热学习题分析和解答 (5)

l，则总的焓变为

?H?cp,1m(T2?T1)?lm?cP,2m(T3?T2)?2.80?106J ?S1??mcp,1dT/T?mcp,1ln(T2/T1)?1.3?103J?K-1T1T2?S??S1??S2??S3

?S2??Q/T2?ml/T2?6.1?103J?K-1 T3?S3??mcp,2dT/T?mcp,2ln(T3/T2)?0.3?103J?K-1T2

?S??S1??S2??S3?7.7?103J?K-1

0100C 和 0.101MPa 下水蒸气的潜热是 l = 2.26×106 J﹒6. 4. 7 假定在

kg-1，水蒸气的比容（单位质量的体积）是 vg = 1 650×10-3 m3﹒kg-1，试计算在汽化过程中所

提供的能量用于作机械功的百分比。1 kg水在正常沸点下汽化时，其焓、内能、熵的变化分别是多少?

0〖解〗：水蒸气的潜热（也就是汽化热）是相同质量的水蒸气和相同质量的水的焓的差值。设 100C 和 0.101MPa下水蒸气和水的比焓（ 单位质量的焓 ）分别为 hg和 hl，又在该温度和压强下单

v 为比容，位质量的潜热为 l，考虑 到h?u?p0v, 其中 u 是单位质量的内能，并且以下标“g”

表示蒸汽的物理量，下标“l”表示和蒸汽共存的水的物理量。则

l?hg?hl?(ug?p0vg)?(ul?p0vl)

?(ug?ul)?p0(vg?vl)

上式中的 p0(vg?vl) 就是水在汽化过程中, 由于体积扩大而作的等压功。等压功在汽化热中所占百分比为

p0(vg?vl)ll

0.101?106?1.65??7.4%2.26?106

v??vg 而在等式左边分子中忽略了 vl。 在上式中考虑到 l?p0vg1 kg 水在正常沸点下汽化时其焓的变化和内能的变化分别是

hg?hl?l?2.26?106J

ug?ul?l?p0(vg?vl)?l?p0vg?2.1?106J 1 kg 水在正常沸点下汽化时熵的变化为

?S?l/T?6.06?106J?K-1

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