第三章气体和蒸气的性质p g p
Properties of gas and vapor
3-1 理想气体
3-2 理想气体的比热容
3-3 理想气体的热力学能、焓和熵
34 饱和状态、饱和温度和饱和压力
3-4
3-5 水的定压加热汽化过程
3-6 水和水蒸气状态参数
3-7 水蒸气图表和图
1
3-1 理想气体
一、理想气体(perfect gas or ideal gas)的基本假设
分子为不占体积的弹性质点)()
除碰撞外分子间无作用力
(),u u T h h T ?==理想气体是实际气体在低压高温时的抽象。
二、理想气体的状态方程(ideal (ideal--gas equation)
g 1kg pv R T =kg
K
g pV mR T =?
000
mol 1mol pV nRT n p V RT ==标准状态
Pa
m 3
2
气体常数,单位为J/(kg·K)
R =MR g =8.314 5 J/(mol·K)
（1）温度较高，随压力增大，误差增大;(第1~3行）
（2）虽压力较高，当温度较高时误差还不大（第3行），但温度较低，则误差极大;（第4行）
（3）压力低时，即使温度较低误差也较小。（第1行，第5行）本例说明：低温高压时，应用理想气体假设有较大误差。
例A411133
4
32
3–2 理想气体的比热容
一、比热容(specific heat)定义和分类
二、理想气体比定压热容，比定容热容和迈耶公式
三、理想气体的比热容比
四、利用比热容计算热量
7
2)(
2) (理想气体)c
p 恒大于c
V
物理解释:
c
a
b
a p
v?→
?
?→
?;
13
定容ab
ab v w u q +?=定压
ac
ac p w u q ?=+?=()
a c ac v v p u +?
b 与
c 温度相同，均为(T +1)K
ab ac u u ?=?()0
c a
c a p v
v v p v v q q >?>>即=+=而
()()11p p c a p p q c T T c T T c T T c T T c =??=?=+?=14
()()v V b a V V p V
q c c c >
四、利用比热容计算热量
原理:
δd q c T =
2
δd T q c T ==
d n q c T
∫
T 2
1
d n T q c T amnba
==∫面积附表4
2
3
2.利用平均比热容表(mean
0123,/1000
p c c c c c T θθθθ=+++=specific heat capacity)
2
T 2t 1
d n T q c T =∫)
(121
t t c
t n ?=t T 1, T 2均为变量, 制表太繁复
2
2
1
1
d n t t n t
c t
q c =
=
??∫21
21
t t t t
附表4 一些气体在理想气体状态的比定压热容
适用范围：250~1200K
18
20
第三章水蒸汽的基本性质 一、选择题 1．物质由液态变为气态的过程称为（） A 汽化； B 沸腾； C 液化；D凝结 2．物质由气态变为液态过程的称为（） A 蒸发； B 凝结； C 汽化； D 沸腾； 3．水沸腾时汽体和液体同时存在，汽体和液体的温度（） A 不相等； B 液体温度低； C 汽体温度低；D相等； 4．液体蒸发时的温度（）、 A 必须是沸点； B 必须是饱和温度； C 可以是任意温度；D是 饱和温度； 5．定压下，湿蒸汽变为干蒸汽的过程中，其温度（） A 降低；B不变； C 升高；D可能升高也可能降低； 6．水沸点随压力的升高而（） A 升高；B不变；C 降低；D可能升高也可能降低； 7．在湿蒸汽中，干饱和蒸汽的质量百分数称为（） A 湿度； B 干度；C过热度；D密度； 8．在定压下对饱和水继续加热，直至变成干饱和蒸汽，该过程的温度（） A 升高；B下降；C 不变；D不变或升高； 9．干饱和蒸汽的比体积随着压力的升高而（） A 增大；B减小；C不变化；D变化很小；
10．已知工质的压力p和温度t，当p低于已知温度下的饱和压力时，工质所处的状态为（） A 未饱和水；B饱和水；C 干饱和蒸汽；D过热蒸汽； 11．已知蒸汽的压力p和温度t，当t低于已知压力下的饱和温度时，工质所处的状态是（） A 未饱和水；B饱和水；C 湿饱和蒸汽；D过热蒸汽； 12．水蒸气焓熵图上的湿蒸汽区，定压线与定温线的关系为（） A 平行； B 重合； C 垂直；D相交； 13．随着锅炉压力的提高，锅炉内吸热是（） A 预热热比例增大，汽化热的比例减小； B 预热热比例减小，汽化热的比例增大； C 预热热、汽化热的比例保持不变； D 预热热、汽化热的比例不确定 14．水蒸汽的临界参数为（） A P cr=22.129MPa，T cr=274.15℃ B P cr=22.115MPa，T cr=374.12℃ C P cr=224MPa，T cr=274.15℃ D P cr=224MPa，T cr=374.15℃15．水的汽化热随着压力的升高( ) A 与压力变化无关； B 不变；C增大；D减小 16．过热蒸汽的形成经过（）五种状态。 A 饱和水、未饱和水、湿饱和蒸汽、干饱和蒸汽、过热蒸汽； B 未饱和水、饱和水、、干饱和蒸汽、湿饱和蒸汽、过热蒸汽； C 未饱和水、湿饱和蒸汽、饱和水、干饱和蒸汽、过热蒸汽；
未饱和水与过热水蒸气热力性质表 红字以上的为未饱和水，红字一下的为过热蒸汽 / ℃ 0 0.001002 -0.05 -0.0002 0.0010002 -0.05 -0.0002 10 130.598 2519.0 8.9938 0.0010003 42.01 0.1510 20 135.226 2537.7 9.0588 0.0010018 83.87 0.2963 40 144.475 2575.2 9.1823 28.854 2574.0 8.43466 60 153.717 2612.7 9.2984 30.712 2611.8 8.5537 80 162.956 2650.3 9.4080 32.566 2649.7 8.6639 100 172.192 2688.0 9.5120 34.418 2687.5 8.7682 120 181.426 2725.9 9.6109 36.269 2725.5 8.8674 140 190.660 2764.0 9.7054 38.118 2763.7 8.9620 160 199.893 2802.3 9.7959 39.967 2802.0 9.0526 180 209.126 2840.7 9.8827 41.815 2840.5 9.1396
200 218.358 2879.4 9.9662 43.662 2879.2 9.2232 220 227.590 2918.3 10.0468 .45.510 2918.2 9.3038 240 236.821 2957.5 10.1246 47.357 2957.3 9.3816 260 246.053 2996.8 10.1998 49.204 2996.7 9.4569 280 255.284 3036.4 10.2727 51.051 3036.3 9.5298 300 264.515 3076.2 10.3434 52.898 3076.1 9.6005 350 287.592 3176.8 10.5117 57.514 3176.7 9.7688 400 310.669 3278.9 10.6692 62.131 3278.8 9.9264 450 333.746 3382.4 10.8176 66.747 3382.4 10.0747 500 356.823 3487.5 10.9581 71.362 3487.5 10.2153 550 379.900 3594.4 11.0921 75.978 3594.4 10.3493 600 402.976 3703.4 11.2206 80.594 3703.4 10.4778 / ℃ 0 0.0010002 -0.04 -0.0002 0.0010002 0.05 -0.0002
第三章 流体的热力学性质 一、选择题(共7小题，7分) 1、(1分)对理想气体有（ ）。 )/.(??T P H B 0)/.(=??T P H C 0)/.(=??P T H D 2、(1分)对单位质量，定组成的均相流体体系，在非流动条件下有（ ）。 A ． dH = TdS + Vdp B ．dH = SdT + Vdp C ． dH = -SdT + Vdp D. dH = -TdS -Vdp 3、(1分)对1mol 符合)/(b V RT P -=状态方程的气体，T P S )(??应是（ ） A.R/V ； B.R ； C. -R/P ； D.R/T 。 4、(1分)对1molVan der Waals 气体，有 。 A. (?S/?V)T =R/(v-b) B. (?S/?V)T =-R/(v-b) C. (?S/?V)T =R/(v+b) D. (?S/?V)T =P/(b-v) 5、(1分)对理想气体有 A. (?H/?P)T <0 B. (?H/?P)T >0 C. (?H/?P)T =0 6、(1分)对1mol 理想气体 T V S )(??等于__________ A R V - B V R C R p D R p - 二、填空题(共3小题，3分) 1、(1分)常用的 8个热力学变量 P 、V 、T 、S 、h 、U 、A 、G 可求出一阶偏导数336个，其中独立的偏导数共112个，但只有6个可通过实验直接测定，因此需要用 将不易测定的状态性质偏导数与可测状态性质偏导数联系起来。 2、(1分)麦克斯韦关系式的主要作用是 。 3、(1分)纯物质T-S 图的拱形曲线下部称 区。 三、名词解释(共2小题，8分) 1、(5分)剩余性质： 2、(3分)广度性质 四、简答题(共1小题，5分) 1、(5分)简述剩余性质的定义和作用。（5分） 五、计算题(共1小题，12分) 1、(12分)（12分）在T-S 图上画出下列各过程所经历的途径（注明起点和箭头方向），并说明过程特点：如ΔG=0 （1）饱和液体节流膨胀；（3分） （2）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；（3分） （3）从临界点开始的等温压缩；（3分） （4）过热蒸汽经冷却冷凝为过冷液体（压力变化可忽略）。（3分）
范德瓦耳斯气体的热力学性质 陈东 2008061144 (黔南民族师范学院物理与电子科学系，贵州都匀 558000) 【摘要】讨论范德瓦尔斯气体的内能、熵、焓和自由能，给出相应的数学表达式，并对相应问题进行讨论。【关键词】范德瓦尔斯气体；内能；熵；焓；自由能；绝热过程；节流过程 Van der Waals gas thermodynamic properties Chen Dong 200806114 ( Qiannan Normal College for Nationalities Department of physics and electronic science, Guizhou Tuyun 558000) [ Abstract ] to discuss Van Der Waals gas internal energy, entropy, enthalpy and free energy, the corresponding mathematical expressions, and the relative problems are discussed. [ Key words ] Van Der Waals gas; energy; entropy; enthalpy; free energy; adiabatic process; throttling process 理想气体是反映各种实际气体在压强趋于零时所共有的极限性质的气体，是一种理想模型。在一般的压强和温度下，可以把实际气体近似地当作理想气体出来，但是在压强太大或温度太低（接近于其液化温度）时，实际气体与理想气体有显著的偏离。为了更精确地描述实际气体的行为，人们提出很多实际气体的状态方程，其中最重要、最有代表性的是范德瓦尔斯方程。 1、范德瓦尔斯气体的状态方程 范德瓦尔斯方程是在理想气体状态方程的基础上修改而得到的半经验方程。理想气体是完全忽略除分子碰撞瞬间外一切分子间的相互作用力的气体，而实际气体就不能忽
物质常用状态参数：温度、压力、比体积（密度）、内能、焓、熵。（只需知道其中两参数）比容和比体积概念完全相同。建议合并。单位质量的物质所占有的容积称为比容，用符号"V" 表示。其数值是密度的倒数。 比热容(specific heat capacity)又称比热容量，简称比热(specific heat)，是单位质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比。比热容是表示物质热性质的物理量。通常用符号c表示。比热容与物质的状态和物质的种类有关。 三相点是指在热力学里，可使一种物质三相（气相，液相，固相）共存的一个温度和压力的数值。举例来说，水的三相点在0.01℃（273.16K）及611.73Pa 出现；而汞的三相点在?38.8344℃及0.2MPa出现。 临界点：随着压力的增高，饱和水线与干饱和蒸汽线逐渐接近，当压力增加到某一数值时，二线相交即为临界点。临界点的各状态参数称为临界参数，对水蒸汽来说：其临界压力为22.11999035MPa，临界温度为：374.15℃，临界比容0.003147m3/kg。 超临界流体是处于临界温度和临界压力以上，介于气体和液体之间的流体。由于它兼有气体和液体的双重特性，即密度接近液体，粘度又与气体相似，扩散系数为液体的10~100倍，因而具有很强的溶解能力和良好的流动、输运性质。 当一事物到达相变前一刻时我们称它临界了,而临界时的值则称为临界点。 临界点状态：饱和水或饱和蒸汽或湿蒸汽 在临界点，增加压强变为超临界状态；增加温度变为过热蒸汽状态。 为什么在高压下，低温水也处于超临界？（如23MP，200℃下水状态为超临界？）应该是软件编写错误。 超临界技术： 通常情况下，水以蒸汽、液态和冰三种常见的状态存在，且是极性溶剂，可以溶解包括盐在内的大多数电解质，对气体和大多数有机物则微溶或不溶。液态水的密度几乎不随压力升高而改变。但是如果将水的温度和压力升高到临界点 （Tc=374.3℃，Pc=22.1MPa）以上，水的性质发生了极大变化，其密度、介电常数、黏度、扩散系数、热导率和溶解性等都不同于普通水。水的存在状态如图:
蒸汽的基本性质 蒸汽已经伴随着机车和工业革命走过几个世纪，迄今为止，蒸汽已成为现代技术不可或缺的一部分。如果没有蒸汽，我们现在的食品、纺织、化工、医药、电力、供热等工业就不可能存在，或者说不会像现在这样发展的这么好。 蒸汽的使用为能量的输送提供了一种可控制的方法，将能量从集中的、自动化的、高效的锅炉房输送到使用现场。蒸汽是应用最广泛的热量载体之一，它广泛应用于工业系统，例如，发电、空间加热和制程应用中。 蒸汽的产生高效而经济 地球上水资源相对丰富、价格便宜，并且对健康无害，对环境没有污染。当水汽化变成蒸汽后，它又成为安全、高效的能量载体，蒸汽携带的热量相当于同等质量水所能携带热量的5-6倍。当水在锅炉中被加热，它开始吸收热量，根据锅炉内压力的不同，水会在特定的温度下汽化成蒸汽。这时蒸汽内储存着大量能量，这些能量可以在制程中或空间加热时再释放出来。可以在高压下产生高温的蒸汽，压力越高，蒸汽温度也越高。高温蒸汽内储存的能量更多，它们做功的潜力也更大。现代的锅壳式锅炉设计紧凑，效率高，使用多回程和高效的燃烧技术，可以将燃料中蕴藏的大部分能量传递到水中，只有很少部分排放掉。 蒸汽可以方便地、高效地输送到用汽点 蒸汽是应用最广泛的可长距离传递的热量载体之一。由于蒸汽的流动是依靠管道内的压力降，因此省去了昂贵的循环泵系统。由于蒸汽的热容量很高，所以在高压下仅需要很小口径的管道就可以输送大量的热量。与
其它传热介质相比，蒸汽管道安装简单、价格更便宜。 能量传递方便 蒸汽提供了优良的热传递性能。当蒸汽到达设备后通过冷凝过程将热量传递给被加热产品，热传递过程效率非常高。图中显示的是一个典型的蒸汽--热水机组，它最大换热功率可以达到3000kW，采用了蒸汽板式换热器和各种控制，占地面积仅有0.7m2，与之相比，管壳式热交换器占地面积是它的2-3倍。 现代蒸汽设备管理容易 通过适当的维护，蒸汽系统可以使用很多年，系统的各环节可以实现自动监测。与其它的系统相比，可以通过疏水阀监测系统来对蒸汽疏水阀进行有计划的管理，如果某个地方有泄漏或者积水，系统会立刻报警引起工程师的注意。与此相比，水系统和油系统的监测需要耗费大量时间和人工。而且，当蒸汽系统需要维护的时候，相关系统可以很方便地进行隔离并很快排除冷凝水，这就意味着蒸汽系统可以快速进行维护。
七、气体的热力性质 热机中的热能—机械能转换是通过体积功实现的，因而要求其工质的热膨胀性要好，故均选气体为工质。 7.1 理想气体 忽略自身分子所占体积与分子间作用力的气体。 此时，各种气体的许多性质趋同，其共性就只与分子的个数有关。 一、 状态方程 T mR pV g = T R pv g = 气体常数g R 与种类有关（同质量不同种气体分子的个数不等），与状态无关。 T nR pV m = T R pV m M = 气体常数M R 与种类、状态均无关，故被称为普适气体常数， K mol J R M ?=/314.8。 M R R m g =， M 为摩尔质量， mol kg /。 通常，气体若温度不太低，压力不太高， 均可视为理想气
体。如100大气压 %1≈总 分子 V V 气体分子间的相互作用与分子的间距亦即体积总V 有关。 二、 热系数与热力学函数 p p T V V ??? ????=1α T 1= v v T p p ??? ????= 1β T 1= T T p V V ??? ????-=1κ p 1= v T V T p T v c ???? ????=??? ????22 0= → )(T c V p T p T v T p c ???? ????-=???? ????22 0= → )(T c p T p V p v p T v T c c ??? ??????? ????-=-2 + T R pv g = g R = p p h J c v T v T p T -??? ????= ??? ????=μ 0= dv T p T p dT c du v V ??? ?? ???? ????--= dT c V = dp T v T v dT c dh p p ??? ?? ???? ????-+= dT c p = dv T p dT T c ds v V ??? ????+= v dv R T dT c g V += dp T v dT T c p p ??? ????-= p dp R T dT c g p -=
附表16 饱和水和饱和水蒸气热力性质表(按温度排列) 温 度℃压力比体积比焓汽化潜比熵 液体蒸汽液体蒸汽液体蒸汽 0.000.00061120.00100022206.154 -0.052500.512500.6 -0.009.1544 0.01 0.0006117 0.00100021 206.0120.002500.532500.50.0009.1541 1 0.0006571 0.00100018192.464 4.18 2502.352498. 2 0.0159.1278 2 0.0007059 0.00100013179.787 8.392504.192495.8 0.0309.1014 3 0.0007580 0.00VTOO09168.041 12.612506.032493. 4 0.0459.0752 4 0.00081350.00100008 157.151 16.822507.872491.1 0.0619.0493 5 0.0008725 0.00100008 147.048 21.022509.71 2488.7 0.0769.0236 6 0.0009352 0.00100010 137.670 25.222511.552486.3 0.0918.9982 7 0.0010019 0.00100014128.961 29.422513.392484.0 0.1063 8.9730 8 0.0010728 0-00100019120.868 33.622515.232481.60.12138.9480 9 0.0011480 0.00100026 113.34237.812517.062479.3 0.1362 8.9233 10 0.0012279 0.00100034 106.341 42.002518.90 2476.90.1518.8988 11 0.0013126 0.00100043 99.825 46.192520.74 2474.5 0.1658 8.8745 12 0.00140250.0010005493.75650.382522.57 2472.2 0.1805 8.8504 13 0-0014977 0.0010006688.10154.572524.412469.8 0.1952 8.8265 14 0-0015985 0-0010008082.828 58.762526.242467.5 0.2098 8.8029 15 0.0017053 0.00100094 77.910 62.952528.072465.1 0.2243 8.7794 16 0.0018183 0.00100110 73.320 67.132529.902462.8 0.2388.7562 17 0.0019377 0.00100127 69.034 71.322531.722460.4 0.2538.7331 18 0.00206400.00100145 65.029 75.502533.552458.1 0.2678.7103 温度℃压力比体积比焓汽化潜比熵 液体蒸汽液体蒸汽液体蒸汽 19 0,0021970.00100165 61.287 79.68 2535.37 2455.7 0.2820 8-6877 20 0.0023380.00100185 57.786 83.86 2537.20 2453.3 0.2963 8.6652 22 0.0026440.00100229 51.445 92.23 2540.84 2448.6 0.3247 8.6210 24 0.0029840.00100276 45.884 100.59 2544.47 2443.9 0.3530 8.5774 26 0.0033620.00100328 40.997 108.95 2548.10 2439.2 0.3810 8.5347 28 0.0037810.00100383 36.694 117.32 2551.73 2434.4 0.4089 8.4927 30 0.0042450.00100442 32.899 125.68 2555.35 2429.7 0.4366 8.4514 35 0.0056260.00100605 25.222 146.59 2564.38 2417.8 0.5050 8-3511 40 0.0073810.00100789 19.529 167.50 2573.36 2405.9 0.5723 8.2551 45 0.0095890.00100993 15.2636 188.42 2582.30 2393.9 0.6386 8.1630
饱和水蒸气的性质
常用气体密度的计算 常用气体密度的计算 1．干空气密度 密度是指单位体积空气所具有的质量, 国际单位为千克/米3（kg/m3），一般用符号ρ表示。其定义式为：ρ = M/V (1--1) 式中 M——空气的质量，kg； V——空气的体积，m3。 空气密度随空气压力、温度及湿度而变化。上式只是定义式，通风工程中通常由气态方程求得干、湿空气密度的计算式。由气态方程有： ρ=ρ0*T0*P/P0*T (1--2) 式中：ρ——其它状态下干空气的密度，kg/m3； ρ0——标准状态下干空气的密度，kg/m3； P、P0——分别为其它状态及标准状态下空气的压力，千帕（kpa）； T、T0——分别为其它状态及标准状态下空气的热力学温度，K。 标准状态下，T0=273K，P0=101.3kPa时,组成成分正常的干空气的密度ρ 0=1.293kg/m3。将这些数值代入式（1-2），即可得干空气密度计算式为： ρ= 3.48*P/T (1--3) 使用上式计算干空气密度时，要注意压力、温度的取值。式中P为空气的绝对压力，单位为kPa；T为空气的热力学温度（K），T=273+t, t为空气的摄氏温度（℃）。 2．湿空气密度 对于湿空气，相当于压力为P的干空气被一部分压力为Ps的水蒸汽所占据，被占据后的湿空气就由压力为Pd的干空气和压力为Ps的水蒸汽组成。根据道尔顿分压定律，湿空气压力等于干空气分压Pd与水蒸汽分压Ps之和，即：P=Pd+Ps。 根据相对湿度计算式，水蒸汽分压Ps=ψPb，根据气态方程及道尔顿的分压定律，即可推导出湿空气密度计算式为： ρw=3.48*P(1-0.378*ψ*Pb/P)/T (2--1) 式中ρw ——湿空气密度,kg/m3； ψ——空气相对湿度，%； Pb——饱和水蒸汽压力，kPa(由表2-1-1确定)。 其它符号意义同上。
第三章 气体热力性质和热力过程 3-1 已知氖的相对分子质量为20.183，在25℃时比定压热容为 1.030 kJ ／(kg.K)。试计算(按理想气体)： (1)气体常数； (2)标准状况下的比体积和密度； (3)25℃时的比定容热容和热容比。 解：（1）气体常数 )/(411956.0)/(951.411/10183.20)/(31451.83 K kg kJ K kg J mol kg K mol J M R R g ?=?=??== - （2）由理想气体状态方程 T R pv g =得 比体积kg m Pa K K mol J p T R v g /111.11001325.115.273)/(956.4113 5 =???= = 密度33 /900.0/111.111m kg kg m v === ρ （3）由迈耶分式 g v p R c c =-00得 比定容热容 ) /(618.0)/(411956.0)/(030.100K kg kJ K kg kJ K kg kJ R c c g p v ?=?-?=-= 热容比667.1) /(618.0) /(030.10 00=??= = K kg kJ K kg kJ c c V p γ 3-2 容积为2.5 m 3的压缩空气储气罐，原来压力表读数为0.05 MPa ，温度为18℃。充气后压力表读数升为0.42 MPa ，温度升为40℃。当时大气压力为0.1 MPa 。求充进空气的质量。 解：充气前p 1 = p g1+p b = 0.05MPa+0.1MPa = 0.15MPa ，K T 15.2911815.2731=+= 充气后p 2 = p g2+p b = 0.42MPa+0.1MPa = 0.52MPa ，K T 15.3134015.2732=+= 由理想气体状态方程 T R pv g =，得 223.315.052.0)4015.273()1815.273(122121=++==MPa MPa K K p T p T v v
一、制冷用图形符号(JB/T7965-95) 1 主题内容与适用范围 本标准规定了制冷用阀门及管路附件、制冷机组、辅助设备、控制元件等的图形符号。 本标准适用于绘制制冷系统的流程图、示意图和编制相应的技术文件。 2 引用标准 GB4270 热工图形符号和文字代号 GB4457.4 机械制图图线 GB4458.5 机械制图尺寸注法 GB1114 采暖、通风与空气调节制图标准 3 一般规定 3.1 本标准中的图形符号一般用粗实线绘制，线宽b应符号GB4457.4的规定，对管路、管件、阀及控制元件等，允许用细实线(线宽为b/3)绘制。在同一图样上，图形符号的各类线型宽度应分别保持一致。 3.2 文字代号应按直体书写，笔划宽度约为文字高度的1/10。 3.3 图形符号允许由一基本符号与其他符号组合，图形符号的位置允许转动。 3.4 绘制图形符号时，可按本标准所示图例，按比例适当放大或缩小。 3.5 在不违反本标准的前提下，各单位可作出补充规定。 4 介质代号 介质代号见表1。 表 1 5 图形符号 5.1 管道 管道的图形符号见表2。 5.2 管接头 管接头的图形符号见表4。 5.3 管路弯头及三通 管路弯头及三通的图形符号见表5。 表 2 表 3 表 4 表 5 (续表) 5.4 阀门 阀门的图形符号见表6。 5.5 控制元件和测量用表
控制零件和测量用表的图形符号见表7。 5.6 管路附件 管路附件的图形符号见表8。 5.7 动力机械 动力机械的图形符号见表9。 5.8 辅助设备 辅助设备的图形符号见表10。 5.9 制冷机组 制冷机组的图形符号见表11。 5.10 空调系统 空调系统的符号应符合GBJ 114的规定。 表 6 (续表) 表 7 (续表) 表 8 (续表) 表 9 (续表) 表 10 (续表) 表 11 二、制冷空调电气技术资料 表2-1 电气技术中项目种类的字母代码表 (续表) 注:因为一个项目可能有几种名称,故可能有几个字母代码,使用时应选较确切的代码。表2-2 我国电气设备常用文字符号新旧对照表 (续表)
工程热力学与传热学 第三章 理想气体的性质与热力过程 典型问题分析 一. 基本概念分析 1 c p ，c v ，c p -c v ，c p /c v 与物质的种类是否有关，与状态是否有关。 2 分析此式各步的适用条件: 3 将满足下列要求的理想气体多变过程表示在p-v 图和T-s 图上。 （1） 工质又膨胀，又升温，又吸热的过程。 （2） 工质又膨胀，又降温，又放热的过程。 4 试分析多变指数在 1 第三章 理想气体的性质 1.怎样正确看待“理想气体”这个概念？在进行实际计算是如何决定是否可采用理想气体的一些公式？ 答：理想气体：分子为不占体积的弹性质点，除碰撞外分子间无作用力。理想气体是实际气体在低压高温时的抽象，是一种实际并不存在的假想气体。 判断所使用气体是否为理想气体（1）依据气体所处的状态（如：气体的密度是否足够小）估计作为理想气体处理时可能引起的误差；（2）应考虑计算所要求的精度。若为理想气体则可使用理想气体的公式。 2.气体的摩尔体积是否因气体的种类而异？是否因所处状态不同而异？任何气体在任意状态下摩尔体积是否都是 0.022414m 3 /mol? 答：气体的摩尔体积在同温同压下的情况下不会因气体的种类而异；但因所处状态不同而变化。只有在标准状态下摩尔体积为 0.022414m 3 /mol 3.摩尔气体常数 R 值是否随气体的种类不同或状态不同而异？ 答：摩尔气体常数不因气体的种类及状态的不同而变化。 4.如果某种工质的状态方程式为pv =R g T ，那么这种工质的比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数吗？ 答：一种气体满足理想气体状态方程则为理想气体，那么其比热容、热力学能、焓都仅仅是温度的函数。 5.对于一种确定的理想气体，()p v C C 是否等于定值？p v C C 是否为定 值？在不同温度下()p v C C -、p v C C 是否总是同一定值？ 答：对于确定的理想气体在同一温度下()p v C C -为定值， p v C C 为定值。在不同温度下()p v C C -为定值，p v C C 不是定值。 6.麦耶公式p v g C C R -=是否适用于理想气体混合物？是否适用于实际 气体？ 答：迈耶公式的推导用到理想气体方程，因此适用于理想气体混合物不适合实际气体。 7.气体有两个独立的参数，u(或 h)可以表示为 p 和 v 的函数，即(,)u u f p v =。但又曾得出结论，理想气体的热力学能、焓、熵只取决于温度，这两点是否矛盾？为什么？ 答：不矛盾。实际气体有两个独立的参数。理想气体忽略了分子间的作用力，所以只取决于温度。 8.为什么工质的热力学能、焓、熵为零的基准可以任选？理想气体的热力学能或焓的参照状态通常选定哪个或哪些个状态参数值？对理想气体的熵又如何？ 答：在工程热力学里需要的是过程中热力学能、焓、熵的变化量。热力学能、焓、熵都只是温度的单值函数，变化量的计算与基准的选取无关。热力学能或焓的参照状态通常取 0K 或 0℃时焓时为0，热力学能值为 0。熵的基准状态取p 0=101325Pa 、T 0=0K 熵值为 0 。 9.气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态？ 答：气体热力性质表中的h 、u 及s 0的基准是什么状态00(,)T P 00T K = 第二章 气体热力学性质 第一节 理想气体的性质 一、理想气体： 1、假设：①气体分子是弹性的、不占据体积的特点； ②气体分子间没有相互作用力。 对于气体分子的体积相对气体比容很小，分子间作用力相对于气体压力也很小时，可 作为理想气体处理。 2、状态方程 理想气体在任一平衡状态时的压力P 、温度T 、比容v 之间的关系应满足状态方程， 即克拉佩龙方程 Pv= RT mkg 质量气体为： Pv=mRT=m 0R T R 气体常数，反映气体特征的物理量，和气体所处状态无关； n 物质的量（千克数或摩尔数）； 0R 通用气体常数，与气体状态、其他性质无关的普适恒量； K Kmol J R R ?==/8314150μ P V C C ,分别表示定压比容及定容比容，对于理想气体，他们仅是温度的单值函 数，P V C C > 其 R C C P V =- 比值k C C P V =/（绝热指数） 标准状态时（压力未101.325Kpa, 0℃） 单原子气体 k=1.66?1.67 双原子气体 k=1.40?1.41 多原子气体 k=1.10?1.3 此外 R k k C R R C C C k P V P V ?-=-=>=1 ,1,1/ 二、过程方程及过程功 气体在压缩和膨胀过程中，状态的变化应符合动量守恒及转换定律，即内能、外功、热交换三者间应满足 P d V dW dT C dU dW dU dq V ==+=,,其中 压缩过程中的能量关系 1、 等温过程 数字式：0==dT const T 即 过程方程式：const PV = 过程功：2 111121112ln ln ln P P V P V V V P V V RT W === 内能变化：012=-U U 热交换：w q = 等温过程的热交换q 和过程功w 值相等，且正负号相同，即气体加热进行等温膨胀时，加入的热量全部用于对外膨胀做功，气体被压缩时外界对气体所作的功全部转换为热量的形式排出。 2、 绝热过程 数字式：0,0==dq q 过程方程式：const PV K = 过程功：]1[1]1[112111 121--???? ??--=??? ? ??--=K k k V V T k R P P T R R W 内能变化：W U U =-12 功质在绝热过程中与外界没有热量交换，过程功只能来自工质本身的能量，绝热膨胀机等于内能降，绝热压缩时，工质消耗的压缩功等于内能的增加量。 3、 多变过程 状态变化过程中，状态参数都由显著的变化，存在热交换时他们的过程特征满足过程方程 过程功：)(1 1]1[1211121T T C n k P P T n R W V n n ---=???? ??--=- 内能变化：)(12T T C U V -=? 热量交换：)(1 21T T C n k n W U q V ---= =?= 压缩机级的工作工程 水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式及其通用计算模型 1. 前言 水和水蒸汽作为一种常规工质，在动力系统中得到很广泛的应用。第六届国际水蒸汽性质会议成立的国际公式化委员会IFC(International Formulation Committee)制定了用于计算水和水蒸汽热力性质的IFC公式，并在此基础上不断的提出新的计算公式，比较为大家所熟悉的就是工业用1967年IFC公式（简称IFC-67公式），IFC-67公式在较长一段时间内得到了广泛的应用。 随着工程应用技术水平的不断提高，对水和水蒸汽性质的热力计算精度和速度的要求也相应的提高，IFC-67公式存在诸如计算精度低、计算迭代时间长、适用范围窄的缺陷也越来越明显。因此，1997年，在德国Erlangen召开的水和水蒸汽性质国际联合会（IAPWS）上，通过并发表了全新的水和水蒸汽计算模型，此模型是由德、俄、英、加等7国12位科学家组成的联合研究小组提出的，即IAPWS-IF97公式。 自1999年1月1日后，水和水蒸汽性质国际联合会（IAPWS）要求在商业合同中采用新型的水和水蒸汽热力性质工业公式（IAPWS-IF97公式）。目前，我国电力工业与国际上有着密切的联系，随着我国进口机组的增多以及国产机组的部分出口，尽快使用新的水和水蒸汽热力性质计算标准也就显的特别重要。因此，我们应该尽快了解并推广使用IAPWS-IF97公式。本文介绍了IAPWS-IF97公式的新特点，分析了此公式在工程和科研中提高计算精度和速度的原因，并且给出了基于此公式编制的水和水蒸汽热力性质参数计算软件。 2.关于IAPWS-IF97公式 2.1概述 IAPWS-IF97公式作为最新的并且得到国际广泛承认的水和水蒸汽性质计算公式，在工程设计和科学研究中都很有意义。它的适用范围更为广泛，在IFC-67公式的适用范围基础上增加了在科研和工程中日益关注的低压高温区。而且在原来有的水和水蒸汽参数的基础上又增加了一个重要参数：声速。IAPWS-IF97适用范围：273.15K≤T≤2273.15K，p≤100Mpa。 IAPWS-IF97公式将它的有效范围分成5个区（如图1所示）。1区为常规水区； 2区为过热蒸汽区；3区为临界区；4区为饱和线，即为湿蒸汽区；5区为低压工程热力学思考题答案-第三章
气体热力学性质
水和水蒸汽热力性质IAPWS-IF97公式及其通用计算模型
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