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一个3立方米的容器隔热良好，里面有1400kg的液态水，其余为水蒸气，初温T=280度，将外界900kg、70度的热水全部引入容器中，为保证引入后容器的温度保持不变，则需要加入多少热量？ 引入前后的熵变和火用 变是多少？ 注：题目可能缺少一些条件，比如压力，可以假设。加入前后，容器里有部分的水蒸气变成了液态水。要考虑这部分水蒸气对系统的影响 |
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2楼2008-11-21 22:43:55
3楼2008-11-22 10:31:21
husong2010
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4楼2008-11-24 13:14:01
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5楼2008-11-24 18:34:02
darliu
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6楼2008-11-24 19:53:38
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我觉得可能是这样的。当系统平衡后，温度既然确定了（280度），应该此时的压强也确定了（可以查手册）。压强确定了，如果需要精确考虑，可以查找手册找到该压强下水的密度，从而确定1400Kg液态水所占的体积，也就不难计算出气态水蒸气所占的体积（3立方米减）。当外界引入低温水时，由于要保持系统温度不变，所以平衡压强也不能够改变，那么此时由于液体体积的占领，水蒸汽被压缩，要维持压强，必须部分水蒸气冷凝，可以通过方程计算出冷凝量，外加水（900Kg)+ 水蒸汽冷凝后的液体水（重量）换算出体积=被冷凝水蒸汽原来体积，其中体积可以通过科拉玻珑方程计算。需增加的热量=低温水被加热量-水蒸汽冷却时的潜热。 好久没有复习过这些东东了，不知道对不对，贻笑大方了 |
7楼2008-11-24 20:05:57
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谢谢darliu兄预付金币，我来献丑了哈。
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280℃、3m3、1400kg水，从水蒸气表（陈钟秀热力学教材化学工业出版社2001年6月第二版，以下不专门说明就是这本）查得此温度下的饱和液体比容为 1.3321cm3/g，亦即0.0013321m3/kg。由于同温度下过冷水的比容小于饱和水比容，可见容器中是汽液混合物。查得饱和蒸汽比容为30.17cm3/g，亦即30.17m3/kg。现计算其两相的量，设为L、V。 L＋V＝1400 0.0013321L＋30.17V＝3 解之可得：L＝1399.96、V＝0.04 现加入900kg、70℃水。总体积仍为3m3，温度仍为280℃，设此时的两相量为L'、V'。 L'＋V'＝1400＋900 0.0013321L'＋30.17V'＝3 解得V'＝0、L'＝2300 查得70℃饱和水H1＝292.98、S1＝0.9549（此处加入的实际上应该是70℃、压力不低于6.412MPa的过冷水，不然怎么加得进去呢？懒得查过冷水表又插值了，用与之相差无几的饱和水数据算） 280℃饱和水H2＝1236.0、S2＝3.0668，饱和蒸汽H3＝2779.6、S3＝5.8571 则：需要加入的热量Q满足热量衡算式：1399.96H2＋0.04H3＋900H1＋Q＝2300H2，可得Q＝848656.3kJ △S＝Q/T＝848656.3/（280+273.15）＝1534.2kJ/K △B＝△H－T0△S＝（2300H2－1399.96H2＋0.04H3＋900H1）－T0（2300S2-1399.96S2＋0.04S3＋900S1）＝请自己算（忽略压力有效能） |
8楼2008-11-24 21:18:27
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