第六章
水和水蒸气的性质
The property of water
and vapor
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
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
4,水蒸气热力过程
2,水蒸气的产生过程
水蒸 气 蒸气蒸 汽
Steam Vapor
§ 6-1 纯物质的热力学面及相图
物质三种聚集状态,固态, 液态, 气态
热力学面,以 p,v,T表示的物质各种状态
的曲面
水的三态,冰, 水, 蒸汽
Pure substance
Solid Liquid Gas
Ice Water Steam
水的热力学面
两相区单相区 气
液
固
p
v
T
六个区：三个单相区、三个两相区
液 --气
固 --气
固 --液
p
v
T
饱和线、三相线和临界点
p
v
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
t p t p6 1 1, 2 P a,2 7 3, 1 6 KpT??
Saturation line Triple line
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？
饱和线、三相线和临界点
p
v
饱和气线
三相线
饱和液线
饱和固线
T
临界点
§ 6-2 汽化与饱和
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
Boil
Vaporization
饱和状态 Saturation state
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 Ts=100 ℃
青藏 ps=0.6bar Ts=85.95 ℃
高压锅 ps=1.6bar Ts=113.32 ℃
Saturation temperature
Saturation pressure
§ 6-3 水蒸气的定压发生过程
t < ts t = ts t = ts t = ts t > ts
v < 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
水蒸气定压发生过程说明
(1)
()
Q U W U p d V
U p V U p V H
? ? ? ? ? ?
? ? ? ? ? ? ? ? ? ?
?
(2)
fg 0S S S? ? ? ? ? ?
(3) 理想气体 ()h f T?
实际气体汽化时,T＝ Ts不变，但 h增加
'' 'hh ??? 汽化潜热
(4) 未饱和水 过冷度 st t t? ? ?过冷 过冷水
过热蒸汽 过热度
st t t? ? ?过热
只有熵加热时永远增加
State of Liquid and vapor
未饱和液，过冷液
饱和液
饱和湿蒸气
饱和蒸气
过热蒸气
Saturated liquid
Saturated vapor
Saturated liquid-vapor mixture
Superheated vapor
Compressed liquid
Subcooled liquid
汽化潜热 Latent heat of Vaporization
压缩液
水和水蒸气的性质
The property of water
and vapor
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
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
4,水蒸气热力过程
2,水蒸气的产生过程
水蒸 气 蒸气蒸 汽
Steam Vapor
§ 6-1 纯物质的热力学面及相图
物质三种聚集状态,固态, 液态, 气态
热力学面,以 p,v,T表示的物质各种状态
的曲面
水的三态,冰, 水, 蒸汽
Pure substance
Solid Liquid Gas
Ice Water Steam
水的热力学面
两相区单相区 气
液
固
p
v
T
六个区：三个单相区、三个两相区
液 --气
固 --气
固 --液
p
v
T
饱和线、三相线和临界点
p
v
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
t p t p6 1 1, 2 P a,2 7 3, 1 6 KpT??
Saturation line Triple line
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？
饱和线、三相线和临界点
p
v
饱和气线
三相线
饱和液线
饱和固线
T
临界点
§ 6-2 汽化与饱和
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
Boil
Vaporization
饱和状态 Saturation state
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 Ts=100 ℃
青藏 ps=0.6bar Ts=85.95 ℃
高压锅 ps=1.6bar Ts=113.32 ℃
Saturation temperature
Saturation pressure
§ 6-3 水蒸气的定压发生过程
t < ts t = ts t = ts t = ts t > ts
v < 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
水蒸气定压发生过程说明
(1)
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Q U W U p d V
U p V U p V H
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(2)
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(3) 理想气体 ()h f T?
实际气体汽化时,T＝ Ts不变，但 h增加
'' 'hh ??? 汽化潜热
(4) 未饱和水 过冷度 st t t? ? ?过冷 过冷水
过热蒸汽 过热度
st t t? ? ?过热
只有熵加热时永远增加
State of Liquid and vapor
未饱和液，过冷液
饱和液
饱和湿蒸气
饱和蒸气
过热蒸气
Saturated liquid
Saturated vapor
Saturated liquid-vapor mixture
Superheated vapor
Compressed liquid
Subcooled liquid
汽化潜热 Latent heat of Vaporization
压缩液
