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1、第三章第三章气体与蒸汽的热力性质气体与蒸汽的热力性质为什么要研究为什么要研究工质的热力性质？工质的热力性质？1、理论需要。、理论需要。热力学研究：热力学研究：QW，能量转换是通过，能量转换是通过一定的热力过程使工质状态发生变化而实现的，热力一定的热力过程使工质状态发生变化而实现的，热力过程的过程的分析与计算需要分析与计算需要用到工质的热力性质。用到工质的热力性质。2、实践需要。、实践需要。实际热功转换是通过特定的热力过程实实际热功转换是通过特定的热力过程实现的，作为能量载体的工质，其性质将影响到：现的，作为能量载体的工质，其性质将影响到：如：如：需知道需知道p、v关系关系（1）特定热力过程能否
2、实现。特定热力过程能否实现。（2）能量转换效率的高低。）能量转换效率的高低。（3）热功设备的结构、效率、价格。热功设备的结构、效率、价格。3.1 理想气体及其状态方程理想气体及其状态方程 1、什么是理想气体？、什么是理想气体？满足以下两条假设的气体：满足以下两条假设的气体：（1）分子是完全弹性的、本身不占体积的质点；分子是完全弹性的、本身不占体积的质点；（2）分子之间没有作用力）分子之间没有作用力。实际气体：实际气体：不满足上述假设的气体。不满足上述假设的气体。好处：好处：使气体分子运动大为简化使气体分子运动大为简化实际实际：分子：分子 运动非直线、运动非直线、有碰撞损失，很难描述有碰撞损失，
3、很难描述理想理想：分子：分子 运动直线、无运动直线、无碰撞损失，可精确描述碰撞损失，可精确描述假设假设1实际实际：u=f (T，v)理想理想：u=f(T)假设假设22、理想气体状态方程理想气体状态方程克拉贝龙方程：克拉贝龙方程：注意注意:（2）R：气体常数；：气体常数；Rm：通用气体常数，：通用气体常数，=8.314 kJ/kmolK（1）单位要统一，最好都用）单位要统一，最好都用SI制；制；（3）理想气体也可定义为：理想气体也可定义为：凡遵循克拉贝龙方程的气体凡遵循克拉贝龙方程的气体R=Rm/M=8.314/M(kJ/kmolK),M-分子量分子量3、引入理想气体的意义、引入理想气体的意义1
4、、理论意义：、理论意义：使气体分子运动大为简化，使得：使气体分子运动大为简化，使得：（1）可定性分析气体的某些热力现象）可定性分析气体的某些热力现象（2）可定量地导出状态参数之间的简单函数关系。）可定量地导出状态参数之间的简单函数关系。既然理想气体在实际中不存在，引入它还有何意义？既然理想气体在实际中不存在，引入它还有何意义？2、实际应用价值：、实际应用价值：（1）工业实际中的有些气体接近理想气体，可直接用）工业实际中的有些气体接近理想气体，可直接用pv=RT.（2）实际气体也可在理想气体基础上，经修正得到简单关系）实际气体也可在理想气体基础上，经修正得到简单关系:pv=ZRT，用于热力分析和
5、工程计算。，用于热力分析和工程计算。4、实际中哪些气体可按理想气体处理？、实际中哪些气体可按理想气体处理？1、工业中通常使用、工业中通常使用T、p下其性质就接近理想气体的气体，下其性质就接近理想气体的气体，如：如：O2、N2、H2、CO及其混合物（如空气）、烟气等及其混合物（如空气）、烟气等2、偏离理想气体较远的气体，如果在低压、高温下使、偏离理想气体较远的气体，如果在低压、高温下使用，也可按理想气体处理。用，也可按理想气体处理。例：空气在常温、例：空气在常温、10MPa下，按下，按pv=RT计算的计算的v误差约误差约1%判断方法：判断方法：远离液态的气体，可按理想气体处理。远离液态的气体，可
6、按理想气体处理。实际气体：实际气体：离液态较近的气体，不能按理想气体处理。离液态较近的气体，不能按理想气体处理。如：水蒸汽、氨、氟利昂等如：水蒸汽、氨、氟利昂等-“蒸汽蒸汽”3.2 (比比)热容热容计算计算内能内能,焓焓,热量热量都要用到都要用到比热容比热容物理意义：单位质量的物质升高物理意义：单位质量的物质升高1K或或1oC所需的热量所需的热量比热容比热容定义定义:c:质量比热容质量比热容 摩尔比热容摩尔比热容C:容积比热容容积比热容Cm=Mc=22.414C比热容是过程量还是状态量比热容是过程量还是状态量?用的最多的特定过程的比热容用的最多的特定过程的比热容比定容热容比定容热容cv比定压热
7、容比定压热容cpTs1 Kc1c2比定容热容比定容热容cv设设 定容定容物理意义：物理意义：定容时定容时1kg工质升高工质升高1K内能的增加量内能的增加量0任意准静态过程任意准静态过程:比定压热容比定压热容cp任意准静态过程：任意准静态过程：设：设：定压定压物理意义：定物理意义：定p时时1kg工质升高工质升高1K焓的增加量焓的增加量0cv和和cp的说明的说明1、cv 和和 cp ，过程已定，过程已定,可当作状态量可当作状态量。2、适用条件：适用条件：任何气体。任何气体。因为前面的推导没有用到理想气体性质。因为前面的推导没有用到理想气体性质。3-3 理想气体的理想气体的u、h、s和热容和热容一、
8、理想气体的一、理想气体的u内能内动能内位能内能内动能内位能T,v理想气体无分子间作用力，内能只决定于内动能理想气体无分子间作用力，内能只决定于内动能?如何求理想气体的内能如何求理想气体的内能 uT理想气体的内能理想气体的内能适用：适用：理想气体，任何过程理想气体，任何过程 实际气体，定容过程实际气体，定容过程实际气体实际气体:理想气体理想气体:0理想气体的焓理想气体的焓实际气体：实际气体：适用：适用：理想气体，任何过程理想气体，任何过程 实际气体，定压过程实际气体，定压过程理想气体：理想气体：0熵的定义熵的定义:可逆过程可逆过程:理想气体的熵理想气体的熵理想气体理想气体pv=RT迈耶公式迈耶公
9、式理想气体的比热容理想气体的比热容理想气体：理想气体：定义定义比热容比：比热容比：3.4 理想气体理想气体 u、h、s的计算的计算 h、u、s的计算要用到的计算要用到cv 和和 cp1、比定值热容比定值热容2、比热容经验公式比热容经验公式3、平均比热容平均比热容理想气体理想气体比热容比热容的的计算计算（2）分子运动论）分子运动论1、比定值热容、比定值热容运动自由度运动自由度单原子单原子双原子双原子多原子多原子Cv,mkJ/kmol.KCp,m kJ/kmol.Kk1.671.41.29（1）查）查P223 附表附表32、比热容经验公式、比热容经验公式根据实验结果整理成：根据实验结果整理成：理想
10、气体：理想气体：查查P223 附表附表2例例3.2 m kg理想气体从状态（理想气体从状态（p1,v1）（p2,v2）,已知：已知：分子量分子量M、Cpm=a+bT，求内能变化量。，求内能变化量。3、平均比热容、平均比热容查查P224，附表附表4、5理想气体理想气体 u的计算的计算4.从图表资料直接查从图表资料直接查 出出u适用于理想气体任何过程适用于理想气体任何过程1.2.cv 为经验公式为经验公式3.cv 平均比热容平均比热容 t2-t1t1理想气体理想气体 h的计算的计算适用于理想气体任何过程适用于理想气体任何过程4.从图表资料直接查出从图表资料直接查出h1.2.cp 为经验公式为经验公
11、式3.cp 为平均比热容为平均比热容 t2-t1t11、定值比热容、定值比热容:理想气体理想气体 s的计算（的计算（1）2、比热容经验公式：可积分、比热容经验公式：可积分例例3.3 1 kmol 理想气体经历定温、不可逆膨胀过程后，压理想气体经历定温、不可逆膨胀过程后，压力下降一半。求熵变。力下降一半。求熵变。理想气体理想气体 s的计算（的计算（2）3、利用气体性质计算、利用气体性质计算取基准温度取基准温度 T0常用气体，常用气体，可查附表可查附表6123.5 理想气体混合物理想气体混合物工程应用中的气体多为混合气体，如：工程应用中的气体多为混合气体，如：内燃机、燃气轮机中的燃气：内燃机、燃气
12、轮机中的燃气：N2+CO2+H2+CO2+少量少量CO、SO2 锅炉中的烟气：锅炉中的烟气：同上同上 空气：空气：N2+O2+少量少量CO2、惰性气体、惰性气体 石油化工中的原料气、合成气等石油化工中的原料气、合成气等引言引言:2、有关概念、有关概念理想气体混合物：理想气体混合物：由两种或两种以上的理想气体由两种或两种以上的理想气体 组成的混合气体组成的混合气体组分：组分：组成的混合气体的各单一气体组成的混合气体的各单一气体 成分成分(分额分额)：各组分在混合气体中所占的数量比率各组分在混合气体中所占的数量比率 注：本节只讨论注：本节只讨论无化学反应、成分稳定无化学反应、成分稳定的理想气体的理
13、想气体混合物混合物理想气体混合物也遵守理想气体状态方程：理想气体混合物也遵守理想气体状态方程：混合物的质量等于各组成气体质量之和：混合物的质量等于各组成气体质量之和：混合物物质的量等于各组成气体物质的量之和：混合物物质的量等于各组成气体物质的量之和：混混合合气气体体也也具具有有理理想想气气体体的的性性质质。混混合合气气体体的的性质取决于各组分的性质与份额。性质取决于各组分的性质与份额。分压力：分压力：混合物中的某组成气体单独占有混合物混合物中的某组成气体单独占有混合物的容积并具有与混合物相同的温度时的压力。的容积并具有与混合物相同的温度时的压力。于是，各组成气体分压力的总和为：于是，各组成气体
14、分压力的总和为：即即：理想气体混合物的压力等于各组成气体分压力之和理想气体混合物的压力等于各组成气体分压力之和分压力和分容积分压力和分容积混合物由混合物由n 种理想气体组成，种理想气体组成，pV,T混合物V,T组分1p2V,T组分2V,T组分np1pn道尔顿分压定律道尔顿分压定律（1801年，年，Dalton用实验证实该结论）：用实验证实该结论）：则第则第i 种气体的分压力为种气体的分压力为 分容积：分容积：混合物中的某组成气体具有与混合物相混合物中的某组成气体具有与混合物相同的温度和压力而单独存在时所占有的容积。同的温度和压力而单独存在时所占有的容积。于是，各组成气体分压力的总和为：于是，各
15、组成气体分压力的总和为：即即：亚美格定律（亚美格定律（Amagats law,1880）:Vp,TV1VnV2p,Tp,Tp,T如混合物由如混合物由n 种理想气体组成，种理想气体组成，则第则第i 种气体的分容积为：种气体的分容积为：理想气体混合物的容积等于各组成气体分容积之和理想气体混合物的容积等于各组成气体分容积之和 对某一组成气体对某一组成气体i，按分压力及分容积分别，按分压力及分容积分别列出其状态方程式，则有列出其状态方程式，则有：对比二式，有：对比二式，有：即：即：组分的分压力与混合物压力之比，等于组分的分压力与混合物压力之比，等于组分的分容积与混合物容积之比。组分的分容积与混合物容积
16、之比。分压力与分容积的关系分压力与分容积的关系3.5.1 理想气体混合物的成分理想气体混合物的成分依计量单位的不同，有以下三种表示方法：依计量单位的不同，有以下三种表示方法：质量成分质量成分：摩尔成分摩尔成分：容积成分容积成分：显然：显然：成分的各种表示法之间的关系成分的各种表示法之间的关系3.5.3 混合物的分子量、气体常数、密度混合物的分子量、气体常数、密度1、折合分子量、折合分子量2、折合气体常数、折合气体常数3、混合物的密度、混合物的密度3.5.4 混合物的比热容、内能、焓、熵混合物的比热容、内能、焓、熵1、比热容、比热容同理：同理：2、内能：混合物的内能、内能：混合物的内能=各组分内
17、能之和：各组分内能之和：3、焓、熵，、焓、熵，与内能类似：与内能类似：焓：焓：熵：熵：例例3.1 刚性绝热容器由隔板分为刚性绝热容器由隔板分为A、B两部分，两部分，混合前：混合前：pA10.5 MPa，TA1=15，VA1=0.4 m3pB10.4 MPa，TB1=60，VB1=0.3 m3若比热容可按定值处理，若比热容可按定值处理，A、B充分混合充分混合后，后，求：求：（1）混合气体的）混合气体的 p、T；（2）混合气中）混合气中CO2、N2的分压；的分压；（3）混合过程中的熵变化。）混合过程中的熵变化。ACO2BN2ACO2BN2解解 分析：分析：（1）A、B按理想气体处理，要用到按理想气
18、体处理，要用到理想气体及其混合物的计算公式；（理想气体及其混合物的计算公式；（2）混）混合前、后总质量守恒、能量守恒。合前、后总质量守恒、能量守恒。先求出混合前先求出混合前A、B中气体质量（后面要用到）：中气体质量（后面要用到）：质量分数：质量分数：（1）混合气体的）混合气体的p2、T2取取A+B为系统，由热一律：为系统，由热一律：00即：即：A+B混合前后的内能不变：混合前后的内能不变：T234p2=0.463MPa（2）CO2、N2的分压的分压pA2=0.3047MPapB2=0.1583MPa（3）混合前、后总混合前、后总 S=0.704 kJ/K注：注：p1：混合前：混合前CO2、N2
19、各自的压力各自的压力 p2：混合后：混合后CO2、N2 的分压的分压例例3.2 两瓶压力相同的两瓶压力相同的N2绝热混合绝热混合瓶瓶A：V1、p、T1；瓶瓶B：V2、p、T2求：（求：（1）混合后温度）混合后温度 （2）总）总S注：同种气体混合，不存在注：同种气体混合，不存在分压力的概念。分压力的概念。混合后混合后T实际气体的性质实际气体的性质1、什么叫实际气体？、什么叫实际气体？2、哪些气体不能按理想气体处理？、哪些气体不能按理想气体处理？3、实际气体热力性质如何确定？、实际气体热力性质如何确定？(本节要介绍的内容本节要介绍的内容)3.63.6实际气体与理想气体的实际气体与理想气体的偏离偏离
20、理想气体是实际气体理想气体是实际气体P0,v时的极限状态时的极限状态即即:P越高、越高、v越小越小,气体越偏离理想气体气体越偏离理想气体.例：例：理想气体：理想气体：pvRT，实际气体：实际气体：pvRT，令，令几种气体几种气体Z-p关系实测如右图关系实测如右图压缩因子压缩因子反映了实际气体偏离理想气体的程度：反映了实际气体偏离理想气体的程度：压缩因子压缩因子Z测定各气体在不同测定各气体在不同p、T 下的下的Z值，则其性质可用值，则其性质可用pvZRT 计算。计算。Z Z1 1：理想气体理想气体Z1Z1：实际气体。实际气体。Z离离1越远，越远，越偏离理想气体。越偏离理想气体。可行吗？可行吗？可
21、行吗？可行吗？NO!NO!Z的物理意义：的物理意义：即：相同即：相同p、T 下实际气体与下实际气体与理想气体比容之比理想气体比容之比Z1：vv0，实际气体比实际气体比理想气体难压缩理想气体难压缩Z1：v v0，实际气体比理想气体易压缩，实际气体比理想气体易压缩怎么办？怎么办？怎么办？怎么办？通用压缩因子！通用压缩因子！通用压缩因子！通用压缩因子！3.7 3.7 对比态定律与普遍化压缩因子对比态定律与普遍化压缩因子3.7.1 临界状态临界状态1896，Andrews,CO2定温压缩实验，定温压缩实验，测出各测出各T 下下p-V关系关系（1）T 31.1时：时：P：气：气-气液气液-液液（2）T
22、31.1时：时：等温线由等温线由2个拐点变为个拐点变为1个个水平段缩为水平段缩为C点点：临界点临界点处于处于C点：点：临界状态临界状态临界参数：临界参数：Pc、Tc、vc（3）T 31.1时：时：无论多高，也不能将无论多高，也不能将CO2压缩为液态。压缩为液态。T 理想气体。理想气体。Why?3.7.2 对比态定律对比态定律1 1、对比参数、对比参数临界状态是各物质的共性，可作为基准点，构造无因次临界状态是各物质的共性，可作为基准点，构造无因次状态参数：对比压力状态参数：对比压力pr、对比温度、对比温度Tr、对比比容、对比比容vr：2 2、对比态定律、对比态定律若用比参数表示状态方程，就得到对
23、比态方程：若用比参数表示状态方程，就得到对比态方程：凡遵循对比态方程的任何物质，若它们对比参数有凡遵循对比态方程的任何物质，若它们对比参数有2 2个对应相等，则第三个一定相等，这些物质也就处于个对应相等，则第三个一定相等，这些物质也就处于相同的状态。相同的状态。普遍化压缩因子普遍化压缩因子1 1、对比态双参数法、对比态双参数法依对比态定律，可得普遍化压缩依对比态定律，可得普遍化压缩因子因子Z：Zc:实际气体的临界实际气体的临界压缩压缩因子，可由各物质临界参数求出。因子，可由各物质临界参数求出。P69 图图3.5为为普遍化压缩普遍化压缩因子图因子图，由由pr、Tr查出查出Z，算，算vr，再算，再
24、算v（1）从）从P297 附表附表3查出查出由由pc、Tc、vc，计算，计算pr、Tr，Zc（2）查）查P69 图图3.5得得Z，由由上式算出上式算出vr，再算出，再算出v。例：已知某实际气体例：已知某实际气体p、T，要求，要求v。问：若已知问：若已知T、v，要求，要求p。p未知，未知，pr 未知，如何查图未知，如何查图3.5？2、对比态三参数法、对比态三参数法双参数法：双参数法：视临界压缩因子视临界压缩因子Zc为定值，为定值，Z=f(pr,Tr)，实际上，实际上Zc并非定值。并非定值。三参数法：在三参数法：在p r,Tr基础上，增加第基础上，增加第3个参数做修正。个参数做修正。Z=f(pr
25、Tr,)如：偏心因子法如：偏心因子法Pitzer，基于分子对称球模型，基于分子对称球模型：Z=Z0+Z1Z0、Z1都是都是pc、Tc的函数，查附图的函数，查附图23.8 实际气体状态方程实际气体状态方程 纯实验的方法（不现实，不可靠）纯实验的方法（不现实，不可靠）实验得到热系数，再按热力学关系得到状态方程实验得到热系数，再按热力学关系得到状态方程 理论分析理论分析(对理想气体做修正对理想气体做修正)，实验确定修正系数或常数，实验确定修正系数或常数 对比态方法（基于相似理论）对比态方法（基于相似理论）修正：系数修正：系数=实际实际/理想，余量理想，余量=实际实际理想理想3.8.1 维里方程维里方
26、程（Virial equation）Bi:维里系数维里系数Z=f（T，p），若），若T不变，则不变，则Z=f（p），展开成级），展开成级数，则数，则即：即：这是目前为止唯一具有理论基础的实际气体状态方程。这是目前为止唯一具有理论基础的实际气体状态方程。第二维里系数第二维里系数B2有些实验值，但有些实验值，但B3以上很缺乏以上很缺乏3.8.2 范德华状态方程范德华状态方程（van der Waals equation）范德华气体：范德华气体：（1）考虑实际气体分子占有体积（使活动空间）考虑实际气体分子占有体积（使活动空间）（2）分子间有作用力（使撞击容器壁的力）分子间有作用力（使撞击容器壁的力，
27、撞击力的减小，撞击力的减小正在撞壁和未撞壁（吸引它）的分子数）正在撞壁和未撞壁（吸引它）的分子数）可用来定性解释实际气体的一些现象，如气体的可压缩性可用来定性解释实际气体的一些现象，如气体的可压缩性Z、液体的不可压缩性、实际气体等温线液体的不可压缩性、实际气体等温线或：或：a、b范德华常数范德华常数3.8.3 R-K 方程方程(Redlich and kwong，1949)范德华方程计算精度较差，范德华方程计算精度较差，Redlich and kwong对内压对内压项项a/v2进行修正，使其精度有较大提高：进行修正，使其精度有较大提高：a、b为与物质种类有关的固有常数，可由实验确定，也可用为与
28、物质种类有关的固有常数，可由实验确定，也可用临界参数近似计算：临界参数近似计算：适用：适用：非极性非极性、弱极性物质、弱极性物质应用：应用：化工。对气液相平衡、混合物的计算时分成功。化工。对气液相平衡、混合物的计算时分成功。3.8.4 R-K-S 方程方程(Soave，1972)Soave对对R-K方程的改进：方程的改进：应用：化工。汽应用：化工。汽-液相平衡计算、剩余焓计算。液相平衡计算、剩余焓计算。对范德华方程、对范德华方程、R K-S方程进行了成功改进，使计算精方程进行了成功改进，使计算精度提高：度提高：应用：化工应用：化工(汽汽-液相平衡计算液相平衡计算)。3.8.5 彭彭-鲁宾逊方程
29、鲁宾逊方程（P-R equation）（1976）3.9 水蒸汽的热力性质水蒸汽的热力性质（2）饱和状态：）饱和状态：（1）液体的汽化）液体的汽化:由液态变气态的物理过程由液态变气态的物理过程蒸发：蒸发：汽液表面上的汽化汽液表面上的汽化 问：必须将水加热到问：必须将水加热到100才能获得水蒸汽吗？才能获得水蒸汽吗？1、有关概念、有关概念沸腾：沸腾：表面和液体内部同时发生的汽化表面和液体内部同时发生的汽化汽化与凝结达到动态平衡汽化与凝结达到动态平衡液液汽汽饱和温度（饱和温度（Ts）:饱和状态下汽液的温度饱和状态下汽液的温度饱和压力（饱和压力（ps）:饱和状态下汽液的压力饱和状态下汽液的压力ps和
30、和Ts互为单值函数：互为单值函数：ps f(Ts)饱和液体：饱和液体：处于饱和状态下的液体处于饱和状态下的液体湿饱和蒸汽（湿蒸汽）：湿饱和蒸汽（湿蒸汽）：饱和蒸汽与饱和液体的混合物饱和蒸汽与饱和液体的混合物干饱和蒸汽（干蒸汽）：干饱和蒸汽（干蒸汽）：不含饱和液体的饱和蒸汽不含饱和液体的饱和蒸汽过热蒸汽：过热蒸汽：蒸汽温度蒸汽温度T 其压力对应的其压力对应的Ts过热度：过热度：T=T-Ts未饱和液：未饱和液：液体温度液体温度T 其压力对应其压力对应Ts过冷度：过冷度：T=Ts-T0.1 MPa、109的水蒸汽处于何状态？的水蒸汽处于何状态？杯中杯中30的水呢？的水呢？2、水的定压汽化过程、水的定
31、压汽化过程水预热水预热汽化汽化过热过热水定压汽化过程的三个阶段水定压汽化过程的三个阶段水定压汽化过程的三个阶段水定压汽化过程的三个阶段t=ts饱和水饱和水b1t=ts湿蒸汽湿蒸汽c1t=ts干蒸汽干蒸汽d1t ts过热蒸汽过热蒸汽e1t 液spc22.129 MPa，Tc 374.15水和水蒸气状态水和水蒸气状态的确定的确定1、未饱和水及过热蒸汽、未饱和水及过热蒸汽需任意两个独立参数，如：需任意两个独立参数，如：p、T2、饱和水和干饱和蒸汽、饱和水和干饱和蒸汽只需只需p或或T3、湿饱和蒸汽、湿饱和蒸汽除除p或或T外，其它参数与汽液两相比例有关外，其它参数与汽液两相比例有关两相比例由两相比例由干
32、度干度x 确定确定定义：定义：干饱和蒸汽干饱和蒸汽饱和水饱和水对对干度干度x的说明：的说明：x=0：饱和水：饱和水x=1：干饱和蒸汽：干饱和蒸汽0 x 1在过冷水和过热蒸汽区域，在过冷水和过热蒸汽区域，x无意义无意义湿饱和蒸汽区状态参数湿饱和蒸汽区状态参数的确定的确定 如果有如果有 1kg 湿蒸气，干度为湿蒸气，干度为x,即有即有x kg 干饱干饱和蒸汽，和蒸汽，(1-x)kg 饱和水。饱和水。已知已知p或或T(可查出可查出h,v,s,h,v,s)+干度干度xh,v,s约定：约定：饱和水参数加上标饱和水参数加上标 (h );干饱和蒸汽干饱和蒸汽 (h )水和水蒸气热力性质图、表水和水蒸气热力性
33、质图、表热力性质表分热力性质表分两类：两类：2、未饱和水和过热蒸汽表、未饱和水和过热蒸汽表1、饱和水和干饱和蒸汽表、饱和水和干饱和蒸汽表P236 附表附表13；P237 附表附表14P239 附表附表15饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）饱和参数未饱和水和过热蒸汽表（节录）未饱和水和过热蒸汽表（节录）查表举例（查表举例（1）查表时先要确定在五态中的哪一态。查表时先要确定在五态中的哪一态。例例.1 已知已知：p=1MPa,试确定试确定t=100,200 各处于哪个状态各处于哪个状态,各自各自h是
34、多少？是多少？ts(p)=179.88t=100 ts,过热蒸汽过热蒸汽h=2827.5kJ/kg查表举例查表举例（2）已知已知 t=250,5kg 蒸汽占有蒸汽占有0.2m3容积容积,试问蒸汽试问蒸汽所处状态所处状态?h=?T=250,查附表查附表13：湿蒸汽状态湿蒸汽状态v=0.001253 m3/kg，v=0.05002 m3/kg而该蒸汽而该蒸汽：v=0.2/5=0.04 m3/kgt=250：查表举例（查表举例（3）已知已知 t=85,p=0.015MPa,试确定状态试确定状态?h=?ts=54.0,过热状态过热状态p=0.015MPa采用线性插值：采用线性插值：p=0.01MPat
35、=85p=0.02MPat=85p=0.015MPat=85焓焓 熵熵 图图hsCx=1x=0pvTx查查h-s图举例图举例1、已知、已知 t=360,p=0.5 MPa,确定状态确定状态?h=?在过热区：过热状态，在过热区：过热状态，h=3200 kJ/kg2、已知、已知 x=0.9,p=0.3 MPa,确定状态确定状态?t=?x=0.9：湿蒸汽状态：湿蒸汽状态p=0.3 MPa定压线与定压线与x=1 线交点，查得线交点，查得t=135湿空气：湿空气：含有水蒸汽的空气含有水蒸汽的空气。H2O含量少，按理想气体处理含量少，按理想气体处理3.10 湿空气湿空气1、湿空气的概念湿空气的概念干空气：
36、干空气：不含水蒸汽的空气。不含水蒸汽的空气。式中：式中：p-湿空气压力湿空气压力 Pa-湿空气中干空气分压湿空气中干空气分压 Pv-湿空气中水蒸汽分压湿空气中水蒸汽分压湿空气中的水蒸汽处于什么状态？湿空气中的水蒸汽处于什么状态？T1T2P1设大气压为设大气压为0.1MPa,温度温度30，水蒸汽分压水蒸汽分压pv=3.166kPa,问：问：水蒸汽处于什么状态？水蒸汽处于什么状态？饱和湿空气：饱和湿空气：饱和水蒸气干空气饱和水蒸气干空气未饱和湿空气：未饱和湿空气：过热水蒸气干空气过热水蒸气干空气未饱和未饱和变成变成饱和饱和的途径的途径1、加湿：、加湿：T 不变，mv pv (pvps)达饱和达饱和
37、2、降温：、降温：pv不变，不变，T 当降至当降至pv 所对应的饱和所对应的饱和温度时，达饱和温度时，达饱和2、湿空气的温度、湿空气的温度露点温度（露点）露点温度（露点）:通过降温使湿空气达到饱和时的的通过降温使湿空气达到饱和时的的饱和温度。饱和温度。记作记作 td 干球温度：干球温度：用温度计直接测得的用温度计直接测得的湿空气湿空气温度温度。记作记作 t 湿球温度：湿球温度：在温度计温包上包上湿纱布测得的在温度计温包上包上湿纱布测得的 湿空气温度。湿空气温度。记作记作 tw 三个温度的关系：三个温度的关系：饱和空气：饱和空气：t tw td未饱和空气：未饱和空气：t tw td3 3、绝对湿
38、度、相对湿度和含湿量、绝对湿度、相对湿度和含湿量绝对湿度绝对湿度：每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量。按理想：每立方米湿空气中含有的水蒸气的质量。按理想气体状态方程式，有气体状态方程式，有 相对湿度：相对湿度：反映吸收水蒸气的能力。反映吸收水蒸气的能力。吸收水蒸气吸收水蒸气的能力的能力；当；当100%100%，饱和。，饱和。相对湿度的测量：毛发湿度计、干湿球温度计相对湿度的测量：毛发湿度计、干湿球温度计 由理想气体状态方程，相对湿度可表示为由理想气体状态方程，相对湿度可表示为 含湿量含湿量d：单位质量干空气的湿空气所含有的水：单位质量干空气的湿空气所含有的水蒸气的质量。单位蒸气的质量。单位g/
39、kg(干空气干空气)。即。即按理想气体状态方程可得：按理想气体状态方程可得：4 4、湿空气的焓、湿空气的焓湿空气的焓：湿空气的焓：1kg干空气的焓与干空气的焓与d 克水蒸气的焓之和：水蒸气的焓之和：式中，式中，h、ha、hv：kJ/kg(干空气干空气)；d：g/kg(干空气干空气)。若规。若规定定0时干空气的焓及饱和水的焓为零，则有时干空气的焓及饱和水的焓为零，则有 将其代入焓的表达式可得将其代入焓的表达式可得5 5、湿空气的焓、湿空气的焓-湿图湿图工程上常用焓工程上常用焓-湿图（湿图（h-d 图）分析湿空气的状态变图）分析湿空气的状态变化及其水蒸气含量的变化。化及其水蒸气含量的变化。焓湿图的
40、结构焓湿图的结构d=0 干空气干空气2、h 线线定定h线线与与定定t 线线很接近很接近,人为将人为将定定h线线旋转旋转135度度 dhh135度度1、d 线线:垂直线垂直线焓湿图的结构焓湿图的结构3、t 线线 正斜率的直线正斜率的直线 等干球温度线等干球温度线dhht焓湿图的结构焓湿图的结构dh一组向上凸的线一组向上凸的线 h等相对湿度线等相对湿度线t饱和线饱和线 上部未饱和线上部未饱和线 下部无意义下部无意义 干空气干空气d=0 4、线线ff100%f=0f=100%f=焓湿图的结构焓湿图的结构dhht4、线线ts=99.63oCdff100%f=焓湿图的结构焓湿图的结构dhht5、线线f100%f=焓湿图的结构焓湿图的结构dhht6、露点、露点tdpv下饱和下饱和湿空气湿空气td1f=f100%f=1焓湿图的结构焓湿图的结构dhhh7、湿球温度、湿球温度tw绝热饱和温度绝热饱和温度tdtwt1焓湿图的结构焓湿图的结构dhht8、热湿比、热湿比h-d图上为直线图上为直线焓湿图的结构焓湿图的结构dhht8、热湿比、热湿比12已知初态已知初态1过程斜率已知过程斜率已知可确定终态可确定终态应用应用:空调设计空调设计