热力学教学讲解课件

3.9纯物质相变区的状态及参数坐标图

3.9纯物质相变区的状态及参数坐标图

1水和水蒸气是实际气体的代表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，传热性能好是其它实际气体的代表水和水蒸气是实际气体的代表水蒸气在空气中含量极小，当作理想气本章主要内容1.实际工质的物性3.水蒸气图表的结构和应用2.水蒸气的产生过程水蒸气蒸气蒸汽SteamVaporWaterVapor本章主要内容1.实际工质的物性3.水蒸气图表的结构和应用3.9.1纯物质的热力学面P-T-v物质三种聚集状态：固态、液态、气态热力学面P-T-v

：以p,v,T表示的物质各种状态的曲面水的三态：冰、水、蒸汽Puresubstance

Solid

Liquid

Gas

Ice

Water

Steam

3.9.1纯物质的热力学面P-T-v物质三种聚集状态：固水的热力学面两相区单相区气液固pvT六个区：三个单相区、三个两相区液--气固--气固--液pvT水的热力学面两相区单相区气液固pvT六个区：三个单相区、三个饱和线、三相线和临界点pv四个线：三个饱和线、一个三相线饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点一个点：临界点SaturationlineTripleline饱和线、三相线和临界点pv四个线：三个饱和线、一个三相线饱和临界点Criticalpoint水的临界点状态饱和液线与饱和气线的交点气液两相共存的pmax,Tmax等温线是鞍点临界点临界点Criticalpoint水的临界点状态饱和液线与饱3.9.2纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体升华线升华线凝固线凝固线汽化线汽化线3.9.2纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质p-Tdiagram

ofpuresubstancespTLiquidVaporSolidTriplepointCriticalpointFluidSublimationMeltingVaporizationp-Tdiagramofpuresubstances思考题没有。t>374.16℃有3.有没有500ºC的水？1.溜冰冰刀2.北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相4.有没有-3℃的蒸汽？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？思考题没有。t>374.16℃有3.有没有5纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点饱和线、三相线和临界点pv饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点饱和线、三相线和临界点pv饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临汽相和液相锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器因固相不流动，更关心汽液两相冰蓄冷汽相和液相锅汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器因固相不流动，更关3.9.3P-v图和T-s图沸腾：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)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BoilVaporization汽化与饱和3.9.3P-v图和T-s图沸腾：表面和液体内部同时发生的汽饱和状态Saturationstate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？Tspsps=1.01325barTs=100℃青藏ps=0.6barTs=85.95℃高压锅ps=1.6barTs=113.32℃SaturationtemperatureSaturationpressure饱和状态Saturationstate饱和状态：汽化与凝结纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体汽化线汽化线纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点水蒸气的定压发生过程t<tst=tst=tst=tst>tsv<v’v=v’v=v’’v’<v<v’’v>v’’未饱和水饱和水饱和湿蒸汽饱和干蒸汽过热蒸汽h<h’h=h’h=h’’h’<h<h’’h>h’’s<s’s=s’s=s’’s’<s<s’’s>s’’水预热汽化过热水蒸气的定压发生过程t<tst=tst=tst水蒸气定压发生过程说明(1)(2)(3)理想气体实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加汽化潜热(4)未饱和水过冷度过冷水过热蒸汽过热度只有熵加热时永远增加水蒸气定压发生过程说明(1)(2)(3)理想气体实际气体StateofLiquidandvapor未饱和液，过冷液饱和液饱和湿蒸气饱和蒸气过热蒸气SaturatedliquidSaturatedvaporSaturatedliquid-vapormixtureSuperheatedvaporCompressedliquidSubcooledliquid汽化潜热LatentheatofVaporization压缩液StateofLiquidandvapor未饱和液，sp-v图，T-s图上的水蒸气定压加热过程一点，二线，三区，五态sp-v图，T-s图上的水蒸气定压加热过程一点，二线，三区，等压线上饱和态参数ptsv’(m3/kg)v’’s’s’’kJ/(kg.K)0.0061120.010.00100022206.1750.09.15621.099.630.00104341.69461.30277.36085.0151.850.00109280.374811.86046.821550.0263.920.00128580.039412.92095.9712221.29374.150.003260.003264.4294.429(bar)(℃)bdbd等压线上饱和态参数ptsv’(m3/kg)v’’s’s’’k定压加热线与饱和液线相近的说明当忽略液体cp变化，不同的p，液体近似不可压，v不变对每个不变的TIncompressiblesubstance定压加热线与饱和液线相近的说明当忽略液体cp变化，不同的p，

3.9纯物质相变区的状态及参数坐标图

3.9纯物质相变区的状态及参数坐标图

23水和水蒸气是实际气体的代表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，传热性能好是其它实际气体的代表水和水蒸气是实际气体的代表水蒸气在空气中含量极小，当作理想气本章主要内容1.实际工质的物性3.水蒸气图表的结构和应用2.水蒸气的产生过程水蒸气蒸气蒸汽SteamVaporWaterVapor本章主要内容1.实际工质的物性3.水蒸气图表的结构和应用3.9.1纯物质的热力学面P-T-v物质三种聚集状态：固态、液态、气态热力学面P-T-v

：以p,v,T表示的物质各种状态的曲面水的三态：冰、水、蒸汽Puresubstance

Solid

Liquid

Gas

Ice

Water

Steam

3.9.1纯物质的热力学面P-T-v物质三种聚集状态：固水的热力学面两相区单相区气液固pvT六个区：三个单相区、三个两相区液--气固--气固--液pvT水的热力学面两相区单相区气液固pvT六个区：三个单相区、三个饱和线、三相线和临界点pv四个线：三个饱和线、一个三相线饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点一个点：临界点SaturationlineTripleline饱和线、三相线和临界点pv四个线：三个饱和线、一个三相线饱和临界点Criticalpoint水的临界点状态饱和液线与饱和气线的交点气液两相共存的pmax,Tmax等温线是鞍点临界点临界点Criticalpoint水的临界点状态饱和液线与饱3.9.2纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体升华线升华线凝固线凝固线汽化线汽化线3.9.2纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质p-Tdiagram

ofpuresubstancespTLiquidVaporSolidTriplepointCriticalpointFluidSublimationMeltingVaporizationp-Tdiagramofpuresubstances思考题没有。t>374.16℃有3.有没有500ºC的水？1.溜冰冰刀2.北方冬天晾在外边的衣服，是否经过液相4.有没有-3℃的蒸汽？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？思考题没有。t>374.16℃有3.有没有5纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点饱和线、三相线和临界点pv饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临界点饱和线、三相线和临界点pv饱和气线三相线饱和液线饱和固线T临汽相和液相锅炉汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器因固相不流动，更关心汽液两相冰蓄冷汽相和液相锅汽轮机发电机给水泵凝汽器过热器因固相不流动，更关3.9.3P-v图和T-s图沸腾：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)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BoilVaporization汽化与饱和3.9.3P-v图和T-s图沸腾：表面和液体内部同时发生的汽饱和状态Saturationstate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？Tspsps=1.01325barTs=100℃青藏ps=0.6barTs=85.95℃高压锅ps=1.6barTs=113.32℃SaturationtemperatureSaturationpressure饱和状态Saturationstate饱和状态：汽化与凝结纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点临界点临界点流体流体汽化线汽化线纯物质的p-T相图ppTT液液气气固固水一般物质三相点三相点水蒸气的定压发生过程t<tst=tst=tst=tst>tsv<v’v=v’v=v’’v’<v<v’’v>v’’未饱和水饱和水饱和湿蒸汽饱和干蒸汽过热蒸汽h<h’h=h’h=h’’h’<h<h’’h>h’’s<s’s=s’s=s’’s’<s<s’’s>s’’水预热汽化过热水蒸气的定压发生过程t<tst=tst=tst水蒸气定压发生过程说明(1)(2)(3)理想气体实际气体汽化时，T＝Ts不变，但h增加汽化潜热(4)未饱和水过冷度过冷水过热蒸汽过热度只有熵加热时永远增加水蒸气定压发生过程说明(1)(2)(3)理想气体实际气体StateofLiquidandvapor未饱和液，过冷液饱和液饱和湿蒸气饱和蒸气过热蒸气SaturatedliquidSaturatedvaporSaturat