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工质基本状态参数优化

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:摄氏温度每1℃与热力学温度每1K是相等的,但两种温度的起始点不同。在摄氏温度中,规定0.101325MPa下纯水的冰点为0℃,其热力学温度为273.15K,比纯水的三相点热力学温度低0.01K。热力学温度T和摄氏温度t之间的换算关系为T=t(℃)+273.15 (1-1)2.压力垂直作用在单位面积上的力称为压力,物理量符号为p。压力是确定物质状态的基本参数之一。在热力学中,均以工质的绝对压力作为状态参数;在工程计算中,也以绝对压力作为计算依据。

工质基本状态参数优化

1.温度

温度是物体冷、热程度的度量。按分子运动学说,温度是物质内部大量分子平均移动动能的强烈程度。它是确定物质状态的基本参数之一。温度概念的建立及温度的测定,都是以热平衡为依据的。当温度计与被测物体达到热平衡时,温度计指示的温度就等于被测物体的温度。

在我国法定计量单位中,温度测量采用热力学温度,物理量符号为T,单位采用开[尔文],符号为K。热力学温度规定水的三相点(纯冰、纯水和水蒸气三相平衡共存状态)的温度为273.16K。热力学温度每1K为水的三相点热力学温度的978-7-111-31953-5-Part01-1.jpg

与热力学温度并用的还有摄氏温度。物理量符号为t,单位为℃(摄氏度)。摄氏温度每1℃与热力学温度每1K是相等的,但两种温度的起始点不同。在摄氏温度中,规定0.101325MPa下纯水的冰点为0℃,其热力学温度为273.15K,比纯水的三相点热力学温度低0.01K。热力学温度T和摄氏温度t之间的换算关系为

T(K)=t(℃)+273.15 (1-1)

2.压力

垂直作用在单位面积上的力称为压力,物理量符号为p。按分子热运动学说,气体的压力是其大量分子向容器壁面撞击所产生的平均结果。压力是确定物质状态的基本参数之一。

在法定计量单位中,压力的单位为帕[斯卡],符号为Pa。工程上常采用kPa或MPa,并有如下关系:

1Pa=1N/m2 1kPa=103Pa 1MPa=106Pa

压力通常用各种压力计测定,这些压力计的测量原理都是建立在力平衡的基础上,而压力计本身通常处于大气压力pa作用下,如图1-1所示。当容器内气体的压力大于大气压力pa时,则压力计上测得的压力是容器内的气体压力与外界大气压力pa的差值,是一个相对压力,称为表压力或工作压力,用符号pg表示。容器内工质的实际压力称为绝对压力,用p表示,则表压力应为

pg=pa-p (1-2)

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图1-1 压力关系换算示意

当容器内压力低于大气压力pa时,此时压力计测得的压力称为真空度,用pv表示,则

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大气压力pa可用气压计测定,其值随测量时间和地点而异。即使绝对压力不变,由于大气压力变化,表压力或真空度也要发生变化。因此,只有绝对压力才能表征工质的状态。在热力学中,均以工质的绝对压力作为状态参数;在工程计算中,也以绝对压力作为计算依据。

3.比体积和密度

单位质量工质所占有的体积称为比体积,物理量符号为v,单位符号为m3/kg。比体积与压力、温度有关。当压力一定时,物质在不同的温度下有不同的比体积;当温度一定时,在不同压力下也有不同的比体积。比体积是确定物质状态的基本参数之一。

比体积定义为体积除以质量,即

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密度定义为质量除以体积,它是比体积的倒数,物理量符号为ρ,单位符号为kg/m3,即

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