蒸汽的熱量與焓值
蒸汽作為一種流體,在在給定的時間和條件下的總能量稱之為焓值,它與蒸汽的壓力和溫度都有關系。
需要指明的是:它指的是內(nèi)能和施加的壓力所做的功的總和,。最基本的測量單位是焦耳(J)。由于1焦耳代表的能量非常小,通常使用的是千焦(KJ)(1000焦耳)。
比焓是一定質(zhì)量物體的總能量,它的單位通常是KJ/kg。
蒸汽的焓是它的溫度和壓力的函數(shù)。焓的溫度系數(shù)可以通過測量定壓下熱傳遞引起的溫度升高來獲得。定壓熱容量Cp,指的是在特定的溫度下焓的變化。同樣的,內(nèi)能是溫度和比容的函數(shù),定容熱容量Cv,指的是內(nèi)能在特定溫度和一定容積下的變化。
由于固體和液體的比容都比較小,所以除非壓力特別高,所以施加的壓力所做的功都可以忽略。因此,如果焓僅由內(nèi)能來組成,那么定容和定壓熱容量可以認為是相等的。因此:對固體和液體來說Cp=Cv
另一個對固體和液體的簡化是,假設它們都是不可壓縮的,因此它們的容積僅是溫度的函數(shù),這就意味著,對不可壓縮流體來言,焓和熱容量僅是溫度的函數(shù)。
比熱容指的是把1公斤物質(zhì)升高1度需要的能量多少,可以理解為物質(zhì)的吸熱能力。因此,國際單位中比熱容的單位是KJ/kgK(KJ/kg℃)。與其它很多流體比較而言,水的比熱非常大(4.19KJ/kg℃),這也就是為什么水和蒸汽被認為是熱的良好載體的原因。
舉例,大氣壓力下把1公斤飽和蒸汽加熱到150℃(423K),計算熵變:大氣壓下100℃(373K)飽和蒸汽的總焓(hg)=2675KJ/kg(查蒸汽表)
大氣壓下150℃(423K)過熱蒸汽的總焓(h)=2777KJ/kg(查蒸汽表),焓的變化(△h)=102KJ/kg。
工程計算中,在一定壓力和溫度下的蒸汽的焓值是計算蒸汽熱量的基本參數(shù)。