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楼主: csldg

为什么超过240度以后,水蒸气的焓在下降?

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 楼主| csldg 发表于 2009-3-17 16:35 | 显示全部楼层
1. 我不清楚焓函数是在恒压下推出来的,我只知道其定义为H=U+PV. 不知你从何知道恒压下推出来。

而且就算是恒压下推出来,又说明了什么?说明只要压力不相等,对比焓值的大小就没有意义?(那么此题的初始压力39.8bar,未态为85.9bar对比岂不是也没有意义?)焓是状态函数,与变化的路径无关,无论是恒压变化还是其他变化,只要初终状态相同,过程焓变是相同的。

2. 且不讨论你的结论是否正确,我的问题是,为何第一步你算的焓差为157kj/kg就得出系统需要能量,而第二步又偏偏忽视了焓变?此过程中焓值是减少的,按照你第一步的推论,系统该放出能量啊。

再说你的结论错误之处:假设外界对系统输入能量,根据能量守恒定律,系统能量应该增加,但事实是系统 的焓和内能都在减小,因此必定是系统向外输出了能量,你的假设错误。

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azx 发表于 2009-3-18 08:41 | 显示全部楼层
在等压下推出来焓差=Q,这在许多实际工况中用于计算热量,有意义。300C 39.8bar ---->300C85.9bar 也可有焓差,焓差并不仅仅等于热量交热了,还涉及到功、VdP等。想想在实际情况下,是如何将300C39.8bar成为300C85.9bar的,按实际情况才能具体计算了。
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hbdgyz 发表于 2009-3-18 09:03 | 显示全部楼层
焓值与温度、压力都有关,我一直都不太懂
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求知创新 发表于 2009-3-18 14:36 | 显示全部楼层
蒸气性质:蒸气有饱和蒸气、湿饱和蒸气和过热蒸气。饱和蒸气热含量较高;湿饱和蒸气因含有水分,热含量较低;过热蒸气温度高于饱和蒸气。

饱和蒸汽与过热蒸汽:一定压力下汽水共存的密封容器内,液体和蒸汽的分子在不停地运动,有的跑出液面,有的回到液面,当从水中飞出的分子数目等于因相互碰撞而返回的分子数时,这种状态称为动态平衡。处于动态平衡的汽、液共存的状态叫饱和状态。饱和状态的水称为饱和水,饱和状态的蒸汽称为饱和蒸汽。
在饱和状态时,液体和蒸汽的温度相同,这个温度称为饱和温度;液体和蒸汽的压力也相同,称为饱和压力。饱和压力与饱和温度有对应关系,饱和压力随饱和温度升高而增高。
在水达到饱和温度后,如定压加热,则饱和水开始汽化,在水没有完全汽化之前,含有饱和水的蒸汽叫湿饱和蒸汽,简称湿蒸汽。湿饱和蒸汽继续在定压条件下加热,水完全汽化成蒸汽时状态叫干饱和蒸汽,干饱和蒸汽继续定压加热,蒸汽温度上升而超过饱和温度时,就变成过热蒸汽。
水蒸汽的临界压力为22.129MPa,临界温度为374.15℃。当水的温度高于临界温度时,都是过热蒸汽,所以不存在400℃的液态水

液体与蒸汽的分子在相互运动过程中,当由液体中跑到蒸汽空间的分子数等于由蒸汽中返回液体的分子数相等而达到平衡时的状态称为饱和状态。处于饱和状态的蒸汽称为饱和蒸汽在同一压力下,温度高于饱和蒸汽叫过热蒸汽。

什么是饱和蒸汽和过热蒸汽
    水在一定的压力下加热,水的温度随着不断的加热而上升,当水温升高到某一温度时,水就开始沸腾(俗称水开了),这时候水的温度称为沸腾温度。如再继续加热,水温保持不变,水即开始汽化,而逐步变为蒸汽。水在一定的压力下的沸腾温度也称为饱和温度。这个温度与其所受到的压力大小有关压力愈大,则沸腾温度(饱和温度)就越高;反之,压力小,则沸腾温度也就低。
由此可知,水在一定压力下,加热至沸腾,水就开始汽化,也就逐渐变为蒸汽,这时蒸汽的温度也就等于饱和温度。这种状态的蒸汽就称为饱和蒸汽。

如果把饱和蒸汽继续进行加热,其温度将会升高,并超过该压力下的饱和温度。这种超过饱和温度的蒸汽就称为过热蒸汽.
因为水蒸汽的比热容是很小的,数量级在10^3J/KgK;而水蒸气的汽化热比较大,数量级在10^5J/KG。
因此,1KG饱和蒸汽液化时温度不变,放出的热量相当于同质量过热不饱和蒸汽下降100度。用饱和蒸汽效率高,材料承受的温差小。
另外,饱和蒸汽交换后变成水,不饱和过热蒸汽做功后仍有大部分蒸汽。而同质量蒸汽的体积大,水体积小,加热蒸汽的设备占地大,成本高。

  过热蒸汽有其本身的应用领域,如用在发电机组的透平,通过喷嘴至电机,推动电机转动。但是过热蒸汽很少用于工业制程的热量传递过程,这是因为过热蒸汽在冷凝释放蒸发焓之前必须先冷却到饱和温度,很显然,与饱和蒸汽的蒸发焓相比,过热蒸汽冷却到饱和温度释放的热量是很小的,从而会降低工艺制程设备的性能
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求知创新 发表于 2009-3-18 14:39 | 显示全部楼层



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 楼主| csldg 发表于 2009-3-18 16:02 | 显示全部楼层
19楼,我不知道实际中是如何将250度39.8bar的蒸汽变到300度85.9bar的蒸汽。
如果让我计算此过程系统与外界的能量交换(注意是能量,不仅仅指功,而是包括功,热或其它一切能量的形式),我会简单的用焓值相减,得到-52kj/kg,说明体系向环境放出能量52kj/kg,而不是环境向体系输入能量。
考虑到焓,内能是状态函数,与实现的路径无关,即不论你是如何把250的蒸汽变为300的,其过程的总能量变化一定是-52kj/kg。

如果你有其他计算方法能够说明在你的第二步是环境向系统输入了能量,麻烦你把计算过程,或者仅简单的指出一下,过程中环境究竟向系统输入多少能量。而不要仅仅用诸如“显而易见”之类的言语来说明。有时显而易见想当然的情况恰恰是错误的。

我在本贴就是要试图说明实际情况与想当然恰恰相反。如果你能证明显而易见是正确的,我会改正我的错误。

[ 本帖最后由 csldg 于 2009-3-18 16:11 编辑 ]
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azx 发表于 2009-3-19 13:43 | 显示全部楼层
300C  39.8bar -------------->300C 85.9bar  这过程,

简单的用焓值相减,得到-52kj/kg,就得出结论是体系向环境放出能量52kj/kg,而不是环境向体系输入能量,

这种概念不敢苟同,对于一个变压过程,焓状态函数是否具有这种性质,有等待进一步论证。在实际中,蒸汽不

会这样去实现。那作为一个例子,其实是一个等温压缩过程。如何实现压缩,其中就包含着功输入、热量传递等

方面的问题。从中可以去分析和理解。
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chemgg 发表于 2009-3-19 15:09 | 显示全部楼层
用焓熵软件查询了下大家讨论的例子:
250C ,39.8bar的水蒸气的焓是1121kJ/kg,;
300C ,39.8bar的水蒸气的焓是2960 kJ/kg;
300c ,85.9bar的水蒸气焓是1934.31 kJ/kg。
从结果看:(1)压力不变,温度升高,焓值增大;(2)温度不变,压力升高,焓值降低。
分析:(1)压力不变,恒压可逆过程,H=Q,焓随温度升高而增大;
      (2)温度不变,恒温可逆过程(注意非绝热过程),系统得最大的功,放最大的热,Q>w,H下降
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 楼主| csldg 发表于 2009-3-19 17:01 | 显示全部楼层
哈哈,24楼,我一再说明焓是状态函数,与过程的路径无关,即无论你是变压,绝热,等温或者其他任何过程,只要初终状态定了,那么过程的焓变就是一定的。
就拿你的等压过程而言,对于等压从250度39.8bar变到300度39.8bar,此过程的焓变,于你先绝热压缩升温在等温膨胀降压过程的焓变是相同的。
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lwh70 发表于 2009-4-4 09:40 | 显示全部楼层

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看到此贴,又让我想起以前和他人探讨过的问题,确实难以理解,如果相关的内能及焓值在测试过程中没大的误差,这可能就是水蒸汽本身的性质,本人当初就持此观点,就如相对论,经典物理学认为时间空间的尺度是不变的,但现代物理学推翻了此观点,尽管一般人还是难以接受。而且不知其他物质的蒸汽是否有此性质,如果有,那就是共性了,另外水蒸汽在到达临界点时(印象中是340摄氏度左右)饱和水和饱和蒸汽的内能及焓值都趋于相同。也可帮助理解此现象。
希望能看到有更多人来探讨此问题,到目前为止,查了很多书,都没有解释。本人相信此问题应该有相关解释的,但查不到,又感觉非常奇怪。
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peck_peng 发表于 2009-4-4 10:11 | 显示全部楼层
dU=SdT-PdV

△H=△U+△(PV)

一,温度升高,内能也不一定就是涨的,要看对外做了多少功;

二,内能涨了还要看有没有对外做功,要不然这个焓是没得啥子意思的

[ 本帖最后由 peck_peng 于 2009-4-4 10:16 编辑 ]
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w火星人w 发表于 2009-7-20 14:08 | 显示全部楼层
很难理解的问题,等待专家解决,菜鸟学习中!
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qlsnhlx 发表于 2012-10-8 20:35 | 显示全部楼层
很有意思的争论!
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