44. Ентропія води, вологої та сухої, насиченої та перегрітої пари. Їх знаходження.

Зміна ентропії: .

; ;

;(волога насичена пара)

;(суха насичена)

,(перегріта пара)

– теплоємність води;

– теплоємність пари.

45. Знаходження питомого об’єму та густини вологої насиченої пари. Знаходження ентальпії та внутрішньої енергії вологої насиченої перегрітої пари.

Для стану вологої насиченої пари відомостей про її стан у таблицях немає. Для визначення стану вологої насиченої пари необхідно знати значення тиску або температури насичення і значення ступеню сухості х. Тому всі параметри стану для цієї пари знаходяться з формул:

,

– питомий об’єм вологої насиченої пари складається з об’єму сухої пари і об’є-му вологої пари;

– питомий об’єм сухої насиченої пари;

– ступінь сухості;

– ступінь вологості.

Оскільки , то: .

Густина вологої насиченої пари визначається за формулою:

Ентальпія вологої пари:

Внутрішня енергія для всіх станів роз-раховується за рівняннями:

46. Таблиці термодинамічних якостей води та водяної пари, їх улаштування та застосування. Фізичний зміст та розмірність параметрів стану води та водяної пари.

У зв’язку з тим, що водяна пара широко застосовується а техніці як теплоносій, часто виникає необхідність виконання розрахунків з використанням значень термодинамічних властивостей водяної пари. Залежність між параметрами пари p, v, T для насиченої і перегрітої пари значно складніша, ніж для ідеального газу. Відомо багато рівнянь стану перегрітої пари, але вони мають складний вигляд і виконання розрахунків з їх використанням дуже трудомістке. Тому значення параметрів стану води та сухої і перегрітої пари визначаються за допомогою таблиць, які складені на основі теоретичних та експериментальних досліджень. Всього складено три таблиці. Дві таблиці використовуються для визначення теплофізичних властивостей рідини і пари на лінії насичення. У зв’язку з тим, що для стану насичення кожному значенню температури відповідає точно визначене значення тиску, для визначення стану насичення достатньо знати величину одного з цих параметрів стану. На цій основі побудовані таблиці для сухої насиченої пари та води на лінії насичення. В одній таблиці аргументом є температура насичення, в другій – тиск. В кожній з цих таблиць наведено функціональні значення питомих об’ємів, ентальпія і ентропій на нижній та верхній граничній кривій, а також питома теплота пароутворення. За цими данними можна визначити всі параметри стану вологої пари.

Для визначення стану перегрітої пари треба знати значення двох параметрів стану. Як правило, це абсолютний тиск ата температура, які в таблицях термодинамічних властивостей води та перегрітої пари є аргументами, а функціональними величинами є значення питомих об’єму, ентальпія та ентропії.

47. Hs діаграма водяної пари, її побудова та застосування. Визначення параметрів стану вологої насиченої, сухої насиченої та перегрітої пари на hs діаграмі.

Властивості водяної пари знаходять за таблицями. Розраховувати процеси з водяною парою краще з використанням графічного методу. Частіше всього з цією метою використовують hs-діаграму.

У hs-діаграмі по осі ординат відкладається питома ентальпія h, а по осі абсцис – питома ентропія користуючись даними з таблиць про властивості водяної пари, будують hs-діаграму таким чином:

Ч им ближче лінії до нижньої граничної кривої, тим вище вологість пари, яку характеризують ці криві. На практиці волога пара зі ступенем сухості не використовується.

Для більш зручного і більш ефективного використання площі hs-діаграми осі координат переносять вище, а на діаграмі наносять тільки цю частину:

Кожна точка на верхній граничній кривій характеризує стан насиченої пари. Вона розділяє площу hs-діаграми на дві області: А – насиченої пари та Б – перегрітої пари. Нанесені ізобари є опахалоподібні. Ізотерми в області А співпадають із ізобарами, а в області Б – розходяться.

Ізохори ідуть більш круто, ніж ізобари.

.

48. Ізохорний процес зміни стану водяної пари. Зображення процесу на PV, HS та TS діаграмах. Визначити кількість теплоти, що бере участь у процесі зміни внутрішньої енергії та параметрів стану пари.

Ізохорний процес.

В діаграмі TS ізохора в області перегрітої пари – крива, обернена опуклістю вниз, в області вологої насиченої пари – опуклістю вверх. Заштрихована площа еквівалентна теплоті, яка підведена до пари при переході її з стану 1 в стан 2.

Діаграма hs найзручніша для розрахунку процесів водяної пари. Ізохорний процес в цій діаграмі являє собою криву 1-2, яка обернена опуклістю вниз. При відомому значенні р₁ і х₁ на діаграмі hs відшукують точку 1, яка характеризує початковий стан водяної пари. За відомим значенням параметра кінцевого стану пари (р₂ або t₂) відшукують на перехресті ізохори й ізобари р₂ або ізотерми t₂ точку 2, яка характеризує кінцевий стан пари. Крива 1-2 є графіком рівноважного ізохорного процесу.