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Roy2323

新虫 (小有名气)

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[求助] 求助大侠：在一个密闭反应釜中，加氮气作为底压后的水是不是会提前达到超临界状态呢？

求助大侠：在一个密闭反应釜中，加了氮气后，水的饱和蒸汽压还是和不加氮气时一样吗？另外，加了氮气后的水是不是会提前达到超临界状态呢？
我的目标运行环境是320℃，在室温时打2.3Mpa氮气作底压，但从室温升到320℃时总压就已经22.5Mpa了，已经达到设备承受压力的极限了。而按照资料显示，此时正常水的饱和蒸汽压为11.3Mpa。如果水的饱和蒸汽压不变，为11.3Mpa，同时假设总压为氮气压强和水蒸汽压的简单相加，那么氮气就应该是从室温时的2.3Mpa上升到了320℃时的11.2Mpa。但是按照PV=nRT（不考虑修正系数），釜内体积不变，氮气压强只与温度有关，那么从室温17℃升到320℃，氮气应该只会上升到4.7Mpa。因此，我很不清楚到底是水的饱和蒸汽压不该这么算还是氮气计算式里面的体积不能认为是恒定的。
另外，在升温的曲线发现在压强达到17Mpa后，压强随着温度上升有一个特别大的跳跃，在降温过程中这个现象更加明显。现在怀疑是不是由于加了氮气底压，使水提前达到超临界状态（374℃，水蒸气分压为22.05Mpa）。如果达到了超临界状态，那么氮气计算式里面的体积就不是恒定的了，等效于室温氮气的体积为320℃时的2.375倍。因为水此时已经两相难以区别了，临界态的水（相当于气体）占了一部分的体积。不知道这样想对不对。

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1楼 2012-03-22 20:50:03

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anweizhong

新虫 (初入文坛)

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我的解答：釜中N2的底压小了。此底压条件下釜内N2压力小于水320℃下的饱和蒸汽压，水早沸腾首先变成饱和蒸汽，然后全部变成过热蒸汽，总压一直升高。不是你分析的提前达到超临界状态。
320℃水的饱和蒸汽压为11.3Mpa，容器中氮气的分压等于此压力，水沸腾，所以按此压力倒推室温17℃氮气的底压，可以按照PV=nRT计算。