在一刚性的容器中装有1kg水，其中汽相占90%(体积)，压力是0.1985MPa，加热使液体水刚好汽化完毕，试确定终态的温度和压力，计算所需的热量、热力学能、焓、熵的变化。

考查要点：本题主要考察汽液共存系统中干度的计算、等容过程的热力学分析，以及饱和水与饱和蒸汽性质表的使用。

解题核心思路：

1. 确定初态参数：通过体积分数计算质量分数（干度），结合饱和水表获取初态性质。
2. 终态性质确定：等容条件下，终态为饱和蒸汽，需通过比体积反查终态压力和温度。
3. 能量变化计算：利用热力学性质差计算热力学能、焓、熵的变化，等容过程热量直接等于内能变化。

破题关键点：

• 体积分数转质量分数：利用汽液比体积差异，通过体积占比计算干度。
• 终态比体积守恒：等容过程总质量不变，终态蒸汽比体积等于初态总比体积。

1. 初态参数计算

干度计算：
初态汽相体积占比90%，设干度为$x$，液相比体积$V_f=1.0603\ \text{cm}^3/\text{g}$，汽相比体积$V_g=891.9\ \text{cm}^3/\text{g}$，则体积分数关系为：
$\frac{x V_g}{(1-x)V_f + x V_g} = 0.9$
解得$x \approx 0.01059$。

初态性质：
初态为汽液混合物，性质按干度加权计算：
$u_1 = (1-x)u_f + x u_g = 503.5 + 0.01059 \times (2529.3 - 503.5) \approx 504.6\ \text{kJ/kg}$
同理计算$h_1 \approx 504.8\ \text{kJ/kg}$，$s_1 \approx 1.587\ \text{kJ/kg·K}$。

2. 终态参数确定

等容条件：
终态为饱和蒸汽，比体积$V_2 = V_1 = (1-x)V_f + x V_g \approx 10.48\ \text{cm}^3/\text{g}$。
查饱和蒸汽表，$V_g=10.34\ \text{cm}^3/\text{g}$对应终态压力$p_2=15\ \text{MPa}$，温度$t_2=342.2^\circ\text{C}$。

终态性质：
终态蒸汽性质为$u_2=2455.5\ \text{kJ/kg}$，$h_2=2610.5\ \text{kJ/kg}$，$s_2=5.3098\ \text{kJ/kg·K}$。

3. 热力学量计算

内能变化：
$\Delta U = m(u_2 - u_1) = 1 \times (2455.5 - 504.6) = 1950.9\ \text{kJ}$

焓变：
$\Delta H = m(h_2 - h_1) = 1 \times (2610.5 - 504.8) = 2105.7\ \text{kJ}$

熵变：
$\Delta S = m(s_2 - s_1) = 1 \times (5.3098 - 1.587) = 3.7228\ \text{kJ/kg·K}$

吸热量：
等容过程热量直接等于内能变化：
$Q = \Delta U = 1950.9\ \text{kJ}$