2022-2023学年高二物理竞赛课件：饱和状态、饱和温度和饱和压力

饱和状态、饱和温度和饱和压力 2 饱和状态、饱和温度和饱和压力 一、汽化和液化(vaporization and liquefaction) 汽化：由液态到气态的过程 蒸发：在液体表面进行的汽化过程 液化：由气相到液相的过程 沸腾：在液体表面及内部进行 的强烈汽化过程。 2 3 饱和状态(Saturated state) 当汽化速度=液化速度时，系统 处于动态平衡，宏观上气、液两相 保持一定的相对数量—饱和状态。 饱和状态的温度—饱和温度，ts(Ts) (Saturated temperature) 饱和状态的压力—饱和压力，ps （Saturated pressure） 加热，使温度升高如 t'，保持定 值，系统建立新的动态平衡。与之 对应，p变成ps'。 所以 一一对应，只有一个独立变量，即 如 4 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 5 三、 几个名词 饱和液(saturated liquid)—处于饱和状态的液体： t = ts 干饱和蒸汽(dry-saturated vapor; dry vapor ) —处于饱和状态的蒸汽：t = ts 未饱和液(unsaturated liquid) —温度低于所处压力下饱和温度的液体：t < ts 过热蒸汽(superheated vapor) —温度高于饱和温度的蒸汽：t > ts, t – ts = d 称过 热度(degree of superheat)。 湿饱和蒸汽(wet-saturated vapor; wet vapor ) —饱和液和干饱和蒸汽的混合物：t = ts 使未饱和液达饱和状态的途径： 6 干度（dryness） （湿度 y =1–x） x 0 1 饱和液 湿饱和蒸汽 干饱和蒸汽 定义：湿蒸汽中干饱和蒸汽的质量分数，用w 或 x 表示。 7 四、饱和状态压力和温度的关系 1.吉布斯相律 对于多元（如k个组元）多相（如f个相）元化学反应的热力系，其独立参数，即自由度 n = k – f + 2 例：水在液相（或固相、气相） k =1， F =1，故n =1-1+2，此时压力，温度均可 独立变化。水在汽液共存时k = 1，f = 2， 故n =1，此时压力和温度中仅有一个可 自由变化。三相点：k =1，f = 3 故n = 0 水的三相点(triple pint)： ? 8 2.克拉贝隆方程 分别为汽化潜热(heat of vaporization)、熔解 热(heat of fusion)和升华热(heat of sublimation)。 分析：1）因γ、λ、σ为“+”；T为“+”；故相平衡线 斜率正负由体积差决定； 2）三相点处不光滑。 9 水定压加热汽化过程的p-v图及T-s图 一点 临界点 Critical point 两线 上界限线 下界限线 三区 液 汽液共存 汽 五态 未饱和水 饱和水 湿蒸汽 干饱和蒸汽 过热蒸汽 10 预热 汽化 过热 t < ts t = ts t = ts t = ts t >ts 水定压加热汽化过程 11 各种工质均具有类似水的性质 12 w，wt和q 13 q= 五、比热容 $