Купол насыщения

Купол насыщения — это графическое изображение комбинации пара и газа, используемое в термодинамике . Его можно использовать для определения давления или удельного объема , если уже имеется хотя бы одно из этих свойств .

Описание

Купол насыщения использует проекцию диаграммы P- v -T (давление, удельный объем и температура ) на плоскость P- v . Точки, образующие левую сторону купола, представляют состояния насыщенной жидкости, а точки с правой стороны представляют состояния насыщенного пара (обычно называемые «сухой» областью). В левой части купола находится сжатая жидкость, а в правой — перегретый газ. ^{[ 1 ]}

Внутри самого купола находится парожидкостная смесь. Эту двухфазную область обычно называют «мокрой» областью. Процент жидкости и пара можно рассчитать, используя качество пара. ^{[ 2 ]} Линия тройного состояния — это точка, где три фазы (твердая, жидкая и паровая) существуют в равновесии.

Критическая точка

Точка на самом верху купола называется критической точкой. В этой точке встречаются линии насыщенной жидкости и насыщенного пара. После этого момента превращение жидкость-пар невозможно. ^{[ 3 ]} Здесь также встречаются критическая температура и критическое давление. За пределами этой точки также невозможно различить жидкую и паровую фазы.

Штаты

Состояние насыщения — это точка, в которой начинается или заканчивается фазовый переход. Например, линия насыщенной жидкости представляет собой точку, в которой любое дальнейшее добавление энергии приведет к превращению небольшой части жидкости в пар. Аналогичным образом, вдоль линии насыщенного пара любое удаление энергии приведет к конденсации части пара обратно в жидкость, образуя смесь. Когда вещество достигает линии насыщенной жидкости, обычно говорят, что оно находится в точке кипения. Температура будет оставаться постоянной, пока она находится под постоянным давлением под куполом насыщения (кипящая вода остается постоянной на уровне 212F), пока не достигнет линии насыщенного пара. На этой линии смесь полностью превратилась в пар. Дальнейший нагрев насыщенного пара приведет к состоянию перегретого пара. Это связано с тем, что температура пара будет выше температуры насыщения (212F для воды) при данном давлении. ^{[ 4 ]}

Качество пара

Качество пара относится к парожидкостной смеси, которая содержится под купол. Это качество определяется как доля пара в общей смеси, исходя из масса. ^{[ 3 ]} А полностью насыщенный пар имеет качество 100%, а насыщенная жидкость имеет качество 0%. Качество можно оценить графически, поскольку оно связано с конкретным объемом или с тем, насколько далеко по горизонтали от купола находится точка. В состоянии насыщенной жидкости удельный объем обозначается как , _vf обозначается как vg _{а в состоянии насыщенного пара он} .

Качество можно рассчитать по уравнению:

$x={v-v_{f} \over v_{g}-v_{f}}$ ^{[ 5 ]}

Ссылки

^ Кляйн, Сэнфорд и Грегори Неллис. 'Термодинамика'. Издательство Кембриджского университета. 2012.
^ Арора, К. П. «Термодинамика». МакГроу Хилл, 1998, с. 65
^ Jump up to: ^а ^б Уорк, Кеннет. Термодинамика . МакГроу-Хилл, 1977, с. 110-116
^ Моран, Майкл Дж. и Говард Н. Шапиро. Основы технической термодинамики. 7-е изд. Хобокен, Нью-Джерси: Чичестер: Уайли; Джон Уайли, 2011. Печать.
^ Рао, Р.В. К. «Инженерная термодинамика». Университетская пресса, 2005, с. 80

[1] Кляйн, Сэнфорд и Грегори Неллис. 'Термодинамика'. Издательство Кембриджского университета. 2012.

[2] Арора, К. П. «Термодинамика». МакГроу Хилл, 1998, с. 65

[Wark-3] Jump up to: ^а ^б Уорк, Кеннет. Термодинамика . МакГроу-Хилл, 1977, с. 110-116

[Moran-4] Моран, Майкл Дж. и Говард Н. Шапиро. Основы технической термодинамики. 7-е изд. Хобокен, Нью-Джерси: Чичестер: Уайли; Джон Уайли, 2011. Печать.

[5] Рао, Р.В. К. «Инженерная термодинамика». Университетская пресса, 2005, с. 80

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]