 |
|
Область I диаграммы, расположенная слева от пограничной кривой
Жидкости, соответствует воде в жидком состоянии, область II между
Пограничными кривыми _ влажному насыщенному пару и область III
Справа от пограничной кривой пара _ перегретому пару.
На пограничных кривых состояние системы однозначно определяется одним
Параметром, например, давлением или температурой. В других областях
Диаграммы для однозначного определения состояния системы необходимо
Задать два параметра состояния.
Рассмотрим процесс образования пара на диаграмме T _ s (рис. 2.9).
Точка а, соответствующая воде при температуре То = 0 ｰС, расположена на
Оси ординат, так как энтропия воды при этой температуре условно принята
Равной нулю. При подводе теплоты температура воды возрастает вплоть до
Температуры кипения Тs1 в точке b. Дальнейший подвод теплоты определяет
Протекание изобарно-изотермического процесса кипения воды, которое
Сопровождается возрастанием энтропии вдоль отрезка прямой bc до точки с,
В которой имеем сухой насыщенный пар. Продолжая подвод теплоты, полу-
Чим перегретый пар (точка d) с температурой, превышающей Тs1. Площадь,
Расположенная между отрезком bc и осью абсцисс, соответствует теплоте,
Которая необходима для полного превращения 1 кг воды в сухой насыщен-
Ный пар при температуре кипения, равной скрытой теплоте парообразования
R (Дж/кг).
С ростом давления температура кипения растет, поэтому увеличится и
Энтропия кипящей воды (точка e), так как для нагрева воды до большей
Температуры Тs2 необходимо большее количество теплоты. Следовательно,
Точка e сдвинется вправо по отношению к точке b. С другой стороны, скры-
Тая теплота парообразования при
Повышении давления уменьшается,
Поскольку уменьшается энергия,
Необходимая для разрыва межмо-
Лекулярных связей. Следовательно,
Точка f переместится влево по
Отношению к точке с.
При критических значениях дав-
Лении и температуре эти точки
Сольются в критическую точку К.
Таким образом, и на диаграмме
Т _ s получим пограничные кри-
Вые и те же области, аналогичные
Диаграмме р _ v.
В связи с тем, что все рассматриваемые процессы являются изобарны-
Ми, количество подведенной к системе теплоты равно изменению энтальпии.
Так как энтальпия и энтропия в исходном состоянии, т. е. в точке а, условно
Приняты равными нулю, поэтому искомое количество теплоты, равное изме-
Нению энтальпии и изменение энтропии для разных состояний системы, по
Сравнению с исходным, будут выражаться их абсолютными значениями.
Энтальпию кипящей воды в точке b, т. е. ее изменение между точками
А и b, равное количеству теплоты, необходимому для нагрева 1 кг воды от
0 ｰС до температуры кипения Тs1, найдем, пользуясь формулой (2.5), Дж/кг:
hb = с____________p,ж (Тs1 - Т0), (2.23)
Где сp,ж _ средняя изобарная теплоемкость воды.
Для нахождения значения энтропии в точке b, используем формулу (2.6),
Дж/(кгｷК): sb = сp,ж ln Тs1/Т0 (2.24)