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1、第3章 纯物质流体的热力学性质与计算1第1页，共98页，编辑于2022年，星期二第第3章章 纯物质纯物质(流体流体)的热力学的热力学性质与计算性质与计算2第2页，共98页，编辑于2022年，星期二引言引言 可直接测量性质可直接测量性质：压力压力(p)、比容比容(V)、温度温度(T)不可直接测量性质不可直接测量性质：焓焓(H)、熵熵(S)、热力学能热力学能(U)、Gibbs函数函数(G)、Helmholtz函数函数(A)、逸度逸度(f)等。等。2.流体有哪些性质流体有哪些性质?流体是液体和气体的总称。流体是液体和气体的总称。流体是由大量的、不断地做热运动而且无固定平衡流体是由大量的、不断地做热运
2、动而且无固定平衡 位置的分子构成的，它的基本特征是位置的分子构成的，它的基本特征是没有一定的形没有一定的形 状和具有流动性。状和具有流动性。流体都有一定的可压缩性。流体都有一定的可压缩性。1.什么是流体什么是流体?3第3页，共98页，编辑于2022年，星期二3.纯流体热力学性质的研究方法纯流体热力学性质的研究方法可测性质可测性质T，p，V，cp不可测性质不可测性质H，U，S，G，f热力学基本方程热力学基本方程将不能直接测量的热力学性质表达成为将不能直接测量的热力学性质表达成为p-V-T的函数的函数;并结合状态方程，并结合状态方程，得到从得到从p-V-T关系推算其他热力学性质的具体关系式。关系推
3、算其他热力学性质的具体关系式。4第4页，共98页，编辑于2022年，星期二3.1 热力学性质间的关系热力学性质间的关系 3.2 单相系统的热力学性质单相系统的热力学性质 3.3 用剩余性质计算系统的热力学性质用剩余性质计算系统的热力学性质 3.4 用状态方程计算热力学性质用状态方程计算热力学性质 3.5 气体热力学性质的普遍化关系气体热力学性质的普遍化关系3.6 纯组分的逸度与逸度系数纯组分的逸度与逸度系数 3.7 纯物质饱和热力学性质计算纯物质饱和热力学性质计算 3.8 热力学图表热力学图表 u本章主要内容本章主要内容5第5页，共98页，编辑于2022年，星期二3.1 热力学性质之间的关系热
4、力学性质之间的关系适用条件：适用条件：均相封闭系统，可用于单相或多相系统。均相封闭系统，可用于单相或多相系统。1.热力学基本方程热力学基本方程6第6页，共98页，编辑于2022年，星期二2.点函数间的数学关系点函数间的数学关系 u 基本关系式基本关系式或或7第7页，共98页，编辑于2022年，星期二循环关系式：循环关系式：3.Maxwell 关系式关系式8第8页，共98页，编辑于2022年，星期二另一组方程另一组方程 9第9页，共98页，编辑于2022年，星期二 4.Maxwell关系式的应用关系式的应用（2）（1）10第10页，共98页，编辑于2022年，星期二（3）（4）（5）11第11页
5、，共98页，编辑于2022年，星期二3.2 单相系统的热力学性质单相系统的热力学性质 1)S的关系式的关系式 12第12页，共98页，编辑于2022年，星期二13第13页，共98页，编辑于2022年，星期二2)U的关系式的关系式 将将以上的以上的dS方程代入方程代入14第14页，共98页，编辑于2022年，星期二3)H的关系式的关系式 利用前面推导利用前面推导的的dS方程代入方程代入15第15页，共98页，编辑于2022年，星期二理想气体的焓仅为理想气体的焓仅为温度温度的函数，而与压力无关的函数，而与压力无关u理想气体的热力学性质理想气体的热力学性质16第16页，共98页，编辑于2022年，星
6、期二证明：证明：代入代入 定义式，得定义式，得理想气体理想气体例例3.1 试证明下列关系式：试证明下列关系式：式中式中 分别为体积膨胀系数和等温压缩系数，即分别为体积膨胀系数和等温压缩系数，即17第17页，共98页，编辑于2022年，星期二证明：证明：将以上两式代入将以上两式代入例例3.2 试证明，以试证明，以T、V为自变量为自变量时，焓变为时，焓变为18第18页，共98页，编辑于2022年，星期二为了为了解决真实气体热力学函数变化解决真实气体热力学函数变化,如焓差、熵差等的计算，如焓差、熵差等的计算，引入一个新的概念引入一个新的概念剩余性质剩余性质。气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度下
7、，当气体处气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度下，当气体处于理想状态下热力学性质之间的差值。于理想状态下热力学性质之间的差值。l其中其中M=V，U，H，S，G，A，cp，cV，l是一个假想的概念是一个假想的概念 3.3 用剩余性质计算系统的热力学性质用剩余性质计算系统的热力学性质u剩余性质定义：剩余性质定义：19第19页，共98页，编辑于2022年，星期二引入剩余性质的意义引入剩余性质的意义人们并不知道人们并不知道U、H、A、G这些函数的绝对值；这些函数的绝对值；人们只关心它们随状态改变的变化值。人们只关心它们随状态改变的变化值。因而引入一个新函数，来表征因而引入一个新函数，来表征新状态新
8、状态与与参考态参考态的差异的差异将参考态设为理想气体状态，更为简便！20第20页，共98页，编辑于2022年，星期二理想气体理想气体Hig，Sig的计算的计算l从参考态从参考态理想气体也有偏离函数？理想气体也有偏离函数？21第21页，共98页，编辑于2022年，星期二真实气体状态真实气体状态H和和S的关系式的关系式 u其他性质的计算其他性质的计算22第22页，共98页，编辑于2022年，星期二剩余性质剩余性质MR的的计算公式计算公式等温条件对等温条件对p微分微分 23第23页，共98页，编辑于2022年，星期二p0时，真实气体时，真实气体理想气体理想气体（M=H,S）HR、SR的计算公式的计算
9、公式24第24页，共98页，编辑于2022年，星期二p0时，真实气体时，真实气体理想气体理想气体（M=H,S）HR、SR的计算公式的计算公式l剩余焓和剩余熵的计算方法剩余焓和剩余熵的计算方法状态方程法状态方程法普遍化关系法普遍化关系法25第25页，共98页，编辑于2022年，星期二3.4 用状态方程计算热力学性质用状态方程计算热力学性质u真实气体状态方程常将真实气体状态方程常将p表示为表示为V，T的的函数，推算热力学性质时，需先将函数，推算热力学性质时，需先将式中的式中的 转化为转化为 的形式。的形式。u计算计算 的关键在于计算的关键在于计算或或(1)和和(2)代入代入(1)(2)26第26页
10、，共98页，编辑于2022年，星期二l 适合于以适合于以p为显函数的状态方程为显函数的状态方程以以RK方程方程为例为例27第27页，共98页，编辑于2022年，星期二RK方程方程将上式和将上式和RK方程代入方程代入HR、SR关系式关系式同理，亦可同理，亦可列出其他常用状态方程的剩余焓、剩余熵表达式。列出其他常用状态方程的剩余焓、剩余熵表达式。28第28页，共98页，编辑于2022年，星期二u对比态原理可以作为高压下的热力学函数时的近似计算方法。对比态原理可以作为高压下的热力学函数时的近似计算方法。u根据条件不同，选择普遍化维里系数法或普遍化压缩根据条件不同，选择普遍化维里系数法或普遍化压缩因子
11、法。因子法。u普遍化方法的特点：普遍适用，精度低。既可用公式计算，普遍化方法的特点：普遍适用，精度低。既可用公式计算，也可采用图表测算。也可采用图表测算。3.5 气体热力学性质的普遍化关系气体热力学性质的普遍化关系 29第29页，共98页，编辑于2022年，星期二 （等温）（等温）（等温）（等温）u普遍化关系式普遍化关系式以压缩因子为基础以压缩因子为基础30第30页，共98页，编辑于2022年，星期二（1）普遍化维里系数法）普遍化维里系数法31第31页，共98页，编辑于2022年，星期二，对应态原理对应态原理32第32页，共98页，编辑于2022年，星期二（2）普遍化压缩因子法）普遍化压缩因子
12、法33第33页，共98页，编辑于2022年，星期二可从图表获取数据可从图表获取数据实际运算式借用的形式34第34页，共98页，编辑于2022年，星期二图图3-1 普遍化焓差图普遍化焓差图(一一)图图3-2 普遍化焓差图普遍化焓差图(二二)-35第35页，共98页，编辑于2022年，星期二图图3-3 普遍化熵差图普遍化熵差图(一一)图图3-4 普遍化熵差图普遍化熵差图(二二)-36第36页，共98页，编辑于2022年，星期二解：解：例例3-3 试用普遍化方法计算丙烷气体在试用普遍化方法计算丙烷气体在378K、0.507MPa下的剩下的剩余焓和剩余熵。余焓和剩余熵。此状态位于此状态位于p25图图2
13、-6曲线上方，故采用普遍化第二曲线上方，故采用普遍化第二维里系数计算维里系数计算37第37页，共98页，编辑于2022年，星期二38第38页，共98页，编辑于2022年，星期二39第39页，共98页，编辑于2022年，星期二u真实流体焓变和熵变的计算途径真实流体焓变和熵变的计算途径Real GasReal GasIdeal GasIdeal Gas11*2*240第40页，共98页，编辑于2022年，星期二例例3.5 计算计算1-丁烯在丁烯在477.4K和和6.89MPa时的的时的的V、U、H和和S。设饱和液态的设饱和液态的1-丁烯在丁烯在273K时的时的H和和S为零。为零。已知已知1-丁烯的
14、物性为：丁烯的物性为：解：解：41第41页，共98页，编辑于2022年，星期二图图3-6 H与与S的计算途径的计算途径 42第42页，共98页，编辑于2022年，星期二步骤步骤(1)代表代表1-丁烯在丁烯在273K时汽化。用下式估算蒸气压时汽化。用下式估算蒸气压pS：利用正常沸点和临界点的数据求出利用正常沸点和临界点的数据求出A和和B代入上式代入上式Riedel公式：公式：43第43页，共98页，编辑于2022年，星期二利用利用Watson公式：公式：步骤步骤(2)在在T1、p1下将下将1-丁烯饱和蒸气转变为理想气体状态。丁烯饱和蒸气转变为理想气体状态。利用普遍化利用普遍化Virial系数法系
15、数法 44第44页，共98页，编辑于2022年，星期二 45第45页，共98页，编辑于2022年，星期二(3)在理想气体状态下，从在理想气体状态下，从273K和和0.127MPa477.4K和和6.89MPa。(4)在在T2、p2下将下将1-丁烯从理想气体状态转变为真实气体状态。丁烯从理想气体状态转变为真实气体状态。46第46页，共98页，编辑于2022年，星期二47第47页，共98页，编辑于2022年，星期二T1=273K，p1=0.127MPa（液相）（液相）H(T1,p1)=S(T1,p1)=0T2=473.15K，p2=7MPa（蒸汽）（蒸汽）H(T2,p2)=？S(T2,p2)=？V
16、2=？系统的变化过程是系统的变化过程是若用软件用若用软件用PR方程计算具体过程如下：方程计算具体过程如下：48第48页，共98页，编辑于2022年，星期二p/MPaV/(cm3/mol)T=273KT=477.4Kp=6.89MPap=0.127 MPaH1=S1=0H2=S2=?ig49第49页，共98页，编辑于2022年，星期二50第50页，共98页，编辑于2022年，星期二使用使用PR方程计算热力学性质的计算过程：方程计算热力学性质的计算过程：输入临界参数、偏心因子。输入临界参数、偏心因子。计算方程常数计算方程常数 a，b 求体积根求体积根 计算性质计算性质(p48表表3.1)51第51
17、页，共98页，编辑于2022年，星期二52第52页，共98页，编辑于2022年，星期二53第53页，共98页，编辑于2022年，星期二54第54页，共98页，编辑于2022年，星期二55第55页，共98页，编辑于2022年，星期二PR方程计算出初态方程计算出初态 （液相）性质（液相）性质PR方程计算出终态方程计算出终态（蒸汽）性质（蒸汽）性质56第56页，共98页，编辑于2022年，星期二结果结果再计算理想气体的校正部分再计算理想气体的校正部分l两者计算结果较接近两者计算结果较接近57第57页，共98页，编辑于2022年，星期二上式只定义了逸度的相对变化，无法确定其绝对值。规定上式只定义了逸度
18、的相对变化，无法确定其绝对值。规定 表明，理想气体的逸度与压力相等。表明，理想气体的逸度与压力相等。3.6.1 逸度和逸度系数的定义逸度和逸度系数的定义3.6 纯组分的逸度与逸度系数纯组分的逸度与逸度系数等温等温u理想气体理想气体u真实气体，用真实气体，用f代替代替p58第58页，共98页，编辑于2022年，星期二引入逸度系数：引入逸度系数：l理想气体的逸度系数等于理想气体的逸度系数等于1；真实气体的逸度系数可大于；真实气体的逸度系数可大于1，也，也 可小于可小于1，它是温度、压力的函数；，它是温度、压力的函数；定义：逸度与压力的比值。定义：逸度与压力的比值。l逸度可视作校正的压力。逸度可视作
19、校正的压力。l逸度的单位与压力相同，逸度系数是无因次的；逸度的单位与压力相同，逸度系数是无因次的；59第59页，共98页，编辑于2022年，星期二u逸度定义的积分形式逸度定义的积分形式理想气体状态理想气体状态真实气体状态真实气体状态60第60页，共98页，编辑于2022年，星期二逸度和逸度系数描述相平衡逸度和逸度系数描述相平衡l纯物质气液平衡准则纯物质气液平衡准则l纯物质的汽、液两相达到平衡时纯物质的汽、液两相达到平衡时 或或l计算纯物质气液平衡的基础计算纯物质气液平衡的基础 61第61页，共98页，编辑于2022年，星期二3.6.2 纯气体逸度（系数）的计算纯气体逸度（系数）的计算62第62
20、页，共98页，编辑于2022年，星期二（1）状态方程）状态方程(立方型立方型)法法（2）Virial方程法方程法（3）对应状态原理法）对应状态原理法(又称查图或查表法又称查图或查表法)（4）剩余性质法）剩余性质法u逸度及逸度系数的计算方法逸度及逸度系数的计算方法63第63页，共98页，编辑于2022年，星期二状态方程中，易于写成V为变量的表达式表示成pVT的形式（1）利用）利用状态方程法状态方程法64第64页，共98页，编辑于2022年，星期二现以现以R-K方程方程为例代入求解为例代入求解 p60表表3-2 列出了常用状态方程的逸度系数表达式列出了常用状态方程的逸度系数表达式 65第65页，共
21、98页，编辑于2022年，星期二对比态转换图图表表法法计计算算法法（2）利用对比）利用对比态原理法态原理法66第66页，共98页，编辑于2022年，星期二解：解：查附录查附录2.4例例3-6 试估算试估算1-丁烯在丁烯在473.15K及及7MPa下的的逸度。下的的逸度。67第67页，共98页，编辑于2022年，星期二例例3.7 用普遍化方法计算正丁烷在用普遍化方法计算正丁烷在460K和和1.52MPa下的逸度。下的逸度。68第68页，共98页，编辑于2022年，星期二解：解：例例3.7 用普遍化方法计算正丁烷在用普遍化方法计算正丁烷在460K和和1.52MPa下的逸度。下的逸度。69第69页，
22、共98页，编辑于2022年，星期二3.6.3 温度温度和压力对逸度的影响和压力对逸度的影响或或u温度对逸度的影响温度对逸度的影响70第70页，共98页，编辑于2022年，星期二p另一种推导方法：另一种推导方法：u压力对逸度的影响压力对逸度的影响71第71页，共98页，编辑于2022年，星期二压力不太高时，液体不被压缩。3.6.4 纯液体纯液体的逸度表达式的逸度表达式Poynting因子汽液平衡时成立？72第72页，共98页，编辑于2022年，星期二u如果在低压条件下如果在低压条件下u如果蒸汽相视为理想气体如果蒸汽相视为理想气体仅是温度的函数仅是温度的函数73第73页，共98页，编辑于2022年
23、，星期二3.7 纯物质的饱和热力学性质计算纯物质的饱和热力学性质计算u气液平衡状态的饱和性质除气液平衡状态的饱和性质除T,ps外，还包括外，还包括 各相的性质如各相的性质如MSV,MSL (M=V,U,H,S,G,A,cp,cV,f,HR,SR 等等)相变过程性质变化如相变过程性质变化如 ZVap,HVap,SVap等等 u纯物质处于气液平衡状态时，只有纯物质处于气液平衡状态时，只有1个自由度个自由度温度温度T或压力或压力p。只要。只要指定其中一个强度性质，系统的性质就确定下来。通常指定指定其中一个强度性质，系统的性质就确定下来。通常指定T(TTc)，或或p(ppc)u蒸汽压蒸汽压ps与温度与
24、温度T的关系是最重要的相平衡关系（的关系是最重要的相平衡关系（p-T图的汽化曲线）图的汽化曲线）74第74页，共98页，编辑于2022年，星期二c3.7.1 纯组分的汽液平衡原理纯组分的汽液平衡原理汽液平衡准则汽液平衡准则:图图3-7 纯物质纯物质p-V图上的等温线和汽液平衡图上的等温线和汽液平衡(S-S-)75第75页，共98页，编辑于2022年，星期二u饱和性质计算饱和性质计算 纯物质处于气液平衡状态时，共有纯物质处于气液平衡状态时，共有4个性质，即个性质，即T，p，VSV，VSL；独立变量独立变量T或或p只有只有1个，需要个，需要3个方程方可求解。个方程方可求解。3.7.2 饱和热力学性
25、质计算饱和热力学性质计算适用于气、液两相的状态方程适用于气、液两相的状态方程 方程方程 (T,VSV)=(T,VSL)或或 ln (T,VSV)/(T,VSL)=076第76页，共98页，编辑于2022年，星期二u汽化过程性质变化汽化过程性质变化77第77页，共98页，编辑于2022年，星期二利用利用PR方程，以计算方程，以计算ps为例（计算过程见框图）为例（计算过程见框图）u两类计算过程：两类计算过程：(1)已知已知T，计算饱和蒸气压，计算饱和蒸气压ps及其它饱和热力学性质；及其它饱和热力学性质；(2)已知已知ps，计算沸点温度及其它饱和热力学性质。，计算沸点温度及其它饱和热力学性质。联立联
26、立(1)(2)求解得到求解得到ps、VSV、VSL；进一步计算其它热力学性质；进一步计算其它热力学性质（2）（1）78第78页，共98页，编辑于2022年，星期二l 蒸气压初值蒸气压初值A=?B=?l ps的迭代式的迭代式 79第79页，共98页，编辑于2022年，星期二图图3-8状态方程计算纯物质的汽、液饱和热力学性质框图状态方程计算纯物质的汽、液饱和热力学性质框图80第80页，共98页，编辑于2022年，星期二3.8 纯组分两相系统的热力学性质及热力学图表纯组分两相系统的热力学性质及热力学图表3.8.1 纯组分两相系统热力学性质纯组分两相系统热力学性质x为气相质量分数或摩尔分数（通常称为干
27、度或为气相质量分数或摩尔分数（通常称为干度或品质）品质）运算规则符合杠杆定律81第81页，共98页，编辑于2022年，星期二（1）将）将p(压力压力)、V(比容比容)、T(温度温度)、H(焓焓)、S(熵熵)、x(干度干度)六个变量六个变量在同一张平面图中表达出来。在同一张平面图中表达出来。（2）重要的几种类型图为：）重要的几种类型图为：T-S(温熵温熵)图、图、lnpH(压焓压焓)图与图与H-S(焓熵焓熵)图。图。（3）了解热力学图中上述各变量的表达方法。）了解热力学图中上述各变量的表达方法。（4）热力学图表在能量分析中具有重要应用。）热力学图表在能量分析中具有重要应用。3.8.2 热力学性质
28、图表热力学性质图表 u性质表示法性质表示法 方程式方程式表示（便于数学计算，准确，计算量大）；表示（便于数学计算，准确，计算量大）；图示图示(直观直观)和和 表格表格（计算量小）（计算量小）u纯物质常用热力学性质图、表纯物质常用热力学性质图、表82第82页，共98页，编辑于2022年，星期二uT-S(温熵温熵)图特征图特征等温线等温线等熵线等熵线等压线：等压线：在两相区段为在两相区段为水平线；满足水平线；满足关系关系p1p2p3H2H3等比容线：满足关系等比容线：满足关系V1V2V3V4V5等干度线：满足关系等干度线：满足关系x1x2 x3x483第83页，共98页，编辑于2022年，星期二等
29、压线变化规律等压线变化规律ST小小用数学表示为：用数学表示为：由由Maxwell关系式知：关系式知：0 0 P P一定一定 T V T V T VT V 亦即：亦即：84第84页，共98页，编辑于2022年，星期二等焓线变化规律等焓线变化规律ST大大在在p p一定时一定时 T T，H H焓值大的等焓值大的等H H线在上边线在上边 85第85页，共98页，编辑于2022年，星期二等容线等容线变化规律变化规律ST大大在等在等T下，由下，由Maxwell式知式知:对任何气体，在对任何气体，在V一定时，一定时，T ，p 它说明了在它说明了在T一定时，随一定时，随 V，S 较较大大的的等等容容线线位位于
30、于熵熵值值较较大大的的一一边。边。86第86页，共98页，编辑于2022年，星期二l在在T-S图图上上还还可以用面可以用面积积表示内能表示内能和和焓焓的的变变化化由于由于而而uT-S 图的应用：图的应用：l可逆过程，热量在可逆过程，热量在T-S 图上表现为一面积，因图上表现为一面积，因等压线等压线1-2-3-4的的 l绝热可逆膨胀过程（等熵），以垂直线表示绝热可逆膨胀过程（等熵），以垂直线表示87第87页，共98页，编辑于2022年，星期二ulnpH(压焓压焓)图特征图特征等温线：在两相区段为等温线：在两相区段为水平线；并满足关系：水平线；并满足关系：T1T2T3T4等熵线：满足关系等熵线：满
31、足关系S1S2S3S4等压线等压线等焓线等焓线等比容线：满足等比容线：满足V1V2V3V4V5等干度线：满足关系等干度线：满足关系x1x2 x3x488第88页，共98页，编辑于2022年，星期二uH-S(焓熵焓熵)图特征图特征等温线：在两相区段等温线：在两相区段为水平线；并满足关系：为水平线；并满足关系：T1T2T3T4等压线：满足关系等压线：满足关系p1p2p3p4等焓线等焓线等干度线：满足关系等干度线：满足关系x1x2 x3x4等熵线等熵线lH-S图又称为图又称为Mollier图，化工计算中通常用于分析流动过程中的能图，化工计算中通常用于分析流动过程中的能量变化。量变化。uH-S图图的应
32、用：的应用：89第89页，共98页，编辑于2022年，星期二u热力学性质表热力学性质表l水蒸气表是收集最广泛、最完善的一种热力学性质表水蒸气表是收集最广泛、最完善的一种热力学性质表 l常用的水蒸气表分为三类：常用的水蒸气表分为三类：一类：过热蒸气和过冷水表一类：过热蒸气和过冷水表 另两类：以温度为序和以压力为序的饱和水蒸气表另两类：以温度为序和以压力为序的饱和水蒸气表 l水蒸气表中水蒸气表中H和和S值是以液态水的三相点值是以液态水的三相点(即在即在0和和0.6112kPa时时)的焓值和熵值为零计算得到。的焓值和熵值为零计算得到。90第90页，共98页，编辑于2022年，星期二例例3.8 在一刚
33、性的容器中装有在一刚性的容器中装有1kg水，其中汽相占水，其中汽相占90%(V)，压力是，压力是0.1985MPa，加热使液体水刚好汽化完毕，试确定终态的温度和压力，计，加热使液体水刚好汽化完毕，试确定终态的温度和压力，计算所需的热量，热力学能、焓、熵的变化。算所需的热量，热力学能、焓、熵的变化。解：解：封闭系统，等容过程，封闭系统，等容过程，W=0刚汽化完（终态是饱和蒸汽）时，刚汽化完（终态是饱和蒸汽）时，Q最小最小,p2=p2s91第91页，共98页，编辑于2022年，星期二查初态水蒸气性质表查初态水蒸气性质表性 质pSMPaU1Jg-1H1Jg-1S1Jg-1K-1V1/cm3g-1质量
34、m1g饱和液体0.2503.5503.711.52761.0603989.41饱和蒸汽2529.32706.37.1296891.910.59总性质524953(J)527035(J)1586.93(J K-1)/100092第92页，共98页，编辑于2022年，星期二终态：由于刚刚汽化完毕，故是一个饱和水蒸汽，其质量体积：终态：由于刚刚汽化完毕，故是一个饱和水蒸汽，其质量体积：查出终态有关性质查出终态有关性质(为便于查表，按为便于查表，按VSV=10.8cm3g-1）终态：计算结果表终态：计算结果表性质沸点或蒸汽压U2Jg-1H2Jg-1S2Jg-1K-1饱和蒸汽340或14.59MPa24
35、64.62622.05.3359总性质2464600(J)2622000(J)5335.9(J K-1)93第93页，共98页，编辑于2022年，星期二例例3.9 压力是压力是3MPa的饱和蒸汽置于的饱和蒸汽置于1000cm3的容器中，需要导出多少的容器中，需要导出多少热量方可使一半的蒸汽冷凝热量方可使一半的蒸汽冷凝?(可忽视液体水的体积可忽视液体水的体积)解：解：94第94页，共98页，编辑于2022年，星期二初态：初态：查得查得3MPa下饱和水蒸汽物性下饱和水蒸汽物性 水的总质量：水的总质量：冷凝的水量：冷凝的水量：终态：终态：忽略液体水的体积忽略液体水的体积 查表查表95第95页，共98
36、页，编辑于2022年，星期二查得的状态查得的状态1数据如下：数据如下：查表查表状态状态2必在两相区域必在两相区域 解：解：例例3.10 过热蒸气的状态为过热蒸气的状态为1.034MPa和和533K，通过喷嘴膨胀，出口，通过喷嘴膨胀，出口压力为压力为2.067MPa，如果是可逆绝热过程，并达到平衡，问蒸气在喷，如果是可逆绝热过程，并达到平衡，问蒸气在喷嘴出口的状态如何？嘴出口的状态如何？96第96页，共98页，编辑于2022年，星期二图图3-12 热力学性质图表制作原理示意图热力学性质图表制作原理示意图3.8.3 热力学性质图表制作原理热力学性质图表制作原理u利用利用T-S图制作热力学性质图表的
37、计算方法图制作热力学性质图表的计算方法(1)首先选定基准状态点首先选定基准状态点1(p1,T1)，并规定在该状态下饱和液体的焓和，并规定在该状态下饱和液体的焓和熵值均为零，即熵值均为零，即(2)计算点计算点2的焓和熵值的焓和熵值(3)计算点计算点3的焓和熵值的焓和熵值 97第97页，共98页，编辑于2022年，星期二(4)计算点计算点4的焓和熵值。若点的焓和熵值。若点4的压力足够低，可以看成理想气体的压力足够低，可以看成理想气体 处理，则处理，则(5)同理，点同理，点4与点与点5，点，点5与点与点6，点，点6与点与点7的焓差和熵差的计算方法的焓差和熵差的计算方法与以上方法相同。与以上方法相同。(6)两相区内的焓和熵值可由下式计算得到。两相区内的焓和熵值可由下式计算得到。98第98页，共98页，编辑于2022年，星期二