0.104
x1
由于总质量不变，干度增大，所以水蒸气量增大。
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压力容器一般可以认为体积不变，本题利用 v2 v1和题目给 出的p2共同确定终态参数。需要指出的是，在没有明确说明终态 是过热或过冷的状态下通常都应该根据v（或h、s等）与饱和参数 的关系来确定其状态，若在湿蒸汽状态，则进一步求出干度。
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例
冷凝器中，蒸汽压力为4 kPa，x=0.95，试求vx，hx， sx的值；若此蒸汽凝结为水，试求其容积变化。
解： 查饱和蒸汽表 p = 0.004 MPa
v ' 0.001 004 1m3 / kg v '' 34.796 m3 / kg
h ' 121.30 kJ/kg
W Q U m q u m q h pv 112.73 kJ
W Q ?
理想气体等温过程才有膨胀功等于热量
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例 如图所示，汽柜和气缸经阀门相连接，汽柜与汽缸
壁面均绝热，汽柜内有0.5 kg，2.0 MPa，370℃的水蒸 气。开始时活塞静止在气缸底部，阀门逐渐打开后，蒸 汽缓慢地进入气缸，气缸中的蒸汽始终保持0.7 MPa的 压力，推动活塞上升。当汽柜中压力降到与气缸中的蒸 汽压力相等时立即关闭阀门，分别求出汽柜和气缸中蒸 汽的终态温度。
（1）该过程中工质的熵变如何计算？
（2）过程中熵流和熵产。
解： 查饱和水和水蒸气表 p 0.1MPa； ts 99.634C
s ' 1.3028kJ/(kg K) s '' 7.3589kJ/(kg K)
h ' 417.52kJ/kg h '' 2675.14kJ/kg h '' h ' 2 257.6 kJ/kg
利用水蒸汽表判断工质状态
1. 已知p，t， 由p（t），确定对应的ts（ps），即可进行比较：
t <ts 未饱和水
t =ts 饱和状态，还需其它参数 t >ts 过热状态
2. 已知p（t）及某一状态参数y
v v'
未饱和水
0 x 1
v ' v v '' 湿饱和蒸汽
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v v ''
因此,水可能处于p 0.475 71 MPa，若p <0.475 71 MPa 则容器内150℃的水必定要变成过热汽。
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例
已知水蒸气的压力为p = 0.5 MPa，比体积v = 0.35 m3/kg 问这是不是过热蒸汽？如果不是，那么是饱和蒸汽还是湿 蒸汽？用水蒸气表求出其他参数。
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s '' 6.821 4 kJ/(kg K)
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x

vv' v '' v '

(0.35 0.001 092 5) m3/kg (0.374 86 0.001 092 5) m3 /kg
0.933
5
h h ' x h '' h '
640.35 kJ/kg 0.933 5 2 748.59 640.35 kJ/kg
mv 10mlvl / vv
查饱和水和饱和水蒸气表，100℃时：
v ' 0.001044m3/kg v" 1.6729m3/kg
x1

mv1 mv1 ml1

10ml1vl1 / vv1 ml1 10ml1vl1 / vv1
10vl 10vl vv

10 0.001 044 m3 / kg 10 0.001 044 m3 / kg+1.672 9
675.84 kJ/kg 1103 kPa 0.001 101 7 m3/kg 674.74 kJ/kg
2 608.4 kJ/kg
s s ' x s '' s ' 1.861 0 kJ/(kg K) 0.933 5 6.821 4 1.861 0 kJ/(kg K)
6.491 5 kJ/(kg K)
u h pv 2 608.4 kJ/kg 0.5106 kPa 0.3510 3 m3/kg 2 433.4 kJ/kg
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h3

0.5
kg 2
889
kJ/kg 0.223 4 kg 2 (0.5 0.223 4) kg
686
kJ/kg
3 053.0 kJ/kg
由 h3 3 053 kJ/kg p 0.7 MPa
查图表求得 t3 = 297 ℃
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例
1 kg 水自1 MPa，160 ℃，降温到90 ℃，其热力学能不变。求：
最大有用功和作功能力损失。已知
p0 0.1MPa t0 20 C
解：
首先确定初终态参数，由 p1 1 MPa t1 160 C
查过热蒸汽和未饱和水表得
v1 0.001 101 7 m3/kg h1 675.84 kJ/kg s1 1.942 4 kJ/(kg K) u1 例
150 ℃的液态水放在一密封容器内，试问水可能处 于什么压力？
解：
查饱和蒸汽表，表 t1=150℃时 ps=0.475 71 MPa。
t1=150℃ ↕
ps=0.475 71 MPa
p 0.475 71 MPa ts 150℃ p <0.475 71 MPa ts<150℃
h '' 2 553.45 kJ/kg
s ' 0.422 1 kJ/(kg K) s '' 8.472 5 kJ/(kg K)
vx 1 xv ' xv '' 33.063 m3 / kg sx 1 x s ' xs '' 8.0721 kJ/(kg K) hx 1 x h ' xh '' 2432.5 kJ/kg
（1）由表列数据 s s '' s '
7.358 9 kJ/(kg K) 1.302 8 kJ/(kg K) 6.056 1 kJ/(kg K)
或
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s 2 δq 2 257.6 kJ/kg 6.056 1 kJ/(kg K)
1 T R Ts (99.634 273) K
m3
/
kg
0.006
2
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v1 v1 ' x1(v1 " v1 ') 0.001 044 m3 / kg 0.006 2 (1.672 9m3 / kg 0.001 044 m3 / kg) 0.011 41 m3 / kg
▲状态2：
p2=2MPa v ' 0.001177m3/kg v" 0.099627m3/kg
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相对容积变化率
vx v'

33.063 m3 / kg 0.001 004 m3 / kg

32
931
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例
压力容器内100 ℃时水的体积是蒸汽体积的1/10，加 热终态时容器内压力2.0 MPa。试求此时容器内温度。 问终态时锅内蒸汽量比初态时增大还是减小？
解：
▲状态1： Vl mlvl Vv /10 mvvv /10
查h-s图核对
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V1 mv1 0.5 kg 0.484 04 m3 / kg 0.242 02 m3 V2 mv2 0.5 kg 1.222 33m3 / kg 0.611 16 m3 Q mT s
0.5 kg 260 273 K 7.745 7 7.309 1 kJ /(kg K) 116.35 kJ
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解：
取全部蒸汽为系统——闭口系 流入= 0；流出=W ；内部储能增量= Δ U
0 W U
U m2u2 m1u1 m1 m2 u3 0
W pV p m1 m2 v3
m1u1 m2u2 m1 m2 u3 m1 m2 pv3
解： 利用水蒸气表，p = 0.5 MPa时
v ' 0.0010925m3/kg
v ' v v ''
v '' 0.37486m3/kg
所以该水蒸气不是过热蒸汽而是饱和湿蒸汽
h ' 640.35 kJ/kg h '' 2 748.59 kJ/kg
s ' 1.861 0 kJ/(kg K) ts 151.867 C
v2 v1 0.01141m3/kg
v2 ' v2 v2 "
所以为饱和湿蒸汽状态 t2 ts (2MPa) 212.4 C
x2

v2 v2 ' v2 " v2 '

0.114 1 m3/kg 0.001 177 m3/kg 0.099 627 m3/kg 0.001 177 m3/kg
9/60
或
s
2 ds