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饱和水蒸汽压力与温度密度蒸汽焓汽化热的关系对照表

饱和水蒸汽压力与温度、密度、蒸汽焓、气化热的关系对照表

饱和水蒸汽压力与温度密度蒸汽焓汽化热的关系对照表

一.什么是水和水蒸气的焓?

水或水蒸气的焓h,是指在某一压力和温度下的1千克水或1千克水蒸气内部所含有的能量,即水或水蒸气的内能u与压力势能pv之和(h=u+pv)。水或水蒸气的焓,可以认为等于把1千克绝对压力为0.1兆帕温度为0℃的水,加热到该水或水蒸气的压力和温度下所吸收的热量。焓的单位为“焦/千克”。

(1)非饱和水焓:将1千克绝对压力为0.1兆帕温度为0℃的水,加热到该非饱和水的压力和温度下所吸收的热量。

(2)饱和水焓:将1千克绝对压力为0.1兆帕温度为0℃的水,加热到该饱和水的压力对应的饱和温度时所吸收的热量。饱和温度随压力增大而升高,因此饱和水焓也随压力增大而增大。例如:绝对压力为3.92兆帕时,饱和水焓为1081.9 x 103焦/千克;在绝对压力为9.81兆帕时,饱和水焓则为1399.3 x 103焦/千克。

(3)饱和水蒸气焓:分为干饱和水蒸气焓和湿饱和水蒸气焓两种。干饱和水蒸气焓等于饱和水焓加水的汽化潜热;湿饱和水蒸气焓等于1千克湿饱和蒸汽中,饱和水的比例乘饱和水焓加干饱和汽的比例乘干饱和汽焓之和。例如:绝对压力为9.81兆帕时,饱和水焓为1399.3 x103焦/公斤;汽化潜热为1328 x103焦/公斤。因此,干饱和水蒸气的焓等于:1399.3

x103+1328x103=2727.3 x 103焦/千克。又例如:绝对压力为9.81兆帕的湿饱和水蒸气中,饱和水的比例为0.2,(即湿度为20%)干饱和水蒸气比例为0.8(即干度为80%),则此湿饱和水蒸气的焓为1399.3 x103 x 0.2十2727.3 x103x0.8=2461.7 x 103焦/千克。

(4)过热水蒸气焓:等于该压力下干饱和水蒸气的焓与过热热之和。例

如:绝对压力为9.81兆帕,温度为540℃的过热水蒸气的干饱和水蒸气的焓为2727.3 x 103焦/千克,过热热为750.4 x 103焦/千克。则该过热水蒸气的焓为:750.4 x 103+2727.3 x 103=3477.7 x 103焦/千克。

二.汽化热的概念

汽化热是一个物质的物理性质。其定义为:在标准大气压(101.325 kPa)下,使一摩尔物质在一定温度下蒸发所需要的热量,对于一种物质其为温度的函数。常用单位为千焦/摩尔(或称千焦耳/摩尔),千焦/千克亦有使用。汽化热又称汽化焓、蒸发热。由于汽化热只改变物质的相而不改变物质的温度,所以又称汽化潜热。

按照物质分子运动论的观点,气体中的分子平均距离比液体中的大得多。液态时,物质分子之间有较强的吸引力,物质从液相转变为气相,必须克服分子间的引力而做功,这种功称为内功。另外,当物质从液相变为气相时,体积将增大许多倍,因此还必须反抗大气压力而做功,这种功称为外功。做功需要消耗一定的能量。当液体蒸发或沸腾时,保持温度不变,都必须从外界输入能量,这就是液体汽化时需要汽化热的原因。如果液体在绝热下蒸发,则液体的温度将降低,这一现象被用来获得低温。例如,利用液氦的绝热蒸发,可获得约为0.7K的低温。

因为汽化是液化(凝结)的相反过程,同一物质的凝结点和沸点相同,故凝结热与液化热的名称也同时被使用,定义为:在标准大气压下,使一摩尔物质在其凝结点凝结所放出的热量。

影响汽化热因素

汽化热与汽化时的温度和压强有关,温度升高时汽化热减小,到临界温度时变为0。这是由于随着温度的升高,液体分子将具有较大的动能,气相与液相之间的差别逐渐减小,液体只需要从外界获得较少的能量就能汽化。而在临界温度下,物质处于临界态,气相与液相之间的差别消失了,因此汽化热为0。

水的汽化热

水的汽化热为40.8千焦/摩尔,相当于2260千焦/千克。一般地:使水在其沸点蒸发所需要的热量五倍于把等量水从1℃加热到100℃所需要的热量。

三.临界温度

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