.3-23 已知水蒸气的压力 p=0.5MPa ,比体积 =0.35(m)^3/kg ,问蒸汽处在-|||-什么状态?用水蒸气表求出其他参数。

题目解答
答案

解析
本题考查水蒸气状态的判断及相关参数的计算,主要涉及利用水蒸气表确定饱和状态参数及湿蒸汽的质量分数、焓、熵、内能等参数。
步骤1:判断水蒸气状态
已知水蒸气压力$p=0.5\\,\text{MPa}$,比体积$v=0.35\,\text{m}^3/\text{kg}$。
查水蒸气表得:$0.5\,\text{MPa}$时,饱和水的比体积$液相)\( v_f=0.0010925\,\text{m}^3/\text{kg}$,饱和蒸汽的比体积(汽相)$v_g=0.37483\,\text{m}^3/\text{kg}$。
由于$v_f < v < v_g$,故蒸汽处于饱和湿蒸汽状态。
步骤2:计算干度$x$
湿蒸汽的质量分数公式:
$x=\frac{v - v_f}{v_g - v_f}$
代入数据:
$x=\frac{0.35 - 0.0010925}{0.37483 - 0.0010925}\approx0.9335$
步骤3:计算焓$h$
焓的公式:$h=h_f + x(h_g - h_f)$
查水蒸气表:$1)\( h_f=640.09\,\text{kJ/kg}$,$h_g=2748.9\,\text{kJ/kg}$
代入:
$h=640.09 + 0.9335\times(2748.9 - 640.09)\approx2608.4\,\text{kJ/kg}$
步骤4:计算熵$s$
熵的公式:$s=s_f + x(s_g - s_f)$
查水蒸气表:$s_f=1.8604\,\text{kJ/(kg·K)}$,$2)\( s_g=6.8207\,\text{kJ/(kg·K)}$
代入:
$s=1.8604 + 0.9335\times(6.8207 - 1.8604)\approx6.4915\,\text{kJ/(kg·K)}$
步骤5:计算内能$u$
内能公式:$u=h - pv$
代入:
$u=2608.4 - 0.5\times10.35\times10^3\approx2433.4\,\text{kJ/kg}$