸气在遇到冷凝物体时会冷凝成液体。
实验五：水的溶解性在这个实验中，我们研究了水的溶解性。
我们将一些固体物质（如盐、糖）加入一定量的水中，并搅拌直到固体物质完全溶解。
通过观察，我们可以确定不同物质在水中的溶解度。
实验结果显示，不同物质的溶解度是不同的，这取决于物质的化学性质。
结论：通过这些实验，我们对水和水蒸气的一些性质和行为有了更深入的了解。
我们发现水的沸点和凝固点是固定的，在常压下分别为100摄氏度和0摄氏度。
我们还发现水在适宜的条件下会蒸发成水蒸气，并在遇到冷凝物体时冷凝成液体。
IAPWS—IF97水和水蒸气性质计算方法的补充模型及应用
２ Ｏ个 子 区域 ， 分别 对 应 ２ Ｏ个反 推 方 程 ， 涵盖 了 区域 ３ 的大 部分 区域 ， 能 够 满 足 数 值 一 致 性 要 求 （ ２ 。 并 图 ） 临界 点附 近的 阴影 小 区域 ， 由于很 难 精 确满 足 数 值 一
致性 要求 ， 又进 一步被 细分 为编号 为 ３ ～３ ｕ ｚ的 ６个 子 区域 ， 分别 对应 ６个辅 助方程 。
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变量 的亥姆 霍 兹 自由能 方 程 但 因 密 度 在 多 个 子 区 域
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年开始 工 程上 主要 采用 国际公式化委 员 会推 出 的工
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IAPWS-IF97水和水蒸气性质计算方法的补充模型及应用
IAPWS-IF97水和水蒸气性质计算方法的补充模型及应用吴燕玲;钟崴;童水光;周鸿波
【期刊名称】《热力发电》
【年(卷),期】2008(037)003
【摘要】临界区和超临界区水和水蒸气学性质的计算越来越受到重视.介绍了IAPWS-IF97补充模型的分区、模型及方程,重点讨论了IAPWS-IF97在区域3(包括临界区与超临界区)的最新补充模型ν(p,T).由这个补充模型与基本方程结合,可以恢速、准确地计算水和水蒸气的各种导出性质.比较补充模型公式计算与采用牛顿迭代法计算的结果表明,IAPWS IF97补充模型公式计算方法在精度和速度上具有显著的优越性.
【总页数】5页(P30-34)
【作者】吴燕玲;钟崴;童水光;周鸿波
【作者单位】浙江大学,浙江,杭州,310027;浙江大学,浙江,杭州,310027;浙江大学,浙江,杭州,310027;浙江大学,浙江,杭州,310027
【正文语种】中文
【中图分类】TK21
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水和水蒸气的比热容一样
水和水蒸气的比热容一样
水是我们生活中不可或缺的重要物质，它的独特性质使得它在各个领域都发挥着重要作用。
而其中一个重要性质就是水和水蒸气的比热容相同。
比热容是一个物质在单位质量下吸收或释放热量的能力。
对于水和水蒸气来说，它们在相同温度下的比热容是相等的。
这意味着单位质量的水和单位质量的水蒸气在吸收或释放相同数量的热量时，温度变化是相同的。
这一性质对于很多领域都有着重要的应用。
首先，它在热力学领域具有重要意义。
根据热力学的基本原理，热量的吸收或释放会导致物质的温度变化。
由于水和水蒸气具有相同的比热容，所以在相同温度条件下，它们吸收或释放相同数量的热量时，温度变化是相同的。
其次，这一性质在工业生产中也发挥着重要作用。
以蒸汽发电为例，通过水蒸气驱动涡轮发电机产生电能。
在这个过程中，水被加热转变为水蒸气，然后通过涡轮驱动发电机。
由于水和水蒸气的比热容相同，所以在这个过程中，无论是水被加热转变为水蒸气，还是水蒸气被冷却凝结为水，所吸收或释放的热量都是相等的，从而确保了发电机的稳定运行。
最后，水和水蒸气的比热容相同也对生物学有一定的影响。
水是生命的基础，而生物体的温度调节与水的比热容密切相关。
由于水和水蒸气的比热容一样，所以在生物体通过吸收或释放热量来维持体温时，水起到了稳定温度的作用。
综上所述，水和水蒸气的比热容一样，这一独特性质在热力学、工业生产和生物学等领域都发挥着重要作用。
这一性质的存在使得我们能够更好地理解和应用水和水蒸气在我们生活中的重要性。
所以，深入研究并充分利用这一性质，将有助于推动相关领域的发展和进步。
水和水蒸气的性质
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。
比热是通过比较单位质量的某种物质温升1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。
水的比热最大。
这就意味着，在同样受热或冷却的情况下，水的温度变化要小些。
水的这个特征对气候的影响很大。
在受太阳照射条件相同时，白天沿海地区比内陆地区温升慢，夜晚沿海地区温度降低也少。
所以一天之中，沿海地区温度变化小，内陆地区温度变化大。
在一年之中，夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。
水比热大的特点，在生产、生活中也经常利用。
如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却。
冬季也常用热水取暖水的比热容是4.2*103焦/千克·摄氏度,蒸气的比热容是2.1*103焦/千克·摄氏度汽化热是一个物质的物理性质。
其定义为：在标准大气压(101.325 kPa)下，使一摩尔物质在其沸点蒸发所需要的热量。
常用单位为千焦/摩尔（或称千焦耳/摩尔)，千焦/千克亦有使用。
其他仍在使用的单位包括Btu/lb（英制单位，Btu为British Thermal Unit，lb为磅）。
水的汽化热为40.8千焦/摩尔，相当于2260千焦/千克。
一般地：使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从一摄氏度加热到一百摄氏度所需要的热量1千瓦时=3.6×106焦＝3600kj卡等于4.18焦耳,1千卡等于4.18千焦水和水蒸气的性质工业锅炉的介质是水和蒸汽，要了解锅炉的工作原理，须先认识水和水蒸气的基本性质。
一、水的性质纯水是无色、无味、透明的液体，由氢和氧两种元素化合而成，其化学分0。
子式为H21．水的“三态”水的形态随温度变化而变化，会呈现出液态(水)、气态(水蒸气)和固态(冰)，它们之间能够相互转化(图1—17)。
锅炉中的水蒸气是由锅水吸收燃料燃烧放出的热量形成的。
2．水的体积与温度的关系在大气压力下，温度为4℃时，水的体积最小，密度最大[1克／厘米2(g/cm2)]。
水和水蒸气
水和水蒸气
水和水蒸气是一种相变现象，它们都是由水分子组成的，但在不同的条件下表现出不同的状态。
水是液态状态的水分子，其分子之间保持着一定的距离和相互作用力，可以流动，具有一定的凝聚力和黏性。
一般情况下，水的沸点为100℃，冰点为0℃，在常温下，水呈现液态状态。
而水蒸气是水在高温或低压下处于气态状态的水分子，其分子之间的距离非常大，分子之间的作用力很小，可以自由运动，具有高的动能和无定形，无定形的特性使得水蒸气能够填满容器的所有空间。
当水受热到达其沸点时，水分子将获得足够的能量来克服表面张力，从而脱离液态，形成水蒸气，这个过程被称为汽化。
水和水蒸气之间存在着相互转化的关系，当水蒸气冷却到低温时，其分子将失去足够的动能，从而接近液态状态，水蒸气变成水的过程被称为凝结。
而当水受热到达其沸点时，液态水分子将获得足够的能量，分子之间的作用力将会被克服，从而脱离液态，形成水蒸气。
总之，水和水蒸气是相互转化的两种状态，它们的状态变化取决于温度和压力等条件。
了解水和水蒸气的物理性质和相互转化的规律对于我们理解大气、水循环等自然现象具有重要的意义。
《水和水蒸气》 知识清单
《水和水蒸气》知识清单一、水的基本性质水是生命之源，在我们的日常生活中无处不在。
它是一种无色、无味、无臭的透明液体。
水的化学式是 H₂O，这意味着每个水分子由两个氢原子和一个氧原子组成。
水的密度在 4℃时最大，约为 1 克/立方厘米。
这一特性使得冰能够浮在水面上，保护水下的生物在寒冷的冬季得以生存。
水具有良好的溶解性，能够溶解许多物质，如盐、糖等，这也是我们能够品尝到各种味道的原因之一。
水的比热容较大，这使得它能够吸收或放出大量的热量，而自身温度变化相对较小。
因此，海洋和湖泊等大水体能够调节周围地区的气候。
二、水蒸气的形成当水受热时，分子的运动速度加快，动能增加。
当温度达到一定程度，水分子获得足够的能量，克服分子间的引力，从液态转变为气态，形成水蒸气。
这个过程被称为蒸发。
蒸发可以在任何温度下发生，但温度越高，蒸发的速度越快。
例如，在夏天，我们能明显感觉到水分蒸发得更快，衣服更容易晾干。
另外，水在达到沸点（100℃，在标准大气压下）时，会迅速大量地转化为水蒸气，这种剧烈的汽化现象被称为沸腾。
三、水蒸气的特点水蒸气是一种无色、无味的气体。
由于水蒸气分子之间的距离较大，所以它的密度比液态水小得多。
水蒸气具有很强的扩散能力，能够迅速充满整个空间。
我们在烧水时，看到的白色“雾气”并不是水蒸气，而是水蒸气遇冷液化形成的小水滴。
四、水和水蒸气的相互转化水和水蒸气之间可以相互转化，这种转化是一个动态的平衡过程。
当水蒸气遇冷时，分子的动能减小，分子间的距离缩短，水蒸气会重新凝结成液态水。
这一过程在自然界中非常常见，比如清晨草叶上的露珠就是空气中的水蒸气在夜间遇冷液化形成的。
相反，当水受热时会蒸发变成水蒸气。
在特定条件下，如在一个封闭的容器中，随着蒸发的进行，容器内水蒸气的浓度增加，当达到一定程度时，一部分水蒸气会重新凝结成水，形成一个动态的平衡。
五、水和水蒸气在生活中的应用水和水蒸气在我们的生活中有着广泛的应用。
水和水蒸气的实验报告
水和水蒸气的实验报告水和水蒸气的实验报告引言：水是地球上最重要的物质之一，它在我们的日常生活中起着至关重要的作用。
本实验旨在探究水和水蒸气的性质和行为，通过一系列实验来观察、测量和分析水和水蒸气的特性。
实验一：水的沸点测定在本实验中，我们使用了一个简单的装置来测量水的沸点。
首先，我们将一定量的水倒入一个容器中，然后将温度计插入水中。
接下来，我们将容器放在加热器上，并逐渐加热水。
在加热的过程中，我们观察到水的温度逐渐升高。
当水开始沸腾时，我们记录下此时的温度。
通过多次实验，我们得出了水的沸点为100摄氏度。
实验二：水的蒸发速率测定为了测定水的蒸发速率，我们将一定量的水倒入一个浅盘中，并将其放置在室温下。
然后，我们使用天平定期测量水的重量，并记录下每次测量的时间。
通过观察水的重量的变化，我们可以计算出水的蒸发速率。
实验结果显示，水的蒸发速率随着时间的推移而逐渐减慢，这是因为水分子逐渐蒸发到空气中，导致水的质量减少。
实验三：水蒸气的凝结在这个实验中，我们使用了一个冷凝器来观察水蒸气的凝结过程。
首先，我们将一定量的水倒入一个容器中，并将其加热至沸点。
然后，我们将冷凝器连接到容器上，并通过冷却器中的冷却剂使其保持低温。
在加热的过程中，我们观察到水蒸气从容器中升腾，并在冷凝器中凝结成水滴。
这表明水蒸气在遇冷时会凝结成液体。
实验四：水的溶解性我们进行了一系列实验来研究不同物质在水中的溶解性。
我们选择了一些常见的物质，如盐、糖和小苏打粉，并将它们分别加入到一定量的水中。
通过观察实验过程中物质是否完全溶解，我们可以判断物质在水中的溶解性。
实验结果显示，盐和糖可以完全溶解在水中，而小苏打粉只能部分溶解。
这是因为不同物质的分子结构和化学性质导致它们在水中的溶解度不同。
实验五：水的表面张力为了研究水的表面张力，我们进行了一项简单的实验。
我们取一只干净的针，轻轻地将其放在水面上。
我们观察到针并没有立即沉入水中，而是浮在水面上。
水和水蒸气性质计算公式应用
水和水蒸气性质计算公式应用一、水的性质计算公式应用：1.密度计算：密度是物质的质量与体积的比值，对于水来说，其密度可以用质量和体积之间的关系来计算。
水的密度可通过以下公式进行计算：ρ=m/V其中，ρ为水的密度，m为水的质量，V为水的体积。
例如，已知水样品的质量为50克，体积为50毫升，可以使用上述公式计算水的密度：ρ=50克/50毫升=1克/毫升2.热容计算：热容是指物质在吸收或释放单位热量时的温度变化，对于水来说，其热容与质量和温度变化之间有关。
水的热容可以用以下公式进行计算：C=Q/(mΔT)其中，C为水的热容，Q为吸收或释放的热量，m为水的质量，ΔT为水的温度变化。
例如，已知水样品质量为100克，吸收了200焦耳的热量，温度上升了10摄氏度，可以使用上述公式计算水的热容：C=200焦耳/(100克×10摄氏度)=0.2焦耳/(克·摄氏度)3.相变计算：水在固态、液态和气态之间存在相变，相变过程中的能量变化可以用以下公式计算：Q=m·ΔH其中，Q为相变时吸收或释放的热量，m为水的质量，ΔH为单位质量水的相变潜热。
例如，已知水样品质量为50克，在固态和液态之间发生相变，根据实验数据，单位质量水的相变潜热为334焦耳/克，可以使用上述公式计算相变时吸收或释放的热量：二、水蒸气的性质计算公式应用：1.饱和蒸汽压计算：饱和蒸汽压是指在一定温度下，水蒸气与水之间达到平衡时所对应的蒸汽压力。
根据饱和水蒸气的温度和对应的蒸汽压力，可以使用以下公式进行计算：ln(P) = A - B/(T + C)其中，P为饱和蒸汽压，T为水蒸气的温度，A、B、C为经验系数。
2.湿空气相对湿度计算：湿空气相对湿度是指单位体积空气中所含水蒸气的实际蒸汽压与该温度下所能达到的最大饱和蒸汽压之比。
根据湿空气的湿度和温度，可以使用以下公式进行计算：相对湿度(%)=实际蒸汽压力/饱和蒸汽压力×100%3.水蒸气质量含量计算：水蒸气质量含量是指单位体积空气中所含水蒸气质量与空气总质量之比。
水和水蒸气性质
精馏是蒸馏的一种高级形式，用于处理复杂的混合物。通过多次加热和冷凝， 将混合物中的不同成分逐一分离出来，得到高纯度的产品。在石油化工、制药 和食品工业中广泛应用。
04
水和蒸汽对环境的影响
水资源保护
节约用水
合理利用水资源，减少浪费，提高水的利用效率。
保护水源
保护水源地，防止污染和破坏，保证水质的清洁和安全。
表面张力
水具有表面张力，使得水滴能呈球形，并能形成各种水膜。
化学性质
氧化还原性
在特定条件下，水可以参与氧化还原反应，例如 在电解时水分子被分解为氧气和氢气。
配合性
水可以与许多物质形成配合物，如水合离子。
酸碱性质
水具有一定的酸碱性质，可以电离出微量的氢离 子和氢氧根离子。
水在自然界中的存在和循环
Hale Waihona Puke 01公众参与在水资源管理中，应积极倡导公众参与，提高公众的水资源保护意识。通过宣传 教育、举办活动等方式，增强公众对水资源的认识和重视程度，形成全社会共同 保护水资源的良好氛围。
THANKS
感谢观看
减排措施
对于已经产生的污染物，应采取有效的减排措施，减少对环 境的污染。例如，推广清洁能源、实施废弃物分类和资源化 利用、加强环境监测和治理等措施，降低污染物排放量，保 护环境健康。
可持续水资源管理
水资源综合管理
在水资源管理方面，应采取综合性的措施，包括合理规划水资源、加强水资源保 护、促进水资源循环利用等。通过这些措施，实现水资源的可持续利用，保障人 类生产和生活的正常进行。
02
03
淡水分布
地球上的淡水资源有限， 主要存在于冰川、湖泊和 河流中。
水循环
通过蒸发、降水、渗透等 过程，水在地球的水循环 系统中不断循环。
水和水蒸气的相同点和不相同点
水和水蒸气的相同点和不相同点水和水蒸气是我们日常生活中经常接触到的两种形态的物质。
它们在许多方面都有相同点，但也存在一些明显的不同之处。
水和水蒸气都是由氢原子和氧原子组成的化合物。
它们的化学式都是H2O，只是在不同的温度和压力条件下呈现出不同的状态。
这意味着它们具有相同的化学性质，如可以与其他物质发生化学反应，可以溶解许多物质等。
水和水蒸气都是无色、无味和无臭的。
无论是水还是水蒸气，在我们的感官上都无法察觉到它们的存在。
这使得它们在许多方面都具有广泛的应用，如饮用水、烹饪、冷却等。
水和水蒸气在物理性质上也有一些相似之处。
它们都是液体状态和气体状态的两种形态，可以通过加热或冷却来相互转化。
例如，当水受热到达其沸点时，它会变成水蒸气；而当水蒸气冷却到达其凝结点时，它会重新变成水。
然而，水和水蒸气也存在一些显著的不同之处。
首先，水是一种液体，而水蒸气是一种气体。
这意味着水在室温下是呈现液体状态的，而水蒸气则是气体状态的。
这也导致了它们在温度和压力方面的差异。
水的沸点是100摄氏度，在常温下会保持液体状态；而水蒸气的沸点是100摄氏度，在这个温度下会开始从液体状态转变为气体状态。
水和水蒸气在密度上也存在明显的不同。
由于水分子在液体状态下比在气体状态下更加接近和紧密，所以水的密度要大于水蒸气。
这也是为什么水蒸气会上升到空气中的原因，而水则会下沉到较低的位置。
水和水蒸气在热容量上也有差异。
由于水分子在液体状态下可以更好地吸收和储存热量，所以水的热容量要比水蒸气大得多。
这也是为什么水可以用来调节温度和吸收热量的原因，而水蒸气则更适合用于传递热量和产生蒸汽动力。
总的来说，水和水蒸气在许多方面都有相同点，如化学性质、无色无味等。
然而，它们也存在明显的不同之处，如状态差异、密度差异和热容量差异等。
了解水和水蒸气的相同点和不相同点，有助于我们更好地理解它们的性质和应用。
第六章 水和水蒸气的性质
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
At the equilibrium state, the pressure corresponding to only one temperature. That is, . Saturation temperature 饱和温度Ts 饱和压力ps Saturation pressure
6.3.1 P=constant (压力 p 是定值)
§6-3 水蒸气的定压发生过程
t < ts
未饱和水
t = ts
t = ts
t = ts
t > ts
v > v’’ h > h’’ s > s’’
过热
饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽
v < v’ h < h’ s < s’
v = v’ v ’< v <v’’ v = v’’ h = h’ h ’< h <h’’ h = h’’ s = s’ s ’< s <s’’ s = s’’
(气体和液体均处在饱和状态下)
Evaporation occurs at any temperature and pressure. （蒸发可在任何温度和压力下发生．） Evaporation rate depends on the free surface area, the temperature, the flow rate above, etc. （蒸发的速度与自由液面表面积，液体温度，液面风速等有关．
t ts
t
v
t过热 t ts
注意：水蒸气定压发生过程说明
(1) (2)
Q U W U pdV 只有熵加热时永远增加 U pV U ( pV ) H S Sf Sg 0
水,蒸汽,空气性能参数讲解..
⽔,蒸汽,空⽓性能参数讲解..⽔,蒸汽,空⽓基本性质⽔性质性能参数⽔的基本物理化学性质1、⽔的形态、冰点、沸点：纯净的⽔是⽆⾊、⽆味、⽆臭的透明液体。
⽔在1个⼤⽓压时（105Pa），温度在0℃以下为固体，0℃为⽔的冰点。
从0℃-100℃之间为液体（通常情况下⽔呈液态），100℃以上为⽓体（⽓态⽔），100℃为⽔的沸点。
2、⽔的⽐热：把单位质量的⽔升⾼1℃所吸收的热量，叫做⽔的⽐热容，简称⽐热，⽔的⽐热为4.2x103[kj/kg.℃)]。
3、⽔的汽化热：在⼀定温度下单位质量的⽔完全变成同温度的⽓态⽔（⽔蒸⽓）所需的热量，叫做⽔的汽化热。
（⽔从液态转变为⽓态的过程叫做汽化，⽔表⾯的汽化现象叫做蒸发，蒸发在任何温度下都能进⾏）4、冰（固态⽔）的溶解热：单位质量的冰在熔点时（0℃）完全溶解为同温度的⽔所需的热量，叫做冰的溶解热。
5、⽔的密度：在⼀个⼤⽓压下（105Pa），温度为4℃时，⽔的密度为最⼤（1g/cm3），当温度低于或⾼于4℃时，其密度均⼩于1g/cm3。
6、⽔的压强：⽔对容器底部和侧壁都有压强（单位⾯积上受的压⼒叫做压强）。
⽔内部向各个⽅向都有压强；在同⼀深度，⽔向各个⽅向的压强相等；深度增加，⽔压强增⼤；⽔的密度增⼤，⽔压强也增⼤。
7、⽔的浮⼒：⽔对物体向上和向下的压⼒差就是⽔对物体的浮⼒。
浮⼒总是竖直向上的。
8、⽔的硬度：⽔的硬度是指⽔中含有的钙、镁、锰离⼦的数量（⼀般以碳酸钙来计算）。
硬度单位：mg/L（毫克/升），mmol/L(毫克当量/升)，PPM（个/百万），GPG（格令/加仑）9、pH值：pH值是指⽔的酸碱度，表⽰⽔中H+和OH-的含量⽐例（范围为0-14）。
⼈体对pH值的反应⾮常敏感，⾝体内⼤部分物质的pH值为6.8，⾎液和细胞⽔的pH值为7.2-7.3。
10、固体溶解物含量（TDS）：TDS是指⽔中溶解的所有固体物的含量，单位为mg/L或PPM。
TDS越低，表⽰⽔越纯净。
水和水蒸气的性质(严家禄第七章)
本章主要内容
1. 实际工质的物性
2. 水蒸气的产生过程
3. 水蒸气图表的结构和应用
蒸汽
水蒸气
蒸气
§ 7-1 饱和温度和饱和压力
物质有三种聚集状态：固态、液态、气态
水的三态：冰、水、蒸汽 热力学面：以p,v,T表示的物质各种状态 的曲面
六个区：三个单相区、三个两相区
水的热力学面
气 固--液
单相区
3
o
3
v"
h'
h" s ' / kJ / s" / kJ / kJ / kg kJ / kg ( kg K ) (kg K )
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
p-v图，T-s图上的水蒸气定压加热过程
一点，二线，三区，五态
p
pc
C a3 b3 c3 d 3 e3 T Tc Tc a2 b2 c2 d 2 e2 Tc
a1 b1
p pc
T
p pc pc
C
c1
d1 e1
A
A B a a a3 1 2
b3 c3 d 3 d2 b2 c2 d1 c1 b1
未饱和水和过热蒸汽表（节录）
p
饱 和 参 数
0.01MPa
ts 45.83
v ' 0.0010102 h ' 191.84 s ' 0.6493 v" 14.676 h" 2584.4 s" 8.1505
水和水蒸气性质计算公式应用
水和水蒸气性质计算公式应用首先，我们来看水的性质计算公式。
水的性质包括密度、比热容、膨胀系数等。
这些性质的计算公式如下：1.水的密度（ρ）计算公式：ρ=m/V其中，ρ表示密度，m表示水的质量，V表示水的体积。
2.水的比热容（C）计算公式：C=Q/(mΔT)其中，C表示比热容，Q表示吸收或释放的热量，m表示水的质量，ΔT表示温度变化。
3.水的膨胀系数（β）计算公式：β=(1/V)(∂V/∂T)其中，β表示膨胀系数，V表示水的体积，T表示温度。
这些公式可以帮助我们计算水的密度、比热容和膨胀系数。
例如，如果我们知道了水的质量和体积，我们可以使用密度的计算公式来计算水的密度。
同样地，如果我们知道了吸收或释放的热量、水的质量和温度变化，我们可以使用比热容的计算公式来计算水的比热容。
接下来，我们来看水蒸气的性质计算公式。
水蒸气的性质包括饱和水蒸气压力、饱和水蒸气密度等。
这些性质的计算公式如下：1.饱和水蒸气压力（P）计算公式：P = exp(A - B/(T + C))其中，P表示饱和水蒸气压力，T表示温度，A、B和C是常数。
2.饱和水蒸气密度（ρs）计算公式：ρs=P/(RT)其中，ρs表示饱和水蒸气密度，P表示饱和水蒸气压力，R表示气体常数，T表示温度。
这些公式可以帮助我们计算水蒸气的饱和水蒸气压力和饱和水蒸气密度。
例如，如果我们知道了温度，我们可以使用饱和水蒸气压力的计算公式来计算饱和水蒸气压力。
同样地，如果我们知道了饱和水蒸气压力、气体常数和温度，我们可以使用饱和水蒸气密度的计算公式来计算饱和水蒸气密度。
水和水蒸气的性质计算公式在许多领域有广泛的应用。
例如，在工程设计中，我们需要知道水的性质来设计水管、锅炉等设备。
在科学研究中，我们需要知道水的性质来进行实验和模拟。
此外，水和水蒸气的性质计算公式还在气象学、能源工程、环境科学等领域有重要的应用。
总结起来，水和水蒸气的性质计算公式可以帮助我们计算水和水蒸气的密度、比热容、膨胀系数、饱和水蒸气压力和饱和水蒸气密度等性质。
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200 473.15 1.5551 0.00115650.12714825.4 279.412.33076.4289
300 573.15 8.5917 0.00140410.02162134.54 274.483.25595.7038
饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）
p / MPa
r kJ
/ kg
t / oC
干饱和蒸汽
饱和水
对干度x的说明： x = 0 饱和水 x = 1 干饱和蒸汽 0≤x ≤1 在过冷水和过热蒸汽区域，x无意义
水和水蒸气性质及其应用
湿饱和蒸汽区状态参数的确定
如果有1kg湿蒸气，干度为x, 即有xkg 饱和蒸汽，(1-x)kg饱和水。
h xh " (1 x )h ' v xv " (1 x )v ' s xs " (1 x ) s '
水和水蒸气性质及其应用
水和水蒸气状态参数确定的原则
1、未饱和水及过热蒸汽 确定任意两个独立参数，如：p、T
2、饱和水和干饱和蒸汽 确定p或T
3、湿饱和蒸汽 除p或T外，其它参数与两相比例有关
水和水蒸气性质及其应用
两相比例由干度x确定
定义 x干 湿 饱 饱 和 和 蒸 蒸 汽 汽 质 质 量 量 ＝ m vm vm f
e3
Tc
e2
b3
b2
b1
c3
c2
d
3d
2
c1
d1
e1 B
s
水和水蒸气性质及其应用
§7-4 水和水蒸气状态参数及其图表
状态公理：简单可压缩系统，两个独立变量
未饱和水及过热蒸汽，一般已知p、T即可
饱和水和干饱和蒸汽，只需确定p或T 湿饱和蒸汽， p和T不独立，汽液两相
1875年，吉布斯提出了吉布斯相律
v'
/
m3
/
k
v"
g
m
3
/
k
gh' kJh" / kg kJ
/ kg
s ' / kJ / ( kg K )
水蒸气 在空气中含量极小，当作理想气体
一般情况下，为实际气体，使用图表
18世纪，蒸气机的发明，是唯一工质 直到内燃机发明，才有燃气工质 目前仍是火力发电、核电、供暖、化工的工质 优点: 便宜，易得，无毒，
膨胀性能好，传热性能好
水和水蒸气性质及其应用
§ 7-1 纯物质的热力学面及相图
物质有三种聚集状态：固态、液态、气态 水的三态： 冰、水、蒸汽
v'
/
m3
/
k
v"
g
m
3
/
k
g
h'
h"
s ' / kJ /
kJ / kg kJ / kg ( kg K )
s " / kJ / ( kg K )
0.01 273.160.0006110.00100022206.1750.000614250.010.00009.1562
100 373.150.1013250.00104371.6738 419.06 267.631.3069 7.3564
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
水和水蒸气性质及其应用
饱和状态
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
放掉一些水，Ts不变， ps？
Ts
ps
ps=1.01325bar 青藏ps=0.6bar 高压锅ps=1.6bar
Ts=100 ℃ Ts=85.95 ℃
水和水蒸气T性s质=及1其1应3用.32 ℃
饱和固线
T v
水和水蒸气性质及其应用
汽相和液相
过热器
锅 炉
汽轮机
因固相不流动， 更关心汽液两相
发电机
凝 汽 器
冰蓄冷
给水泵
水和水蒸气性质及其应用
§7-2 汽化与饱和
汽化: 由液态变成气态的物理过程 (不涉及化学变化)
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
(气体和液体均处在饱和状态下)
过热蒸汽 过热度 t t 水和水蒸气性质及其应用 过热 ts
p-v图，T-s图上的水蒸气定压加热过程 一点，二线，三区，五态
p
pc
a3 b3
a2 b2
T
C p pc
c3 d3 e3
T Tc Tc
c2 d 2 e2
Tc
a1 b1
c1
A
d 1 e1 BaA1 a 2 a 3
v
p pc p c
C
T
热力学面：以p,v,T表示的物质各种状态 的曲面
水和水蒸气性质及其应用
水的热力学面
单相区
液
p
气
固--液
p
两相区
液--气
T
T
固
v
固--气 v
六个区：三个单相区、三个两相区 水和水蒸气性质及其应用
饱和线、三相线和临界点
饱和液线
临界点
p
饱和气线
三相线
饱和固线
T v
四个线：三个饱和线、一个三相线
一个点：临界点 水和水蒸气性质及其应用
水和水蒸气的 性质及其应用
水和水蒸气性质及其应用
基本知识点 水蒸气的产生过程、水蒸气状态参数的 确定、水蒸气图表的结构和应用、水蒸气在
热力过程中功量和热量的计算。
本章重点： 工业上水蒸气的定压生成过程，学会使用水 蒸气热力学性质的图表，并能熟练的运用于
各种热力过程的计算。
水和水蒸气性质及其应用
水和水蒸气是实际气体!
yx"y(1x)y'
x
y y' y" y'
已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度x
水和水蒸气性质及其应用
h ,v ,s
水和水蒸气表
两类 1、饱和水和干饱和蒸汽表 2、未饱和水和过热蒸汽表
水和水蒸气性质及其应用
饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）
t / oC
T/K
p / MPa
v > v’’ h > h’’ s > s’’
水预热
汽化
过热
水和水蒸气性质及其应用
水蒸气定压发生过程说明
(1) QUWUpdV
UpVU(pV)H
(2) SSf Sg0
只有熵加热时永远增加
(3) 理想气体 h f (T )
实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加
h''h' 汽化潜热
(4) 未饱和水 过冷度 t过冷ts t 过冷水
§7-3 水蒸气的定压发生过程
t < ts
t = ts t = ts
t = ts
t > ts
未饱和水 饱和水 饱和湿蒸汽 饱和干蒸汽 过热蒸汽
v < v’ h < h’ s < s’
v = v’ v ’< v <v’’ v = v’’ h = h’ h ’< h <h’’ h = h’’ s = s’ s ’< s <s’’ s = s’’
思考题
1. 溜冰冰刀 2. 北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相 3. 有没有500ºC的水？ 没有。t>374.16 ℃ 4. 有没有-3 ℃ 的蒸汽？ 有 5. 一密闭容器内有水的汽液混合物，对其
加热，是否一定能变成蒸汽？
水和水蒸气性质及其应用
饱和线、三相线和临界点
饱和液线
临界点
p
饱和气线
三相线