Рv-диаграмма водяного пара

Фазовая pv-диаграмма системы, состоящей из жидкости и пара, представляет собой график зависимости удельных объемов воды и пара от давления.

Пусть вода, масса которой 1 кг при температуре 0° С и некотором давлении р, занимает объем v0 — отрезок NS (рис. 11-1). Вся кривая АЕ выражает зависимость удельного объема воды от давления при температуре 0° С. Так как вода — вещество почти несжимаемое, то кривая АЕ почти параллельна оси ординат. Если при постоян ном давлении сообщать воде теплоту, то ее температура будет повышаться и удельный объем увеличиваться. При некоторой температуре tH вода закипит, а ее удельный объем v' в точке А' достигнет при данном давлении максимального значения. С увеличением давления растет температура кипящей жидкости tн и объем v' также увеличивается.

График зависимости v' от давления представлен на рис. 11-1 кривой АК, которая называется нижней пограничной кривой. Характеристикой кривой АК является степень сухости х = 0. В случае дальнейшего подвода теплоты при постоянном давлении начнется процесс парообразования. При этом количество воды будет уменьшаться, количество пара увеличиваться.

В момент окончания парообразования в точке В' пар будет сухим насыщенным. Удельный объем сухого насыщенного пара обозначается v".

Если процесс парообразования протекает при постоянном давлении, то температура его не изменяется и процесс А 'В' является одновременно изобарным и изотермическим. В точках А' и В' вещество находится в однофазном состоянии. В промежуточных точках вещество состоит из смеси воды и пара. Такую смесь тел называют двухфазной системой.

График зависимости удельного объема v" от давления представлен на рис. 11-1 кривой KB, которая называется верхней пограничной кривой. Характеристикой кривой KB является степень сухости х = 1.

Точка А соответствует состоянию кипящей жидкости в тройной точке (tо = 0,01° ~ О° С), а изобара АВ соответствует состояниям равновесия всех трех фаз (тройная точка в рГ-диаграмме). Эта изобара при выбранном масштабе изображения кривых практически совпадает с осью абсцисс.

Если к сухому насыщенному пару подводить теплоту при постоянном давлении, то температура и объем его будут увеличиваться, и пар из сухого насыщенного перейдет в перегретый (точка D).

Обе кривые АК и KB делят диаграмму на три части. Влево от нижней пограничной кривой АК до нулевой изотермы располагается область жидкости. Между кривыми АК и KB располагается двухфазная система, состоящая из смеси воды и сухого пара. Вправо от KB и вверх от точки К располагается область перегретого пара или газообразного состояния тела. Обе кривые АК и KB сливаются в одной точке К, которая называется критической точкой.

Существование критической точки, как это было показано в § 4-3, впервые доказал Д. И. Менделеев в 1860 г. Значение температуры в критической точке он назвал абсолютной точкой кипения данной жидкости.

В критической точке исчезает различие между жидкостью и паром. Выше критической точки существование вещества в двухфазном состоянии невозможно. Никаким давлением нельзя перевести газ в жидкое состояние при температурах выше критической.

Параметры критической точки для воды: tк = 374,15° С; vk — = 0,00326 м3/кг; рк = 221,29 бар; iK = 2156,2 кдж/кг; sk = = 4,43 кдж/кг*град.

Область, заключенная между изотермой воды при температуре 0° С (линия АЕ) и осью ординат, представляет собой область равновесного сосуществования жидкой и твердой фаз.

 








Дата добавления: 2015-04-15; просмотров: 3301;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.003 сек.