《工程热力学》课程教学资源（PPT课件）第三章 气体和蒸气的性质 Properties of gas and vapor（2/2）水蒸气

水蒸气最早广泛使用的工质：容易获得，无污染热力性质适宜特点：离液态近，不能视为理想气体！！空气中及烟气中所含有的水蒸汽，因其分压力小比体积大，亦可当作理想气体看待

最早广泛使用的工质： 容易获得，无污染 热力性质适宜 特点： 离液态近，不能视为理想气体!! 空气中及烟气中所含有的水蒸汽，因其分压力小、 比体积大，亦可当作理想气体看待。 水蒸气

s1关于水蒸气的几个概念1、名词定义纯物质化学成分均匀一致的物质系统相物质内部性质均匀一致的某种聚集体复相系举例：同一物质的汽液共存系统（如油水混合物）单元系由单一成分构成的物质系统典型单元系举例：1atm，0℃下，冰、水混合物1atm，100℃，水，蒸汽混合物

§1 关于水蒸气的几个概念 化学成分均匀一致的物质系统 相 物质内部性质均匀一致的某种聚集体 复相系举例：同一物质的汽液共存系统 (如油水混合物) 单元系 由单一成分构成的物质系统 典型单元系举例：1atm，0℃下，冰、水混合物 1atm，100℃，水，蒸汽混合物 纯物质 1、名词定义

81关于水蒸气的几个概念2、单元系相变的一般特征单元系相变统称为一级相变相变时体积要发生变化伴随有相变潜热相变时的体积变化和相变潜热的大小与发生相变的具体条件有关一定压力下，相变潜热一定

单元系相变统称为一级相变 相变时体积要发生变化 伴随有相变潜热。 • 相变时的体积变化和相变潜热的 大小与发生相变的具体条件有关 一定压力下，相变潜热一定 2、单元系相变的一般特征 §1 关于水蒸气的几个概念

81关于水蒸气的几个概念蒸发3、汽液相变的若干概念空气（1）汽化（vaporization）物质由液态变为汽态的过程称为汽化水20°℃蒸发（evaporation）：特指发生在液体表面的汽化过程，可在任何温度下发生。汽化沸腾沸腾（boiling）：汽化在液体内部发生并产生大量气泡的汽化过程水沸腾过程只在王沸点下才会发生。100°℃热加

（1）汽化（vaporization） 物质由液态变为汽态的过程称为汽化。 汽 化 蒸发（evaporation）：特指发生在液体表 面的汽化过程，可在任何温度下发生。 沸腾（boiling）：汽化在液体内部 发生并产生大量气泡的汽化过程。 沸腾过程只在沸点下才会发生。 3、汽液相变的若干概念 §1 关于水蒸气的几个概念

81关于水蒸气的几个概念3、汽液相变的若干概念（2）凝结（condensation）物质由汽态转变为液态的过程称为凝结。又称液化现象，是汽化的反过程（3）汽化潜热(latent heat of vaporation)汽化过程中1kg液态物质（饱和液）完全转变为汽态时所需的热量称为汽化潜热

（2）凝结（condensation） 物质由汽态转变为液态的过程称为凝结 。 又称液化现象，是汽化的反过程 （3）汽化潜热（latent heat of vaporation） 汽化过程中1kg液态物质（饱和液）完全 转变为汽态时所需的热量称为汽化潜热。 3、汽液相变的若干概念 §1 关于水蒸气的几个概念

81关于水蒸气的几个概念3、汽液相变的若干概念（4）饱和（saturation）现象一定条件下，当液化和汽化过程达到动态的平衡，物质汽液两相的质图6-1饱和系统量各自保持不变时，称这时的系统为饱和状态。例如：饱和状态下的液体称为饱和液(saturated liquid)处于平衡状态的汽液混合物蒸汽则称为饱和蒸汽（saturatedsteam or vapor) .沸腾中的液体

（4）饱和（saturation）现象 一定条件下，当液化和汽化过程达 到动态的平衡，物质汽液两相的质 量各自保持不变时，称这时的系统 为饱和状态。 饱和状态下的液体称为饱和液 （saturated liquid）, 蒸汽则称为饱和蒸汽（saturated steam or vapor）. 例如： 处于平衡状态的汽 液混合物 沸腾中的液体 3、汽液相变的若干概念 §1 关于水蒸气的几个概念

81关于水蒸气的几个概念3、汽液相变的若干概念（5）饱和蒸汽压饱和状态下的蒸汽压力，亦即液体沸腾时所产生的气泡中的蒸汽压力称为饱和蒸汽压对应一定的温度应有一定的饱和蒸汽压；反之，一定的压力对应一定的饱和温度（t）。饱和蒸汽压随温度的升高而增大

（5）饱和蒸汽压 饱和状态下的蒸汽压力，亦即液体沸腾时所 产生的气泡中的蒸汽压力称为饱和蒸汽压。 对应一定的温度应有一定的饱和蒸汽压；反之， 一定的压力对应一定的饱和温度（ts）。 饱和蒸汽压随温度的升高而增大 3、汽液相变的若干概念 §1 关于水蒸气的几个概念

2502001501005000200400Temperature,C/℃02050100120150p/MPa0.0 006 1120.0 023 3850.0 123 4460.1 013 3250.198 4830.47 571A

t/ ℃ 0 20 50 100 120 150 p/ MPa 0.0 006 112 0.0 023 385 0.0 123 446 0.1 013 325 0. 198 483 0.47 571

81关于水蒸气的几个概念4、三相点（triple point)纯物质的汽液固三相平衡共存时的状态称为三相点ATtp——升华曲线ptB液BTtp溶解曲线临界点c固CTtp汽化曲线三相点气TtpA一些纯物质三相点的温度T0和压力见表3-5

0 T p 三相点 临界点 固 气 液 C A B Ttp 纯物质的汽液固三相平衡共存时的状态称为三相点。 ATtp——升华曲线 BTtp——溶解曲线 CTtp——汽化曲线 §1 关于水蒸气的几个概念 4、三相点（triple point） 一些纯物质三相点的温度 和压力见表3-5

piB液临界点水的三相点：C固Ptp = 611.659 Pa三相点ITtp = 273.16 KKtpA01):当压力低于ptp时，液相不可能存在，而只可能是汽相或固相。2)三相点温度和压力是最低的饱和温度和饱和压力(对气、液才有饱和状态）3）台各种物质在三相点的温度与压力分别为定值，但比体积则随固、液、汽三相的混合比例不同而异4）判断：水的三相点温度、压力和比体积均是定值？

1) 当压力低于ptp时，液相不可能存在，而只可能是汽 相或固相。 2) 三相点温度和压力是最低的饱和温度和饱和压力。 (对气、液才有饱和状态) 3) 各种物质在三相点的温度与压力分别为定值，但比 体积则随固、液、汽三相的混合比例不同而异。 4) 判断：水的三相点温度、压力和比体积均是定值？ 水的三相点： ptp = 611.659 Pa Ttp = 273.16 K 0 T p 三相点 临界点 固 气 液 C A B Ttp