水蒸汽的标准状态定义
天津大学《物理化学》第四版习题及解答
天津大学《物理化学》第四版习题及解答目录第一章气体的pVT性质 (2)第二章热力学第一定律 (6)第三章热力学第二定律 (24)第四章多组分系统热力学 (51)第五章化学平衡 (66)第六章相平衡 (76)第七章电化学 (85)第八章量子力学基础 (107)第九章统计热力学初步 (111)第十一章化学动力学 (118)第一章气体的pVT性质1.1 物质的体膨胀系数与等温压缩率的定义如下试推出理想气体的，与压力、温度的关系。
解：根据理想气体方程1.5 两个容积均为V的玻璃球泡之间用细管连结，泡内密封着标准状态下的空气。
若将其中的一个球加热到100 °C，另一个球则维持0 °C，忽略连接细管中气体体积，试求该容器内空气的压力。
解：由题给条件知，（1）系统物质总量恒定；（2）两球中压力维持相同。
标准状态：因此，1.9 如图所示，一带隔板的容器内，两侧分别有同温同压的氢气与氮气，二者均可视为理想气体。
（1）保持容器内温度恒定时抽去隔板，且隔板本身的体积可忽略不计，试求两种气体混合后的压力。
（2）隔板抽取前后，H2及N2的摩尔体积是否相同？（3）隔板抽取后，混合气体中H2及N2的分压立之比以及它们的分体积各为若干？解：（1）等温混合后即在上述条件下混合，系统的压力认为。
（2）混合气体中某组分的摩尔体积怎样定义？（3）根据分体积的定义对于分压1.11 室温下一高压釜内有常压的空气，为进行实验时确保安全，采用同样温度的纯氮进行置换，步骤如下：向釜内通氮气直到4倍于空气的压力，尔后将釜内混合气体排出直至恢复常压。
重复三次。
求釜内最后排气至恢复常压时其中气体含氧的摩尔分数。
解：分析：每次通氮气后至排气恢复至常压p，混合气体的摩尔分数不变。
设第一次充氮气前，系统中氧的摩尔分数为，充氮气后，系统中氧的摩尔分数为，则，。
重复上面的过程，第n次充氮气后，系统的摩尔分数为，因此。
1.13 今有0 °C，40.530 kPa的N2气体，分别用理想气体状态方程及van der Waals方程计算其摩尔体积。
烟气标准状态
烟气标准状态
烟气标准状态是指烟气在大气标准条件下的状态。
在大气标准条件下，温度为25摄氏度，压力为101.325千帕。
烟气标准状态的概念是为了便于对烟气排放进行比较和分析。
在烟气排放的监测和评估中，我们需要将不同来源的烟气排放进行比较，这时候就需要将其转化为烟气标准状态下的排放量。
在实际应用中，我们需要将烟气的实际状态转化为标准状态下的排放浓度或排放量。
这需要考虑到烟气中的水蒸气、二氧化碳等物质的影响。
对于烟气中的水蒸气，可以通过湿度计等设备进行测量，并将其转化为干燥基下的排放浓度或排放量。
对于二氧化碳等物质，可以根据其在大气中的摩尔分数进行计算并转化为标准状态下的排放浓度或排放量。
烟气标准状态的概念在环保、能源等领域都有广泛的应用。
它不仅能够方便地对不同来源的烟气排放进行比较和分析，还可以为工程设计、环境监测等提供有力的支持。
标准大气压温度
标准大气压温度
标准大气压温度是指在标准大气压下的温度，通常用于科学研究、气象预测和
工程设计等领域。
标准大气压温度是一种理想状态下的温度，它是根据大气压力和温度的关系推导出来的。
了解标准大气压温度对于各行各业都是非常重要的，下面我们将详细介绍标准大气压温度的相关知识。
首先，我们需要了解标准大气压的定义。
标准大气压是指海平面上的大气压力，通常用101.325千帕（kPa）或者760毫米汞柱（mmHg）来表示。
在标准大气压下，温度的定义是零摄氏度（0℃），这就是标准大气压温度的基准。
在标准大气压下，温度和海拔高度之间存在着一定的关系。
一般来说，随着海
拔的增加，大气压力会逐渐减小，从而导致温度的下降。
这就是为什么高海拔地区的气温通常比低海拔地区要低的原因。
因此，在进行气象预测或者工程设计时，需要考虑海拔对温度的影响，以便做出准确的预测和设计。
此外，标准大气压温度还与气体的性质有关。
在标准大气压下，不同的气体具
有不同的温度特性。
例如，空气的温度随着大气压的增加而增加，而水蒸气的温度则随着大气压的增加而减小。
这些性质对于气象学和气候学的研究具有重要意义，也为工程设计和生产提供了重要的参考依据。
总之，标准大气压温度是一个非常重要的概念，它在科学研究和工程设计中都
具有重要的意义。
了解标准大气压温度的相关知识，有助于我们更好地理解大气的性质，预测天气变化，进行工程设计和生产制造。
希望本文能够为您对标准大气压温度有一个更清晰的认识。
项目一 制冷技术的基础知识
（2） 冷凝 1）物质的集态从气态变成液态叫冷凝，又称 为液化。冷凝过程会放出热量。 2） 气体液化的条件 是降低温度和增大压力。 有效的方法是提高压力。电冰箱制冷系统是采 用压缩机和毛细管来提高冷凝压力的。
2．湿蒸气 （1）湿蒸气 饱和蒸气与饱和液体的混合物，称为湿蒸气。制冷剂在蒸发器和 冷凝器中，进行的气液集态转变过程中，饱和液体与饱和蒸气是 同时存在的。 （2）干蒸气：完全不含饱和液体的饱和蒸气称为干蒸气。 （3）干度：湿蒸气中饱和蒸气的含量，用湿蒸气的干度X表示。 用mv和mw分别代表湿蒸气中所含饱和蒸气与饱和液体的质量， 则湿蒸气的干度值
五、 气液集态变化
1. 物质的状态 在自然中，物质的状态通常是固态、液态和气态。在一定的条件下， 这3种物态之间可以相互转化，此转化过程叫做相变。物质从固态 变成液态叫融解（熔解），融解过程要吸收热量；而物质从液态变 成固态叫凝固，凝固过程会放出热量。物质从固态变成气态叫升华， 升华过程要吸收热量；而从气态变成固态叫凝华，凝华过程会放出 热量。 （1）汽化。物质的集态从液态转变成气态叫汽化，汽化过程要吸 收热量；汽化有蒸发和沸腾两种形式。 1）蒸发 蒸发是只在液体表面进行的汽化现象，它可以在任何温度 和压强下进行。 2）沸腾 是在一定压力下温度达到一定值时，在液体表面和内部都 剧烈进行的汽化现象。
项目一
制冷技术的基础知识
项目学习目标
知识目标
1. 正确认识和应用热力学基本概念。 2. 掌握物质的集态变化，了解湿蒸气、干蒸气、干度、过热蒸气、
过冷液体。 3.掌握热、显热和潜热的概念、热力学第一定律和第二定律在制冷
上的应用。了解焓和熵、制冷量、名义制冷量和能效比的概念。 4.掌握液体汽化法制冷常用制冷的种类、性质和要求，了解制冷剂
锅炉水蒸气的焓熵图及其使用说明
锅炉水蒸气的焓熵图及其使用说明本节概要水蒸气不能作为理想气体处理～对蒸气热力性质的研究～包括状态方程式、比热容、热力学能、焓和熵等参数目前还难以用纯理论方法或纯实验方法得出能直接用于工程计算的准确而实用的方程。
现多采用以实验为基础～以热力学一般关系式为工具的理论分析和实验相结合的方法～得出相关方程。
这些方程依然十分复杂～仅宜于用计算机计算。
为方便一般工程应用～由专门工作者编制出常用蒸气的热力性质表和图～供工程计算时查用。
本节介绍了由我国学者编撰的水和水蒸气热力性质表和h-s图及确定水和水蒸气热力性质的计算程序～考虑到我国的国情两者不应偏废。
本节内容2.8.1 国际水蒸气骨架表和IFC公式2.8.2 水蒸气表2.8.3 水蒸气的焓熵图2.8.4 水和水蒸气性质计算机程序简介2.8.5 例题本节习题2-13、2-14水蒸气的焓熵图利用水蒸气表确定水蒸气状态参数的优点是数值的准确度高～但由于水蒸气表上所给出的数据是不连续的～在遇到间隔中的状态时～需要用内插法求得～甚为不便。
另外～当已知状态参数不是压力或温度～或分析过程中遇到跨越两相的状态时～使用水蒸气表尤其感到不便。
为了使用上的便利～工程上根据蒸汽表上已列出的各种数值～用不同的热力参数坐标制成各种水蒸气线图～以方便工程上的计算。
除了前已述及的p-v图与T-s图以外～热工上使用较广的还有一种以焓为纵坐标、以熵为横坐标的焓熵图,即h-s图,。
水蒸气的焓熵图如图2-9所示。
图中饱和水线x =1的上方为过热蒸汽区,下方为湿蒸汽区。
h-s图中还绘制了等压线、等温线、等干度线和等容线。
在湿蒸汽区～等压线与等温线重合～是一组斜率不同的直线。
在过热蒸汽区～等压线与等温线分开～等压线为向上倾斜的曲线～而等温线是弯曲而后趋于平坦。
此外～在h-s图上还有等容线,图2-9中未画出,～在湿蒸汽区中还有等干度线。
由于等容线与等压线在延伸方向上有些近似,但更陡些,～为了便于区别～在通常的焓熵图中～常将等容线印成红线或虚线。
压缩空气基础知识
压缩空气基础知识温度露点及相对湿度状态及气量温度1、温度温度是指衡量某一物质在某一时间能量水平的方法。
（或更简单的说，某一事物有多少热或多少冷）。
温度范围是根据水的冰点和沸点。
在摄氏温度计上，水的冰点为零度，沸点为100度。
在华氏温度计上，水的冰点为32度，沸点为212度。
从华氏转换成摄氏：华氏=1.8摄氏＋32，摄氏=5/9（华氏-32）2、绝对温度这是用绝对零度作为基点来解释的温度。
基点零度为华氏零下459.67度或摄氏零下273.15度绝对零度是指从物质上除去所有的热量时所存在的温度或从理论上某一容积的气体缩到零时所存在的温度。
3、冷却温度差冷却温度差是确定冷却器的效率的术语。
因为冷却器不可能达到100％的效率，我们只能用冷却温差衡量冷却器的效率。
冷却温度差是进入冷却器的冷水或冷空气温度和压缩空气冷却后的温度之差。
4、中间冷却器中间冷却器是用于冷却多级压缩机中的级与级之间的压缩空气或气体使温度降低的器件。
中间冷却器通过降低进入下一级压缩空气温度达到降低压缩功率以有助于增加效率。
返回顶部露点和相对湿度1、露点和相对湿度就象晚上温度下降会产生露水一样，压缩空气系统内的温度下降也会产生水气。
露点就是当湿空气在水蒸气分压力不变的情况下冷却至饱和的温度。
这是为什么呢? 含有水分的空气只能容纳一定量的水分。
如果通过压力或冷却使体积缩小，就没有足够的空气来容纳所有的水分，因此多于的水分析出成为冷凝水。
离开后冷却器的空气通常是完全饱和的。
分离器内的冷凝水就显示了这一点，因此空气温度有任何的降低，就会产生冷凝水。
设定的湿度可认为是湿空气所含水蒸气的重量，即：水蒸气重量和干燥空气重量之比。
相对湿度ψχ-湿度 Psψ= ----------------- = -----------χ0-饱和绝对湿度 Pb当Ps=0, ψ=0时，称为干空气；Ps=Pb, ψ=1时，称为饱和空气。
绝对湿度——1M3湿空气所含水蒸气的重量。
压缩空气系统基本知识
基础知识--压缩空气系统━ 耗电大户压缩空气系统━ 耗电大户根据美国能源部的统计, 在美国，空压机是工业中耗电最多的设备之一。
尽管美国能源部一度认为电动机是耗电最多的设备, 改进压缩空气系统设计和运行所得到的节能大大超过电动机效率提高所产生的节能。
通过改进压缩空气系统的设计和运行可节能20-50%。
许多企业将压缩空气视为等同于煤, 电, 水的实用品。
它与其它实用品不同, 很少有人知道每立方米/分压缩空气的成本。
每立方米/分压缩空气的成本通过下列计算可得到，·假定:电机服务系数= 110%功率因子= 0.9·一台典型的空压机每1 HP可产生4CFM·1 HP = 110%x0.746kW/0.9 = 0.912kW·所以产生1CFM压缩空气需0.228kW·如果每度电费为0.65元: 1CFM = 0.1482元/小时·1立方米/分= 35.315CFM·所以1立方米/分= 5.23元/小时·所以一台10立方米/分的空压机运行8,000小时将耗电: 10 x 8,000 x 5.23 = 418,694元CFM是一种流量单位cubic feet per minute 立方英尺每分钟1CFM=28.3185 L/MIN=0.028CMMCMM是常用中制流量单位，立方米每分钟何处可节约你的电费?在一个典型的工厂, 压缩空气泄漏占总需求量的20%.假定一个工厂的压缩空气系统·每年运行8,000小时·每度电费0.65元·管路压力= 7.0 kgf/cm2·工厂用气: 10立方米/分·管路泄漏: 20% ：2立方米/分·总需气量: 12立方米/分压缩空气的电费10 x 8,000 小时x 5.23 元= 418,694 元2 x 8,000 小时x 5.23 元= 83,738 元合计502,433 元泄漏也产生足够的附加载荷迫使2台空压机同时运行.·没有备机·不能对任何一台进行维护保养在7.0 kgf/cm2压力下产生2立方米/分泄漏所需的漏气点:·3个3mm 泄漏点: 2.2 立方米/分, 或·1个6mm 泄漏点: 2.832 立方米/分那么您企业的管路中有几个泄漏点?压缩空气基本理论(一)压缩和压缩比1、压缩绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。
压缩空气系统基本知识
基础知识--压缩空气系统━ 耗电大户压缩空气系统━ 耗电大户根据美国能源部的统计, 在美国，空压机是工业中耗电最多的设备之一。
尽管美国能源部一度认为电动机是耗电最多的设备, 改进压缩空气系统设计和运行所得到的节能大大超过电动机效率提高所产生的节能。
通过改进压缩空气系统的设计和运行可节能20-50%。
许多企业将压缩空气视为等同于煤, 电, 水的实用品。
它与其它实用品不同, 很少有人知道每立方米/分压缩空气的成本。
每立方米/分压缩空气的成本通过下列计算可得到，·假定:电机服务系数= 110%功率因子= 0.9·一台典型的空压机每1 HP可产生4CFM·1 HP = 110%x0.746kW/0.9 = 0.912kW·所以产生1CFM压缩空气需0.228kW·如果每度电费为0.65元: 1CFM = 0.1482元/小时·1立方米/分= 35.315CFM·所以1立方米/分= 5.23元/小时·所以一台10立方米/分的空压机运行8,000小时将耗电: 10 x 8,000 x 5.23 = 418,694元CFM是一种流量单位cubic feet per minute 立方英尺每分钟1CFM=28.3185 L/MIN=0.028CMMCMM是常用中制流量单位，立方米每分钟何处可节约你的电费?在一个典型的工厂, 压缩空气泄漏占总需求量的20%.假定一个工厂的压缩空气系统·每年运行8,000小时·每度电费0.65元·管路压力= 7.0 kgf/cm2·工厂用气: 10立方米/分·管路泄漏: 20% ：2立方米/分·总需气量: 12立方米/分压缩空气的电费10 x 8,000 小时x 5.23 元= 418,694 元2 x 8,000 小时x 5.23 元= 83,738 元合计502,433 元泄漏也产生足够的附加载荷迫使2台空压机同时运行.·没有备机·不能对任何一台进行维护保养在7.0 kgf/cm2压力下产生2立方米/分泄漏所需的漏气点:·3个3mm 泄漏点: 2.2 立方米/分, 或·1个6mm 泄漏点: 2.832 立方米/分那么您企业的管路中有几个泄漏点?压缩空气基本理论(一)压缩和压缩比1、压缩绝热压缩是一种在压缩过程中气体热量不产生明显传入或传出的压缩过程。
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水蒸汽的标准状态定义
水蒸汽是水在气态下的形式，它是水分子在高温下脱离液体形成的气体。
水蒸
汽具有一系列特性和性质，其中标准状态定义了水蒸汽的基本条件和特征。
标准状态是指在特定的压力、温度和密度下，物质的状态和性质。
对于水蒸汽
的标准状态定义，国际上通常使用常用大气压和常温作为基准。
根据国际标准，水蒸汽的标准状态被定义为在正常大气压力下，即101.325千帕（或1个大气压力），和常温下，即摄氏0度（或273.15开尔文），水蒸汽的状态和性质。
在标准状态下，水蒸汽具有以下特性和性质：
1. 温度：水蒸汽的温度在标准状态下为摄氏0度（或273.15开尔文）。
这是指水蒸汽与液态水共存的温度，也是液态水从固体状态融化成液体状态的温度。
2. 压力：水蒸汽的压力在标准状态下为101.325千帕（或1个大气压力）。
这
是指水蒸汽的压力与大气压力相等，即在一个大气的作用下。
3. 密度：水蒸汽的密度在标准状态下相对较小。
由于水蒸汽是气体状态，所以
其密度较低，比液态水小得多。
密度是指单位体积内所包含的物质质量，而水蒸汽的密度通常以克/立方厘米或千克/立方米来表示。
总之，水蒸汽的标准状态定义了水蒸汽在特定温度、压力和密度下的状态和性质。
这一定义提供了一个共同的基准，使得不同地区和国家在讨论水蒸汽相关问题时能够有一个统一的参考。
了解水蒸汽的标准状态有助于我们更好地理解和应用水蒸汽在日常生活和工业生产中的重要性。