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§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’ v = v’ v ’< v <v’’ v = v’’ v > v’’
h < h’ h = h’ h ’< h <h’’ h = h’’ h > h’’
1875年，吉布斯提出了吉布斯相律
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
两相比例由干度x确定
定义
x

干饱和蒸汽质量＝ mv 湿饱和蒸汽质量 mv mf
干饱和蒸汽
饱和水
/ kg
t
/
oC
v'
/
m3
/
v"
kg m3
/
kg
h' kJ
h" / kg kJ
/ kg
s' / kJ / (kg K)
s" / kJ / (kg K)
0.001 2484.5 6.982 0.0010001 129.208 29.33 2513.8 0.1060 8.9756
0.1 2258.2 99.63 0.00104341.6946 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
(气体和液体均处在饱和状态下)
饱和状态：汽化与凝结的动态平衡
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 ℃
Ts=113.32 ℃
第七章 水和水蒸气的性质
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。
水和水蒸气是实际气体!
水蒸气 在空气中含量极小，当作理想气体
加热，是否一定能变成蒸汽？
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
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
§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
s xs" (1 x)s'
x

y y' y" y'
已知p或T(h’,v’,s’,h’’,v’’,s’’)+干度x
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
饱和水和饱和水蒸气表（按温度排列）
t / oC T /K
p / MPa
v'
/
m3
/
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
§ 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
热力学面：以p,v,T表示的物质各种状态 的曲面
Tc
a2 b2 c2 d2 e2
Tc
a1b1
c1
A
d1
e1
B
A a1 a2a3
p pc pc
C
T e3e2
Tc
b3 b2 b1
c3 d3d c2
2
c1
d1
e1 B
v
s
§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
200 473.15 1.5551 0.0011565 0.12714 825.4 2791.4 2.3307 6.4289
300 573.15 8.5917 0.0014041 0.021621345.4 2748.4 3.2559 5.7038
饱和水和饱和水蒸气表（按压力排列）
p
/
MPa
r kJ
s < s’ s = s’ s ’< s <s’’ s = s’’ s > s’’
水预热
汽化Leabharlann 过热水蒸气定压发生过程说明
(1) Q U W U pdV
U pV U ( pV ) H
(2) S Sf Sg 0
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
过热蒸汽 过热度 t过热 t 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
T
pc
a3 b3
C p pc c3 d3 e3 T Tc
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
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
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
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
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'
y xy" (1 x) y'
kgv"
m3
/
kg
h'
kJ
/
h" kg kJ
/
kg
s' / kJ / (kg K)
s" / kJ / (kg K)
0.01 273.16 0.0006110.00100022 206.1750.000614 2501.0 0.0000 9.1562
100 373.15 0.1013250.00104371.6738 419.06 2676.31.3069 7.3564