工质热力学状态参数简介及单位换算

一般来说，各类热机都是采用气态物质用为热功转换过程的媒介物，我们把这种媒介物叫做工质。工质在热力设备中，必须通过吸热、膨胀、排热等过程才能完成将热能转化为机械能。在这些过程中，工质的物理特性即其宏观的物理状况随时变化。我们把工质在热力变化过程中的某一瞬间所呈现的宏观物理状况称为工质的热力学状态，简称状态。而工质的状态通常用一些宏观物理量来描述，热力学中常用于描述工质状态的这些宏观物理量，称为状态参数，通常包括压力、温度、比体积等。

压力、温度、比体积这三个描述工质状态的物理量通称为工质状态的三个基本参数。

（一）压力

压力的测量通常用压力计。由于压力计本身处于大气压力下，因此压力计的测量值（即压力计的读数）是工质的真实压力与大气压力之差，该差值叫做表压力，记作p_g。工质的真实压力即绝对压力记为p，它与表压力p_g和大气压力p_a之间的关系为

p=p_a+p_g （2-1）

有时工质的压力低于大气压力，这低下去的压力差值部分称为“负压”或“真空”，用p_v表示，这样当工质压力低于大气压力时，有

p=p_a-p_v

必须注意，作为工质状态参数的压力只能是绝对压力。

绝对压力、表压力、真空和大气压力之间的关系，如图2-1所示。

国际单位制中压力的单位采用N/m²，即1m²面积上作用1N的力，称为帕斯卡，符号为Pa。

压力还可以用液柱的高度表示，常用的有水柱和汞柱。根据压力测量设备液柱的高度，可以计算出其他单位表示的压力，即

图2-1 工质绝对压力、表压力、真空和大气压力之间的关系

式中，γ——流体的重度，为单位体积工质的重量（N/m³）；

h——液柱的高度（m）；

ρ——密度，为单位体积工质的质量（kg/m³）；(www.xing528.com)

g——重力加速度（m/s²）。

（二）温度

温度是标志物体冷热程度的物理量，它可以用温度计测量。

国际单位制中，热力学温度是七个基本单位量之一，用符号T表示，单位名称是开尔文（简称开），符号为K。按照国际单位制的规定，将水的三相点温度即水的固相、液相、汽相平衡共存的状态点作为单一基准点，并规定该点的温度为273.16K。因此，热力学温度1K是水的三相点温度的1/273.16。

工程上还常用摄氏温标，它规定在标准大气压下纯水的冰点是0℃，沸点是100℃。℃是摄氏温度单位的符号。摄氏温度用t表示，它与热力学温度的关系为

由上式可知，t=0℃时，T=273.15K。由此可知，水的三相点温度为0.01℃。

摄氏温度与热力学温度的温度间隔完全相同，只是起点不同，在一般工程应用中，取t=T-273，这样就足够准确了。热力学温度是一种绝对温度。绝对零度即为0K-273℃。

（三）比体积

单位质量物质所占的体积称为比体积，单位为m³/kg，用符号v表示。

根据定义，如果G质量（kg）的物质占有V体积（m³），则比体积v为

单位体积内物质的质量称为密度，用符号ρ表示，单位为kg/m³，表达式为

比体积和密度互为倒数，即ρv=1。因此，它们两者不是互相独立的参数，知道其中一个，就可以求出另一个。