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1 饱和蒸汽压蒸汽压指的是在液体(或者固体)的表面存在着该物质的蒸汽,这些蒸汽对液体表面产生的 压强就是该液体的蒸汽压。比如,水的表面就有水蒸汽压,当水的蒸汽压达到水面上的气体总压的时候,水就沸腾。我 们通常看到水烧开,就是在100 摄氏度时水的蒸汽压等于一个大气压。蒸汽压随温度变化而变化,温度越高,蒸汽压越大,当然还和液体种类有关。 一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸汽所产生的压强叫饱和蒸汽压 它随温度升高而增加。如:放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。如果把纯水放在一个密闭的容器里,并 抽走上方的空气。当水不断蒸发时,水面上方汽相的压力,即水的蒸汽所具有的压力就不断 增加。但是,当温度一定时,汽相压力最终将稳定在一个固定的数值上,这时的汽相压力 称为水在该温度下的饱和蒸汽压力。当汽相压力的数值达到饱和蒸汽压力的数值时,液相的水分子仍然不断地气化,汽相的水分 子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸汽的冷凝速度,液体量才没有减少, 气体量也没有增加,液体和气体达到平衡状态。所以,液态纯物质蒸汽所具有的压力为其饱和蒸汽压力时,汽液两相即达到了相平衡。饱和 蒸汽压是物质的一个重要性质,它的大小取决于物质的本性和温度。饱和蒸汽压越大,表示该物质越容易挥发。2 饱和蒸汽中文名称:饱和蒸汽英文名称:saturated steam定义:饱和状态下的蒸汽。 饱和蒸汽,是指饱和状态下的蒸汽,是由气体分子之间的热运动现象造成的. 当液体在有限的密闭空间中蒸发时,液体分子通过液面进入上面空间,成为蒸汽分子。由于 蒸汽分子处于紊乱的热运动之中,它们相互碰撞,并和容器壁以及液面发生碰撞,在和液面 碰撞时,有的分子则被液体分子所吸引,而重新返回液体中成为液体分子。开始蒸发时,进入空间的分子数目多于返回液体中分子的数目,随着蒸发的继续进行,空间 蒸汽分子的密度不断增大,因而返回液体中的分子数目也增多。当单位时间内进入空间的分子数目与返回液体中的分子数目相等时,则蒸发与凝结处于动 平衡状态,这时虽然蒸发和凝结仍在进行,但空间中蒸汽分子的密度不再增大,此时的状 态称为饱和状态。在饱和状态下的液体称为饱和液体,其对应的蒸汽是饱和蒸汽,但最初只是湿饱和蒸汽 待蒸汽中的水分完全蒸发后才是干饱和蒸汽。蒸汽从不饱和到湿饱和再到干饱和的过程温度是不增加的,干饱和之后继续加热则温度会上 升,成为过热蒸汽。3 湿饱和蒸汽中文名称:湿饱和蒸汽英文名称:wet saturated steam定义:饱和蒸汽和饱和水的混合物。湿饱和蒸汽就是湿蒸汽。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374.15C。当水的温度高于临界温度时,都是 过热蒸汽,所以不存在400 C的液态水4 显热中文名称:显热英文名称:sensible heat定义:人与环境间通过对流、辐射和传导途径交换的热量,即非蒸发性散热。定义 显热系指当此热量加入或移去后,会导致物质温度的变化,而不发生相变。物质的 摩尔量、摩尔热容和温差三者的乘积为显热。即物体不发牛化学变化或相变化时,温度升 高或降低所需要的热称为显热。原理 物体在加热或冷却过程中,温度升高或降低而不改变其原有相态所需吸收或放出的热量 称为“显热”。它能使人们有明显的冷热变化感觉,通常可用温度计测量出来。注:(如将水从20C的升高到80C所吸收到的热量,就叫显热。)公式显热计算公式Q=mc(t2ti) Q=质量比热(温度差)显热主要表现在由于空气干球温度的变化而发牛的热量转移,比如空气干球温度的升高 或降低而引起的热量。潜热的发牛总会伴随着物质相态的变化,简单的理解就是水在沸腾的时候要吸收很多 的热量而温度没多大的变化。所以,在空调负荷的计算时,因为空气里含有水蒸汽,所以就要计算其显热负荷和潜热 负荷。显热 对固态、液态或气态的物质加热,只要它的形态不变,则热量加进去后,物质的 温度就升高,加进热量的多少在温度上能显示出来,即不改变物质的形态而引起其温度变 化的热量称为显热。如对液态的水加热,只要它还保持液态,它的温度就升高;因此,显热只影响温度的变 化面不引起物质的形态的变化。例如机房中、其计算机或程控交换机的发热量很大,它属于显热。 对液态的水加热,水的温度升高,当达到沸点时,虽然热量不断的加入,但水的温度不 升高,一直停留在沸点,加进的热量仅使水变成水蒸气,即由液态变为气态。这种不改变物 质的温度而引起物态变化(又称相变)的热量称为潜热。如计算机房中、工作人员人体发热以及换气带进来的空气含湿量,这些热量称为潜热。(全热等于显热与潜热之和。)如果要求的气温高于露点温度, 则没有水蒸汽的产牛或者水珠的产牛,即湿度没有变化, 也就是所说的显热交换!如果要求的气温低于露点温度, 就会有潜热交换。显热:随着潮湿空气的温度变化而吸收或放出的热量(比热*温度变化); 潜热:随着潮湿空气中的水蒸气浓度的变化有关的热量(汽化热*凝结热)全热(焓):显热和潜热之和一般状态下焓值与全热值相同。5 潜热中文名称:潜热英文名称:latent heat定义1:水在相变过程中吸收或释放的热量。主要指水汽凝结成水或凝华成冰时所释放 的热量。 应用学科:大气科学(一级学科);动力气象学(二级学科)定义2:物质相变时放出或吸收的热量。 应用学科:电力(一级学科);通论(二级学 科)定义3:水在相变过程中吸收或释放的热量。主要指水汽凝结成水或凝华成冰时所释放 的热量。 应用学科:海洋科技(一级学科);海洋科学(二级学科);海洋气象学(三级学 科)定义 4:人体皮肤呼吸表面因水分蒸发而散失的热量,即蒸发性散热。 应用学科:航 空科技(一级学科);航空安全、生命保障系统与航空医学(二级学科)定义5:水在相变过程中吸收或释放的热量。 应用学科:资源科技(一级学科);气候 资源学(二级学科)潜热,相变潜热的简秫指单位质量的物质在等温等压情况下,从一个相变化到另一个相 吸收或放出的热量。这是物体在固、液、气三相之间以及不同的固相之间相互转变时具有的 特点之_。固、液之间的潜热称为熔解热(或凝固热),液、气之间的称为汽化热(或凝结热), 而固、气之间的称为升华热(或凝华热)潜热是指在温度保持不变的条件下,1kg物质在从某一个相转变为另一个相的相变过程 中所吸入或放出的热量。是一状态量。因任何物质在仅吸入(或放出)潜热时均不致引起温度 的升高(或降低),这种热量对温度变化只起潜在作用,故名。其值不仅因物质种类不同而异, 而且也与温度或压力密切相关。按相变过程种类的不同,有气化潜热、熔化潜热和升华潜热 等。同种物质在温度相同、方向相反的相变过程中所吸入或放出的潜热,其量值必相等, 如气化潜热总是等于凝结潜热熔解潜热 物质在温度没有改变的状况下,从固态转变到液态的过程中吸收的能量。汽化潜热 物质在温度没有改变的状况下,从液态转变到气态的过程中吸收的能量。 一级相变(见相和相变)过程中单位质量物质吸收或放出的热量。有时称相变潜热。物 质三态变化都是相变,因此汽化热、熔解热、升华热都是相变潜热。在不同的相变温度下, 相变潜热有不同的值。在物质的三相点,有三种潜热。如果用a、B、丫分别代表物质的 固、液、气相,用潜热分别表示熔解、汽化 、升华三种潜热,则有潜热即三种潜热中的一种, 可由其他两种求出。潜热利用 许多固体在不同的温度和压强下具有不同的结晶形式,即可以从一种固相转变为另一种 固相,这种过程称为同素异晶转变。同素异晶转变过程中也要产生相变潜热。物质发生相变(物态变化),在温度不发生变化时吸收或放出的热量叫作“潜热”。物 质由低能转变为高能时吸收潜热,反之则放出潜热。例如,液体沸腾时吸收的潜热一部分用 来克服分子间的引力,另一部分用来在膨胀过程中反抗大气压强做功。熔解热、汽化热、升 华热都是潜热。潜热的量值用每单位质量的物质或用每摩尔物质在相变时所吸收或放出的热 量来表示。在一级相变中,吸收或释放热量,伴随体积的变化,但系统的温度不变。所吸收或放 出的热量称为“相变潜热”。相变潜热与发生相变的温度有关,单位质量的某种物质,在温 度下的相变潜热是值。若用U1和u2分别表示1相和2相单位质量的内能,用vl和v2分别 表示1相和2相单位质量的体积,于是单位质量的物质由1相转变为2相时所吸收的相变潜 热可用下式表示:1 =(u2-u1)+p (v2-v1)=h2-h1。式中p是作用于系统的外部压强,hl 和h2分别为1相和2相单位质量的焓。上式相变潜热公式表明,相变潜热内潜热(u2-u1) 和外潜热p (v2-v1)两部分。纯物质在其相态变化时所吸收或放出热量且没有温度变化,此热量称潜热。但在体系和 环境之间有热量传递。过程的特点是两相共存,因此,从相律知,只有一个自由度。在潜热 和物系的pvt数据间存在着下列基本方程:h=tvdp0/dt,Av是温度t时伴有相变的体积 变化;Ah是潜热;dpO/dt是饱和蒸气压随温度的变化率。潜热可用8ttt8理热法进行实验测 定,估算方法大致上分为两类:(1)预算正常沸点下的蒸发热;(2)已知一个温度下的潜热 推算其他温度下的潜热。6焓中文名称:焓英文名称:enthalpy定义1:热力学中表示物质系统能量的一个状态函数,常用符号H表示。数值上等于系 统的内能U加上压强p和体积V的乘积,即H=U+pV。焓的变化是系统在等压可逆过程中 所吸收的热量的度量。应用学科:大气科学(一级学科);动力气象学(二级学科)定义2:工质的热力状态参数之一,表示工质所含的全部热能,等于该工质的内能加上 其体积与绝对压力的乘积。应用学科:电力(一级学科);通论(二级学科)焓是一个热力学系统中的能量参数。规定由字母H (单位:焦耳,J)表示,H来自于英 语Heat Capacity (热容)一词。此外在化学和技术文献中,摩尔焓Hm (单位:千焦/摩尔 KJ/mol)和特别焓h (单位:千焦/千克KJ/Kg)也非常重要,它们描述了焓在物质的量n和 物质质量m上的定义。焓是内能和体积的勒让德变换。它是SpN总合的热势能。在介绍焓之前我们需要了解一下分子热运动、热力学能和热力学第一定律: 1827 年, 英国植物学家布朗把非常细小的花粉放在水面上并用显微镜观察,发现花粉在水面上不停地 运动,且运动轨迹极不规则。起初人们以为是外界影响,如振动或液体对流等,后经实验证 明这种运动的的原因不在外界,而在液体内部。原来花粉在水面运动是受到各个方向水分子 的撞击引起的。于是这种运动叫做布朗运动,布朗运动表明液体分子在不停地做无规则运动。 从实验中可以观察到,布朗运动随着温度的升高而愈加剧烈。这表示分子的无规则运动跟温 度有关系,温度越高,分子的无规则运动就越激烈。正因为分子的无规则运动与温度有关 系,所以通常把分子的这种运动叫做分子的热运动在热学中,分子、原子、离子做
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