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āļāļāļ 2
Chapter 2 : Properties of a Pure Substance
Thermodynamics I Assoc.Prof.Sommai Priprem, Ph.D.
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āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Properties of a Pure Substance)
āļāļāđāļāļāļĨāļēāļ§āđāļāļāļāļāđāļĨāļ§āļ§āļēāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāđāļāļāļ§āļāļēāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļĢāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļĨāļ°āļāļēāļ āđāļāļāļēāļĢāļāļ āļēāđāļāļāļāļ°āļāļāļāļĄāļŠāļēāļĢāļāļ§āļāļĨāļēāļāļāļāđāļāļĒāļāļāļāļĄāļāļāļ°āđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāđāļāļāļāļ§āļĢāļāđāļĨāļ°āļāļēāļĒāļāļāļāļāļĨāļāļāļēāļ āļāļēāļĢāļāļāļ°āļ āļēāļāļ§āļāļŦāļēāļāļĢāļĄāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļĨāļ°āļāļēāļāļāļ°āļ āļēāđāļāđāļāļĒāļāļēāļĢāļ§āļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļ§āļāļĨāļēāļāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļ āđ āļāđāļāļĒāļ§āļāļāļ āđāļāļĢāļ°āļāļ āļāļāļāļāļāļāļ āļēāđāļāļāļāļāļ°āļāļāļāļ āļēāļāļ§āļēāļĄāđāļāļēāđāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāđāļŠāļĒāļāļāļ āđāļāļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāđāļāļāļēāļ°āļŠāļŠāļēāļĢāļāđāļāļ âāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Pure Substance)â āļāļāļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļĄāđāļāļāđāļāļāđāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļ (homogeneous) āđāļĨāļ°āļŠāļ§āļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļēāļāđāļāļĄāđāļĄāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļ āđāļĨāļ°āļĄāļŠāļ āļēāļāđāļāļ âāļŠāļŠāļēāļĢāļĒāļāļāļ§āļāļĢāļĢāļĄāļāļē (Simple compressible substance)â āļāļāļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļĒāđāļāļ āļēāļ§āļ°āļāđāļĄāļĄāļāļāļāļāļĨāļāļāļāđāļĢāļāļāļāļāļ§ āļŠāļāļēāļĄāđāļĄāđāļŦāļĨāļāđāļĨāļ°āļŠāļāļēāļĄāđāļāļāļē āđāļāļĒāđāļāļāļāļāļāļ°āļāļāļāļēāļĒāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļ§āļĒāđāļāļ§āļāļāđāļāļāļāļēāļĢāļāļāļĨāļāļ āđāļĨāļ°āđāļŠāļāļāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļēāļāļāļĒāļēāļāđāļāļ āļēāļāļāļāļ§āļ āļāļāļāļ°āļ āļēāđāļāđāļāđāļāļāļēāļĢāļ āļēāļāļ§āļāđāļāļāļāļāļ āđ āđāļ 2.1 āļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Pure Substance)
āļŠāļŠāļēāļĢāļāđāļāđāļāļāļāļ§āļāļĨāļēāļāđāļāļĢāļ°āļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāļāļāļĄāļĄāļēāļāļĄāļēāļĒāļŦāļĨāļēāļāļŦāļĨāļēāļĒāļāļĢāļ°āđāļ āļ āđāļāļāļēāļĢāļ
āļāļ°āđāļāļēāđāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāđāļāļāļ§āđāļāļĢāļēāļ°āļŦāļĢāļ°āļāļāļāļ āļ āļēāđāļāļāļāļāļāđāļāļēāđāļāļāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļĢāļ§āļĄāļāļāļ§āļāļāļēāļĢāļŦāļēāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļ§āļāļĨāļēāļāļāļ āđāļāļāđāļāļāļāļāļāļēāļāđāļāļāļēāļĢāļĻāļāļĐāļē āđāļāļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāđāļāļāļēāļ°āļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ āđāļĄāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāļēāđāļāļāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāļĄāļāđāļĨāļ§ āļāļ°āļ āļēāđāļŦāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļ āļēāđāļāļāļĢāļ°āļĒāļāļāđāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāđāļĄāđāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļāđāļāļāļāđāļāļāļ
āļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ āļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļĄāđāļāļāđāļāļāđāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļ (homogeneous) āđāļĨāļ°āļŠāļ§āļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļēāļāđāļāļĄāđāļĄāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļ āļĄāļāļāļēāļāļāļāļŠāļ āļēāļāļāļĒāđāļāđāļāļŦāļĨāļēāļĒāļŠāļāļēāļāļ° (phase) āđāļāļŠāļ§āļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļēāļāđāļāļĄ (chemical composition) āđāļāļāļ āđ āļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāđāļŦāļĄāļāļāļāļ āđāļāļ āļ āļē āļ āļēāļāļŠāļĄāļāļāđāļāļ āļē āļ āļēāļāļŠāļĄāļ āļēāđāļāļ āļāļāļŦāļĄāļāđāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ
āļāļēāļāļēāļĻāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļāđāļĢāļēāļ āļēāļĄāļēāđāļāļāļĢāļ°āđāļĒāļāļāđāļāđāļāļāļāļĒāļēāļāļĄāļēāļ āļāļēāļāļēāļĻāļĄāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļŦāļĨāļāļāļ āđāļāđāļāļĢāđāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļāļāđāļāļ āđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĄāļāļēāļĢāļāļ§āļāđāļāļāļāļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļēāļāđāļāļĄāļāļāļ āļŠāļ§āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļēāļāļēāļĻāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āļāļēāļāļēāļĻāđāļāļŠāļ§āļāļāđāļāļāļāļēāļāļāļāļāļēāļāđāļĄāđāļŦāļĄāļāļāļāļ āļāļēāļāļēāļĻāļāļāđāļĄāđāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ āđāļāđāļāļĢāļ°āļāļāļāļēāļāļ§āļĻāļ§āļāļĢāļĢāļĄāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļĄāļāļēāļĢāđāļāļāļēāļāļēāļĻāđāļāļāļŠāļēāļĢāļāļ§āļāļĨāļēāļāļĄāļēāļ āđāļāļĢāļēāļ°āļŠāļ°āļāļ§āļāđāļĨāļ°āļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļŦāļēāđāļāļāļĒāļēāļāđāļĄāļ āļēāļāļāđāļāļĒāđāļĄāļāļāļāđāļŠāļĒāļāļēāđāļāļāļēāļĒ āđāļĨāļ°āđāļāļāļēāļĢāđāļāļāļēāļāļāļāļŠāļ§āļāđāļŦāļāļāļēāļāļēāļĻāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļāđāļāļāļāļēāļāļāļĨāļāļāđāļ§āļĨāļē āļāļāļāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļ°āļāļ§āļāđāļāļāļēāļĢāļ§āđāļāļĢāļēāļ°āļŦ āļāļāļāļ°āļāļāļ§āļēāļāļēāļāļēāļĻāđāļāļāļāļ°āļāđāļāļāļāļēāļāļāļāđāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ
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āđāļāļāļāļ§āļēāļĄāđāļāļēāđāļāđāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ āđāļĢāļēāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļāļĢāļēāļāļāļ āļāļēāļĢāļŠāļĄāļāļĨāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļŠāļēāļĄāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Vapor-Liquid-Solid Phase Equilibrium of a Pure substance) āđāļāļĒāđāļāđāļāļ§āļāļēāļāđāļŦāļĄāļāļāļāļēāļĢāļāļāļĨāļāļāļāļāļ§āļāļāļĄāļāļ§āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāļāļ§āđāļ§āđāļŦāļāļāļ āđāļĨāļ§āđāļŦāđāļāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāđāļāļĒāļāļēāļĢāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļāļēāđāļ āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāđāļāļ°āđāļāļĨāļĒāļāđāļ āļāļāļāļāļ°āđāļĒāļāļāļāļēāļĢāļāļēāđāļāļ 2 āļŠāļ§āļāļŦāļĨāļāļāļ āļŠāļ§āļāđāļĢāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļ āļāļāđāļāļāļŠāļ§āļāļāļāļ°āđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļŠ āļēāļāļāļāļŠāļāđāļāļāļāļāļēāļāđāļāļĢāļ°āļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāļāļāļŠāļ§āļāđāļŦāļ āļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāđāļāļāđāļāļāļ§āļāļ āđāļĨāļ°āļŠāļ§āļāļāļŠāļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāđāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§ āļĢāļ§āļĄāļāļāļāļēāļĢāđāļāļāļāļēāļĢāļĢāļ°āđāļŦāļ 2.2 āļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Behavior of pure substance)
āļāļēāļĢāļŠāļĄāļāļĨāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļ āļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Vapor-Liquid Phase Equilibrium of a
Pure substance) āļāļāļēāļĢāļāļēāļĢāļ°āļāļāļāļāļĢāļāļ 2.1 āļāļ āđāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļāļ§āļāļāļĄāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļāļāļ āļĢāļ°āļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļ§āļĒ āļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļ āļĨāļāļŠāļāļāđāļĄāļĄāļāļ§āļēāļĄāđāļŠāļĒāļāļāļēāļ (frictionless piston-cylinder device) āđāļĨāļ°āļāļĢāļĢāļāļŠāļŠāļēāļĢāđāļ§āļ āļēāļĒāđāļ āđāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļ āļāļ§āļēāļĄāļāļ āļāļ° āļāļāļ āļāļĨāļāļāđāļ§āļĨāļēāđāļāļāļāļāļēāļāļ āļēāļŦāļāļāļāļāļāļĨāļāļŠāļāđāļĨāļ°āļāļāļāļ āļēāļŦāļāļāļāļāļāļĨāļāļŠāļāļ§āļ āļēāļāļāļāļāļ āļĢāļ§āļĄāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļ āļēāļĒāļāļāļāļāļāļāļāļāļĨāļāļŠāļāļāļāļāļ
āđāļĢāļĄāđāļāļĒāđāļŠāļ āļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĢāļĢāļĒāļēāļāļēāļĻāđāļ§ āđāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļāļ āļēāļāļ§āļ 1 āļāļ. āđāļŠāļāļāļāļ āļēāļŦāļāļāđāļ§āļāļ āļĨāļāļŠāļāļāļāļ āļēāđāļŦāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļ§āļ āļēāđāļāļ 100 kPa āļ āļēāļŦāļāļāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļ§āļē āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 1 āđāļĄāļāđāļĢāļēāļāļēāļĒāđāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļāļēāđāļāđāļŦāļ āļēāđāļāļĢāļ°āļāļ āļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļēāļāļ°āđāļāļĄāļāļāđāļĢāļāļĒāđāļāļĒāļēāļāđāļŦāļāđāļāļāļ āļāļēāļĢāļāļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāļāļāļāđāļāļāļāļāļēāļāļ āļēāđāļāļĢāļāļāļĨāļāļāļēāļāđāļāļēāđāļāļ āļēāđāļŦāđāļĄāđāļĨāļāļĨāļāļāļāļĄāļāļŠāļāļĄāļēāļāļāļāļāļāļ°āļŠāļāļāļĨāđāļŦāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļĄāļāļ āđāļāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļ°āđāļāļĄāļāļāđāļāļĒāļāđāļĨāļāļāļāļĒāļāļāđāļāļāļŠāļāđāļāļāđāļĄāđāļŦāļ āļāļāļāđāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļ āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļ āļāļĨāļāļāđāļ§āļĨāļēāļāļāđāļāļāļāļāļēāļĒāļāļēāļāļāļ āļāļāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļāļēāļāļŠāļ āļēāļ§āļ° 1-2-3 āđāļāļĢāļāļ 2.1(a) āļāļāđāļĄāļ āđāļĄāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļ 99.6°C āļāļāļāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 3 āļ āļēāļ āļēāļĨāļāļāļ°āđāļāļāļāļāļāļ
āđāļĄāļāđāļāļĄāļāļĢāļĄāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāđāļāļāļ°āļ āļēāđāļŦāļ āļēāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§ āļŠāļ§āļāļŦāļāļāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļ āļāļ āđāļŠāļāļāļāļ§āļĒāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 4-5-6 āđāļāļĢāļāļ 2.1 (b) āđāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļāļ§āļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļ āđāļāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļ°āđāļāļĄāļāļāļāļĒāļēāļāļĄāļēāļāļĄāļēāļĒ āđāļāļāļāļāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļāļāļāđāļāļ āļēāļāļāļ āļēāļāļ§āļēāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļāļāļāļ āļēāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļĄāļēāļ āļĄāļāļāļāļāļāļāļāļēāļĢāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļĄāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļēāļāļĄāļēāļĒ āļāļēāļĢāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļāđāļāļāļāļāļēāļāļāļĨāļāļāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāđāļŠāđāļāļēāđāļāļāļāļ āļēāđāļāđāļāđāļāļāļāļĨāļāļāļēāļāđāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļēāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļāđāļāļāđāļ āļāļāļāļĢāļēāļāļāļāđāļāļāļēāļĄ âāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļāļâ (Latent heat) āļāļāđāļāļ āđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļāđāļāļāļāļ āļāļĨāļāļāļēāļāļāļ āļēāđāļāļĢāļāđāļāļēāđāļāļ āļēāđāļŦāđāļĄāđāļĨāļāļĨāļāļāļāļĄāļāļŠāļāļĄāļēāļāļāļāļāļāļŦāļĨāļāļāļēāļāļāļēāļĢāļāļāļāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĨāļēāļĒāđāļāđāļāļāđāļāļ āļē āļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ
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āļāļāļāļĄāļāļāļāđāļĄāđāļāļĄāļāļ āđāļĄāļāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāđāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļāļ°āļĒāļāļāļāđāļāļāļĢāļāđāļāļāđāļāļĄ āļāļāļāļĢāļ°āļāļāļ āļēāļŦāļĒāļāļŠāļāļāļēāļĒāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 6
āđāļĄāļāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāđāļāļāļ āđāļāļ āļēāļāđāļāļĢāļāļāļĨāļāļāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļāļĄāļāļ āļāļ°āļ āļēāđāļŦāļāļāļŦāļ āļĄ āđāļāļĄāļāļ āđāļĨāļ°āļāļāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāđāļāļĄāļāļāļāļ§āļĒ āļāļāđāļŠāļāļāļāļēāļĄāļŠāļ āļēāļ§āļ° 7-8-9 āļāļāļāļĢāļāļ 2.1 (c)
āļĢāļāļ 2.1 āļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļēāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļāļāđāļāđāļāļĒāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ
(a) 1-2-3 heating: Temperature rises and volume almost the same
Piston
Cylinder
Liquid
Q P2=P1T2>T1v2~v1
m
2
Piston
Cylinder
Liquid
Q P 1T1v1
m
1
Piston
Cylinder
Liquid
Q P3=P1T3>T2v3~v2
m
3
Cylinder
Liquid
Q P4=P1T4=T3v4>>v3
Pistonm
4
Cylinder
Liquid
Q P5=P1T5=T3v5>>v4
Pistonm
5
VaporVapor
Cylinder
Q P6=P1T6=T3v6>>v5
Pistonm
6
Vapor
(b) 4-5-6 boiling: Temperature rises and volume significantly increased
Q P9=P1T9=T8v9>>v8
Pistonm 9
Vapor
Q P7=P1T7>T6v7>>v6
Pistonm
7
Vapor
Q P8=P1T8>T7v8>>v7
Pistonm8
Vapor
(c) 7-8-9 superheating: Temperature rises and volume significantly increased
28
āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļ 9 āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļŦāļēāļāļ āļēāđāļāđāļāļĒāļāļāļĢāļēāļ āļāļāļŦāļ āļĄ-āļāļĢāļĄāļēāļāļĢ āļāļ°āđāļāļāļāđāļŠāļāļāđāļāļĢāļāļ 2.2
āļĢāļāļ 2.2 āļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļāļēāļĄāļĢāļāļ 2.1 āđāļĄāļāđāļāļĒāļāļāļāđāļāļāļ āļēāļ āļāļāļŦāļ āļĄ -āļāļĢāļĄāļēāļāļĢ āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļ āļēāļĒāļāđāļĄāđāļāļāļ (āļŠāļ āļēāļ§āļ° 1-2) āđāļĢāļēāđāļĢāļĒāļāļ§āļēāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĄāļāļĄāļāļ§ ( Subcooled liquid āļŦāļĢāļ
Compressed liquid) āđāļāļāļāļāļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļĄāļāļ āļēāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāđāļāļāļ āļ āļēāļ§āļē āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ (Saturation temperature) āđāļāđāļĢāļĒāļāđāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļ āļāļāđāļāļāļāļŦāļĢāļāļāļāļŦāļ āļĄāļ āđāļĢāļĄāđāļāļāļāļēāļĢāļĢāļ°āđāļŦāļĒ (vaporization) āļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļ āļēāļŦāļāļ āđāļāļāļāļāļēāļāļ āļēāļ§āļēāđāļāļāļāļŠāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļŠāļāđāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļŠāļāļāļāļāļĄāļāļĐāļĒ āđāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāļĨāļĒāļāļŠāļ āļēāļāđāļāļāđāļāđāļāđāļĄāļāļāļŦāļ āļĄāļāļ°āļ āļēāļāļāļāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļĄāļāļāļĒ āđāļāļ āļ āļēāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļ âāđāļāļāļâ āđāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ 10oC āđāļāļāļāļ āļāļāļāļāļ āļēāļ§āļē āđāļāļāļāļāļāđāļĄāđāļŦāļĄāļēāļ°āļŠāļĄāļāļāļ°āđāļ āļāļāđāļāļ āļēāļ§āļē āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ (Saturation temperature) āđāļāļ āļāļēāļĢāļāļĄāļāļ§āđāļāļāļ āļŦāļĄāļēāļĒāļāļ āļāļēāļĢāļāļĄāļāļĨāļāļāļēāļāđāļĨāļ§ āļāļēāļĢāđāļŦāļāļĨāļāļāļēāļāđāļāļĄāļāļāļāļ°āļ āļēāđāļŦāļĄāļāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļāđāļāļĄāđāļĄāđāļāļāļāļāļāļĨāļēāļĒāļŠāļ āļēāļāđāļāļāļāļĒāļēāļāļāļ āļāļāļāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļ āļ āļēāļĨāļāđāļāļāļ (āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 3) āļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ (Saturated liquid) āļāļ§āļēāļĄāļāļ āđāļāļāļāļ°āļāļāļĄāļāļ§āļāļ āđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§ (Saturation pressure) āļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļ
āđāļāļāļāļ°āļāļ āļēāļĨāļāđāļāļāļāđāļĨāļ°āļĒāļāļĄāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĒāļāļ āļāļāđāļāļ āļēāđāļĨāļ°āļ āļēāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļ°āļāļĒāđāļāļŠāļĄāļāļĨāļāļāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ āđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļ°āđāļŦāļĄāļāļāļāļ āļŠāļ§āļāļāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāđāļĨāļ§āļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āđāļ āļāļĄāļāļ§ (Saturated vapor) āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĄāđāļāļ āļēāđāļĨāļ°āļ āļēāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļāļāļāļĒāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ (Mixture of saturated liquid and saturated vapor) āļāļāđāļāļāļ°āđāļĢāļĒāļāļŠāļāđāļ§āļē âāļāļāļāļāļŠāļĄâ (Mixture) āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāđāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļĄāļāļāļāļāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ° āļāļāļāļāļŠāļāļŠāļ§āļāļāļŠāļĄāļ§āļēāļĄāđāļāļĄāļēāļāļŦāļĢāļāļāļāļĒāđāļāļĒāļāđāļ āļāļāđāļāļāļĒāļēāļĄāļŠāļāļŠāļ§āļāļāļāļāļĄāļēāđāļāļāļāļĢāļ°āđāļĒāļāļāđāļāļāļēāļĢāļ āļēāļāļ§āļ āļŠāļāļŠāļ§āļāļāļŠāļĄāļ āļĄāļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļ (Steam Quality) āđāļāļŠāļāļĨāļāļĐāļāđāļāļ x āļŦāļĢāļāļāļēāļāļāļĢāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļēāļāļ§āļēāļĄāđāļŦāļāļāļāļāđāļ (Dryness fraction) āļāļāļĄāļāļēāđāļāļēāļāļāļŠāļāļŠāļ§āļāļāļāļ āļĄāļ§āļĨāļāļāļāđāļāļāļāļĄāļ§āļĨāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļŦāļĄāļ
V1
Temp
j
k
nmlp
q
r
o
T1
T2
T3
T7
P = Const
T8
T9
VolumeV3 V4 V5 V6 V7 V8 V9Sommai Priprem
7-8-9 Superheated Vapour
4-5 Liquid and Vapor mixture
1-2 Subcooled Liquid or Compressed Liquid
State 3 called Saturated Liquid
T3 = Saturation temp. at this PRESSURE
T6 = T3 = Tsat
State 6 called Saturated Vapour
29
ðĨ = ððĢðððð
ððĄððĄðð (2.1)
āđāļāļ āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 5 āđāļāļĢāļāļ 2.1 (b) āļāļēāļĄāđāļāļŦāļāļ 0.2 āļāļ. āļāļāļāļāļŠāļ§āļāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļ°āļŦāļāļ 0.8
āļāļ. āļāļāļāļāļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļāđāļāļēāļāļ 0.2 āļŦāļĢāļ 20 % āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļāļāļāđāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāđāļāļāļāļ āđāļĨāļ°āđāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāđāļāļāļēāļ°āļāļ§ (āđāļĄāļāļāļāļāļĄāļ§āļĨ) āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļāļāđāļāļ§āļāđāļāļāļēāļ°āđāļĄāļāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĄāļāļ§āđāļāļēāļāļ āļāļē x āļāļ°āļĄāļāļēāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļ 0.0 â 1.0 āļāļē x = 0.0 āļŦāļĄāļēāļĒāļāļ§āļēāļĄāļ§āļēāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āļāļāļŦāļĄāļ āđāļāļāļāļ°āļāļāļē x = 1.0 āļāļāļāđāļĄāļāđāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļŦāļĄāļ āļāļēāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļāļŦāļĄāļēāļĒāļāļāđāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ āļŦāļēāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĄāļāļĄāļāļ§ ( Sub cooled liquid āļŦāļĢāļ Compressed liquid) āđāļĄāļ§āļēāļāļ°āđāļĄāļĄāđāļāđāļĨāļĒ āļŦāļēāļāļāļāļāļ§āļē x = 0.0 āļāđāļāļāļāļēāļĢāļāļāļāļāļāļ āđāļāļĢāļēāļ°āđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļ°āļ āļēāļāļē x āļĄāļēāđāļāđāļĄāđāļ
āļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļāđāļāļāđāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ āļāļāļāļāļŠāļ§āļāļāđāļāļāđāļāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 4, 5, 6 āļāļēāļĄāļĢāļāļ 2.1 (b) āđāļĄāļāđāļāļĄāļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āļāļāļāļĄāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļēāđāļāļāļāđāļāļ āđāļāļāļ (superheated vapor) (āļāļēāļāļ āļēāļĢāļēāļāļēāļāđāļāļ āļēāļ§āļē āđāļāļĒāļāļĒāļ§āļ āđāļāļāļāđāļāļāļĢāļŪāļ) āļāļāļāļāđāļāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°7, 8, 9 āļāļēāļĄāļĢāļāļ 2.1 (c)
āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļāļāļ°āļāļāļĄāļāļ§āļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§ (saturation pressure) āļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļ āđāļāļ āļ āļēāļ 99.6 °C āļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§āđāļāļ 0.1 MPa āđāļĨāļ°āļ āļēāļāļāļ§āļēāļĄāļāļ 0.1 MPa āļĄāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āđāļāļ 99.6°C āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļāļŦāļāļ āđ āļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§āđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ āļāļ°āđāļāļāļāļāļāļēāļĒāļāļ§āļĨāļāļĐāļāļ°āļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāđāļāļĒāļāļ§āđāļ āļāļ°āđāļāļāđāļŠāļāđāļāļāļāļāļĢāļāļ 2. 3 āļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē âāđāļŠāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļâ (vapor -pressure curve) āļŦāļĢāļāļāļāļāļĒāļŦāļāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļāļĨāļēāļ§āđāļāļ§āļē āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļ āļ§āđāļĨāļ° āļāļāļŦāļ āļĄ āļāļĄāļāļ§āļāļāļāļāļāļāļāļ āļŦāļēāļāļĢāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļ°āļĢāļāļāļŦāļ āļĄ āļāļĄāļāļ§ āļŦāļĢāļāļŦāļēāļāļĢ āļāļāļŦāļ āļĄ āļāļĄāļāļ§āļāļāļ°āļĢ āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļ āļ§āđāļāļāļāļ
āļĢāļāļ 2. 3 āđāļŠāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļ
āđāļāļāļ§āļāļāđāļāļāđāļāļāļāļāļ āļ āļāļ§āļēāļĄāļāļāļŦāļāļāđāļāļ°āļĄāđāļāļāļāđāļāļŦāļĨāļēāļĒāļŠāļ āļēāļ§āļ° āđāļāļāļāļēāļāļāļāđāļāđāļāļāļāļāļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļēāļāļāļ āļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļ 7, 8, 9 āđāļāļĢāļāļ 2.1 (c) āļŦāļĢāļāļāļāļāļĒāļŦāļāļ āļ āļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļĒāļ§āļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļēāļāđāļāļ
P
T
30
āđāļāļāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļāļāļēāļāļāļ āļāļāļāļāļŠāļĢāļāđāļāļ§āļē āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāđāļāļāļāļāļ°āđāļĄāļāļāļāļāļāļ āļāļēāđāļāļĄāļāļ§āļēāļĄāđāļāļāđāļāļāļāļŠāļ (highly superheated vapor) āđāļĢāļēāđāļĢāļĒāļāļ§āļēāđāļāļ āđāļāļŠ (gas)
āļāļĢāļēāļ§āļāļĨāļāļāđāļāļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāđāļāļāļāļāđāļāļ āļēāļāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļāļāļāļēāļāļĄāļēāđāļāđāļāļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļŦāđāļāļ 1 MPa āđāļĨāļ°āđāļĢāļĄāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļ 20°C āļāļ E āđāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļĢāļĄāļāļ āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļ°āļāļāļĒāļāļ§āļēāļ 0.1 MPa 20°C āđāļĨāļāļāļāļĒ āđāļĄāļāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļĄāļāļāļ°āđāļĢāļĄāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāļāļāļ F āļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļ°āđāļāļ 179.9 °C (āļāļāļāļāļāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āļ āļāļ§āļēāļĄāļāļ 0.1 MPa āļāļāđāļāļ) āđāļĨāļ°āļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāļŦāļĄāļāļ āļāļ G āļāļ āđāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ āđāļĨāļ°āđāļŠāļ GH āđāļŠāļāļāļāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāđāļĄāļāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāđāļ āļāļāļ āļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāļ āļēāđāļŦāđāļāļāđāļāļāļāđāļāļĒāļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļ
āļĢāļāļ 2. 4 āđāļāļāļ āļēāļāļāļāļŦāļ āļĄ-āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāļ āļēāđāļŠāļāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļ
āđāļāļ āļēāļāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļ āļ āļēāļĒāđāļāļāļ§āļēāļĄāļāļ 10 MPa āļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāļāđāļāļāđāļāļāđāļāļāļ§āļĒāđāļŠāļ IJKL āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āļāļ°āđāļāļ 311.1°C āļ āļāļ§āļēāļĄāļāļ 22.09 MPa āđāļāļāļāļ§āļĒāđāļŠāļ MNO āļāļāļ§āļēāđāļĄāļĄāļāļ§āļāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļ āđāļāļĒāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāđāļĨāļĒ āļāļāļāļāļēāļāļāļ N āļāļāđāļāļāļāļāđāļāļĨāļĒāļāļāļ§āļēāļĄāđāļāļ āđāļĨāļ°āļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļāļĻāļāļĒ āļāļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļāļ§āļāļĪāļ (Critical point) āđāļĨāļ°āļāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§āļāļ° āļĄāļāļāļŠāļĄāļāļ āđāļŦāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļēāļĢ āļāļāļŦāļ āļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļ āđāļĨāļ°āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° āđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļāļŦāļ āļĄāļ§āļāļĪāļ (Critical Temperature) āļāļ§āļēāļĄāļāļāļ§āļāļĪāļ (Critical Pressure) āđāļĨāļ°āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļ§āļāļĪāļ (Critical Specific Volume) āļāļāļĄāļĨāļāļāļāļāļāļ§āļāļĪāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļēāļāļāļĒāļēāļāđāļŠāļāļāđāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 2.1 āļāļĢāļ°āļāļ§āļ āļāļēāļĢ āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļŠāļāļāļ§āļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļ§āļāļĪāļ (Super Critical Pressure)āđāļāļāļāļ§āļĒāđāļŠāļ PQ āļāļ§āļāļĒāļēāļāđāļāļ āļāļēāļ āļēāļ 40 MPa 20°C āđāļāļĢāļāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļāļĒāļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļāļāļāļĢāļāļ 2.1 āđāļāļāļĢāļāļāļāļ°āđāļĄāļĄāļ āļēāđāļ 2 āļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļĢāļ 2.1 ( b) āđāļāļĢāļēāļ°āļĄāļāđāļĄāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļŠāļĄāļāļĨāļāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļŦāļāļāļ§āļāļĪāļ (Super critical pressure) āļāļāļāļŦāļ āļĄāļ āļēāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļ§āļāļĪāļāļ āļēāļāļ°āđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĄāļāļĄāļāļ§āđāļĨāļ°āļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļŦāļāļāļ§āļāļĪāļāļāļ°āđāļāļāđāļāļāļ
T
P1 = 0.1 MPa
v
Ts1
P
Tc
P2 = 1.0 MPa
P3 =10 MPa
Ts2
Ts3 J
I
H
GF
E
D
CB
A
Q O
N
M
L
K
31
āļāļēāļĢāļēāļ 2.1 āļāļāļĄāļĨāļāļāļāļ§āļāļĪāļ āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļēāļāļāļāļ
āļāļāļŦāļ āļĄāļ§āļāļĪāļ (â)
āļāļ§āļēāļĄāļāļāļ§āļāļĪāļ MPa
āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļ§āļāļĪāļ(m3/kg)
āļ āļē 374.17 22.09 0.003155 āļāļēāļĢāļāļāļāđāļāļāļāļāđāļāļ 13.05 7.39 0.002143 āļāļāļāļāđāļāļ -118.35 5.08 0.002438 āđāļŪāđāļāļĢāđāļāļ -239.85 1.30 0.032192
āđāļāļĢāļāļ 2. 4 āđāļŠāļ NJFB āđāļĢāļĒāļāļ§āļē āđāļŠāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ (Saturated liquid line) āđāļĨāļ°āđāļŠāļ NKGC āđāļĢāļĒāļāļ§āļē āđāļŠāļāđāļāļāļĄāļāļ§ (Saturated vapor line) āļāļāļŠāļāļāđāļŠāļāļĢāļ§āļĄāļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āđāļŠāļāļāļĄāļāļ§
(Saturation line) āļĢāļāļ 2.5 āđāļāļāđāļāļāļ āļēāļāđāļŠāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļ āļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ -āļāļ§āļēāļĄāļāļ -āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° āļāđāļāļāļĄāđāļĒāļāļāļāđāļŠāļāļāļĄāļāļ§ āđāļĨāļ°āđāļŦāđāļŦāļāļāļāļāļāļāđāļāļāļāļāļāļŠāļ§āļāļāđāļāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§ -āļāļāļāļāļŠāļĄ -āđāļ āđāļāļĒāļĢāļ (a) āđāļāļāđāļāļāļ āļēāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ-āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° āđāļŠāļāļāđāļŠāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļ āđāļĨāļ°āļĢāļ (b) āđāļāļāđāļāļāļ āļēāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļ -āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° āđāļŠāļāļāđāļŠāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļ
(a) (b) āļĢāļāļ 2.5 āđāļāļāļ āļēāļāđāļŠāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļ āļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ -āļāļ§āļēāļĄāļāļ -āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° (a) āđāļāļāļ āļēāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ-āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° āđāļŠāļāļāđāļŠāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļ āđāļĨāļ° (b) āđāļāļāļ āļēāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļ -āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° āđāļŠāļāļāđāļŠāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļ
T
P1
v
P2 >P1Critical
Point
Tc
Superheated
Vapor
Region
Saturated
Liquid-Vapor Region
P
T1
v
T2 >T1
Critical Point
Superheated Vapor
Region
Saturated
Liquid-Vapor Region
32
āļāļēāļĢāļŠāļĄāļāļĨāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļāļāđāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Solid -Liquid Phase Equilibrium of
a Pure substance) āļāļĢāļēāļ§āļāļāļāļēāļĢāļāļēāļāļāļāļēāļĢāļāļāļĨāļāļāļŦāļāļāđāļāļĒāđāļāļĨāļāļŠāļāđāļĨāļ°āļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļāđāļāļāđāļāļĄ āđāļāļāļĢāļĢāļāļ āļēāđāļāļ 1 āļāļ. āļ -20°C 100 MPa āđāļĄāļāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļ°āđāļāļĄāļāļāđāļĨāļāļāļāļĒāđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄāļāļ°āđāļāļĄāļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļ 0°C āđāļāļĒāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļĒāļāļāļāļāļāļĨāļāļāđāļ§āļĨāļē āļāļēāļāļāļāļ āļēāđāļāļāļāļ°āđāļĢāļĄāļĨāļ°āļĨāļēāļĒāđāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļ°āļĒāļāļāļāļāļāļĒ āļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļ āļēāđāļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļēāđāļāļ āļāļāļāđāļāļāļāļĄāļāļ§ (Saturated Solid) āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļŠāļŠāļēāļĢāđāļāļĒāļāļ§āđāļāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļ°āđāļāļĄāļāļāđāļāļāļāļ°āđāļāļāļāļēāļĢāļĨāļ°āļĨāļēāļĒ āđāļāļŠ āļēāļŦāļĢāļāļ āļēāđāļĨāļ§āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāļŠāļ§āļāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļĒāļāļ§āļēāļ āļēāđāļāļ āđāļĄāļāļ āļēāđāļāļāļĨāļ°āļĨāļēāļĒāļŦāļĄāļāļāļēāļĢāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāđāļāļāļ°āļ āļēāđāļŦāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļēāļŠāļāļāļ āļāļēāļŦāļēāļāđāļĢāļĄāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļāļ āļēāđāļāļāļ -20°C āļ āļēāļĒāđāļāļāļ§āļēāļĄāļāļ 0.260 MPa āļāļ§āļāđāļĢāļāļāļ°āļ āļēāđāļŦāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļēāđāļāļāļŠāļāļāļ āļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļ -10°C āļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļ āļēāđāļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāļāļāļ āļāļēāļĢāļĢāļ°āđāļŦāļ (Sublimation) āļāļēāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāđāļāđāļāļāļāļ°āđāļāļāđāļāļāļ
āļāļēāļĒāļŠāļ āļāļēāđāļŦāļ āļēāļ§āļ°āđāļĢāļĄāļāļāļāļāļāļ āļēāđāļāļāļāļĒāļ 0.6113 MPa āđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄ -20 °C āđāļĄāļāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļ 0.01°C āļāļēāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāđāļāļ āļēāđāļāļāļāļēāļāļŠāļ§āļāļāļ°āļāļĨāļēāļĒāđāļāļāļ āļē āđāļĨāļ°āļāļēāļāļŠāļ§āļāļāļ°āļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļ āđāļāļĢāļēāļ°āļāļāļāļ āļ āļēāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļ āļēāļĢāļāļāļĒāļāļĒāļēāļāļŠāļĄāļāļĨāđāļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ° āļāļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ° (Triple point) āļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāđāļāļĨāļ°āļāļāļāđāļāļāļāļāļāļēāļĒāļāļ§ āđāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 2.2 āđāļāđāļŠāļāļāļāļēāļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļēāļāļāļĒāļēāļ
āļĢāļāļ 2. 6 āđāļāļāļ āļēāļ āļāļ§āļēāļĄāļāļ â āļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢ
P
T
Solid
A
Liquid
Vapor
B
C D
G H
E F
Critcal
Point
Tripple
Point
33
āļāļēāļĢāļēāļāļ 2.2 āļāļāļĄāļĨāļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļēāļāļāļĒāļēāļ āļŠāļŠāļēāļĢ āļāļāļŦāļ āļĄ
°C āļāļ§āļēāļĄāļāļ
kPa Hydrogen -259 7.194 Oxygen -219 0.15 Nitrogen -210 12.53 Mercury -39 0.00000013 Water 0.01 0.6113 Zinc 419 5.066 Silver 961 0.01 Blast 1083 0.000079
āļāļāļŦāļĄāļāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļŠāļĢāļāđāļāđāļāļĒāđāļāļāļ āļēāļāļāļāļĢāļāļ 2. 6 āļāļāđāļŠāļāļāđāļŦāđāļŦāļāļ§āļēāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ°āļāļ°āļāļĒāđāļ
āļŠāļĄāļāļĨāļāļāđāļāļāļĒāļēāļāđāļĢāļāļēāļĄ āđāļŠāļāļĢāļ°āđāļŦāļ (Sublimation line) āļāļāļāđāļāļāđāļĨāļ°āđāļāļāļĒāđāļāļŠāļĄāļāļĨāļāļāļāļēāļĄāđāļŠāļāļŦāļĨāļāļĄāđāļŦāļĨāļ§ (Fusion line) āļāļāļāđāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĒāđāļāļŠāļĄāļāļĨāļāļāđāļĨāļ°āļāļēāļĄ āđāļŠāļāļĢāļ°āđāļŦāļĒ (Vaporization line) āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāļĒāđāļāļŠāļĄāļāļĨāļāļāļĄāđāļāļĒāļāļāļāđāļāļĒāļ§āđāļāļēāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ°āļāļĒāđāļāļŠāļĄāļāļĨāļāļāđāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ° āđāļŠāļāļĢāļ°āđāļŦāļĒāļŠāļāļŠāļāļāļāļāļ§āļāļĪāļ āđāļāļĢāļēāļ°āđāļĄāļĄāļāļ§āļēāļĄāđāļāļāļāļēāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāđāļŦāļāļāļāļāļ§āļāļĪāļ
āļāļāļēāļĢāļāļēāļĢāļāļ 2.6 āļāļāļāļĢāļ āļāļēāļāļāļāđāļāļāļāļĒāļāļŠāļ āļēāļ§āļ° A (āļāļ§āļēāļĄāļāļāļ āļēāļāļ§āļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ°) āđāļĄāļāđāļāļĄāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļĒāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļ āļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļāļ°āđāļāļĨāļĒāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļēāļāļāļāļāđāļāļāđāļāļāđāļāđāļāļĒāļāļĢāļ āļāļēāļĄāđāļŠāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļ EF āļĄāļāļāļ°āđāļāļĨāļĒāļāļŠāļāļēāļāļ°āđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļāļŦāļ āļĄāļŦāļāļāļāļāļāđāļĨāļ§āļāļāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāļāļ§āļēāļāļ āļāļēāļĄāđāļŠāļ CD āļāļāļāļēāļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ° āļāļ°āļĄāđāļāļĒāļāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ°āļāļĒāđāļāļŠāļĄāļāļĨāļāļ āļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļŦāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļ§āļāļĪāļ āđāļāļ GH āļāļ°āđāļĄāļĄāļāļāđāļāļĨāļĒāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāđāļāļ
2.3 āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļŠāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Independent Properties of a Pure Substance) āļāļāļāđāļāļāļĨāļēāļ§āļĄāļēāđāļāļāļāļ 1 āļ§āļēāđāļĢāļēāļāļ°āļ āļēāļŦāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāđāļāļĒāļāļēāļĢāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļŠāļāļāļāļĒāļēāļāļ
āđāļāļāļāļŠāļĢāļ°āļāļāļāļ āđāļāļ āļāļēāđāļĢāļēāļ āļēāļŦāļāļ āļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļāļāđāļĢāļēāļāļāļ°āļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļĄāļ āđāļāļāļāļ§āļēāļĄāđāļāļēāđāļāđāļāļāļ§āļēāļĄāļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļāļ āļēāļ§āļē āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļŠāļĢāļ° āļĨāļāļāļāļāļēāļĢāļāļēāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§
āļāļĄāļāļ§ āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ āļĢāļ§āļĄāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāđāļāļāļāļēāļāļāļāļŠāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĢāļ§āļĄāļāļ (āļāļāļĄāļāļ§āļēāļĄāđāļāļāļāļēāļāđāļāļĄāļēāļāļĄāļēāļĒāļāļēāļĄāļŠāļāļŠāļ§āļāļāļāļŠāļĄ) āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāđāđāļŦāļĨāļēāļāļĄāļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļŦāļĄāļāļāļāļ āļāļēāđāļĢāļēāļ āļēāļŦāļāļāđāļāļĒāļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļĢāļēāļāļ°āđāļĄāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļ āļāļāļāļāļ§āļēāļĄāđāļāļāļāļēāļāļāļāļāļĄāļāđāļ āļŦāļĢāļāļāļĨāļēāļ§āļāļāļāļĒāļŦāļāļāļ§āļēāđāļĄāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļ āļēāļŦāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļ āļāļāļāđāļāļĢāļēāļ°āđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļĨāļēāļ§āļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļ āļŦāļĄāļēāļĒāļāļ§āļēāļĄāļ§āļēāļāļēāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĄāļāļ§ āļŦāļēāļāļĢāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļ°āļĢāļāļ§āļēāļĄāļāļ āđāļĨāļ°āđāļāļāļēāļāļāļĢāļāļāļāļāļēāļĄāļŦāļēāļāļĢāļāļ§āļēāļĄāļāļ āļāļāļ°āļĢāļāļāļŦāļ āļĄ āļāļĨāļēāļ§āļāļāļāļĒāļŦāļāļāļāļāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĄāļāļ§ āļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļĄāđāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāđāļāļāļāļŠāļĢāļ°āļāļāļāļ āļāļāļāļāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļĢ
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āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļĒāļēāļāļāļāļāļāļāļĒāļēāļāļāļāļĒāļŦāļāļāļāļ§āļāļĄāļēāļāļāļāļāļāļāļāļāļāļ°āļ āļēāļŦāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļ āđāļāļ āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļ āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° āđāļāļāļāļ
2.4 āļāļēāļĢāļēāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠ (Table of Thermodynamic Properties)
āđāļāļāļēāļĢāļŦāļēāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļ°āļāļ āļāļāļāļāļāļāļāļĢāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāđāļĄāļāļāļāļāļāļ 2 āļāļāļŠāļĄāļāļ āļāļĢāļ°āļāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļ āđāļāļĒāļāļ§āđāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļ āļāļāđāļĢāļĒāļāļ§āļēāļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ° (Equation of state) āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāđ āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļēāļĒāļāļŠāļāļāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļ āđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļ āļāđāļāļāļāļĢāļāļāļāļāļāļāļ PV = mRT āļāļāļāļ°āđāļāļāļ§āļēāđāļāļĢāļēāļĒāļĨāļ°āđāļāļĒāļāđāļāļŦāļ§āļāļāļāļāđāļ
āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļāļāđāļāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§ āđāļĨāļ°āđāļ āļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļāļ§āļēāļāļāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļāļāļĒāļēāļāļĄāļēāļ āđāļāļĒāļāļāļāļāļ°āļŠāļĢāļēāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļēāļāļāļĨāļāļēāļĢāļāļāļĨāļāļ āđāļĨāļ°āļĄāļāđāļŠāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāđāļāđāļāļĨāļ°āļŠāļāļēāļāļ° āđāļāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§ āļŦāļĢāļāđāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļĄāļāļ§ āļŦāļĢāļāđāļāļāļ āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļ āļāļāļĄāļāļ§āļēāļĄ āļāļāļāļāļ āļāļāļāļ āļĒāļēāļ§āđāļĨāļ°āļĄāļāļēāļāļāļāļ āļēāļāļ§āļāļĄāļēāļāđāļĄāļŠāļ°āļāļ§āļāļāļāļ°āđāļāđāļāļĢāļāđāļāļāļŠāļĄāļāļēāļĢ āļāļāđāļāļĄāļāļēāļĢāļāļāļ āļēāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāđāļāļĢāļāđāļāļ āļāļēāļĢāļēāļ (Table) āđāļĨāļ°āđāļāļāļ āļēāļ (diagram) āđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļēāļĒāđāļāļāļēāļĢāđāļāļāļēāļ āđāļāļ āļēāļāļāļāļ§āļāđāļāļāļĢāļĢāļāļāļēāļĢāļēāļāđāļĨāļ°āđāļāļāļ āļēāļāđāļŠāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļēāļāļāļĒāļēāļāļāļŠ āļēāļāļāđāļ§ āļāļāļāļ°āļĒāļāļĄāļēāļāļāļāļēāļĒāļāļ§āļĒāļāļ§āļāļĒāļēāļāđāļāđāļāļĨāļ°āļŦāļ§āļāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļāđāļ āđāļāļŦāļ§āļāļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļ āļē āļŠāļ§āļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļ āđ āļāļĄāļĨāļāļĐāļāļ°āļāļĨāļēāļĒāļāļĨāļāļāļ
āđāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 4 āđāļāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļāļ āļē āļāļēāļĢāļēāļāļāļāļŦāļ āļĄ (Saturated water: Temperature table) āđāļāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļāļ āļēāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ (saturated liquid) āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ (saturated vapor) āđāļāļĒāļāļāļāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļŠ āļēāļāļ 6 āļāļāļŠāļĄāļāļ āļāļ āļāļāļŦāļ āļĄ (Temperature, T) āļāļ§āļēāļĄāļāļ (Pressure, P) (āļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļĢāļēāļāļāđāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļāļŦāļĄāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļŠāļĄāļāļĢāļ) āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° (Specific volume, v) āļāļĨāļāļāļēāļāļ āļēāļĒāđāļāļ āļēāđāļāļēāļ° (Specific Internal energy, u) āđāļāļāļāļēāļĨāļāļ āļēāđāļāļēāļ° (Specific enthalpy, h) āđāļĨāļ° āđāļāļāđāļāļĢāļāļ āļēāđāļāļēāļ° (Specific entropy, s) āļāļēāļĄāļĢāļēāļĒāļĨāļ°āđāļāļĒāļāļāļāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļāļ
āļāļāļāđāļĢāļāļāļāļāļāļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āđāļāļŦāļāļ§āļĒāđāļāļ āļāļāļĻāļēāđāļāļĨāđāļāļĒāļŠ (degree Celcius) āļāļāļāļāļāđāļāđāļāļāļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§āļŠāļĄāļāļĢāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļĄāļŦāļāļ§āļĒāđāļāļ āļāđāļĨāļāļēāļŠāļāļēāļĨ (kPa) āļŠāļāļ āļāļāļāļāļ āđāļāđāļāļ āļāļēāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļĄāļŦāļāļ§āļĒāđāļāļ āļĨāļāļāļēāļĻāļāđāļĄāļāļĢāļāļāļāđāļĨāļāļĢāļĄ(m3/kg) āļāļāļāđāļĢāļāļāļāđāļāļāļāļēāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ ðĢð āđāļĨāļ°āļāļāļāļ 2 āđāļāļāļāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ ðĢð āļāļāļāļāļāđāđāļāļāļĄāļĨāļāļĐāļāļ°āļāļĨāļēāļĒāļāļāđāļāļĒāļāļāļāļāļē āļāļĨāļāļāļēāļāļ āļēāļĒāđāļāļ āļēāđāļāļēāļ° (Specific Internal energy, u) āđāļāļāļāļēāļĨāļāļ āļēāđāļāļēāļ° (Specific enthalpy, h) āđāļĨāļ° āđāļāļāđāļāļĢāļāļ āļēāđāļāļēāļ° (Specific entropy, s) āđāļāļĒāļāļāļāļāļ āļēāļāļāļāļ§āļŦāļāļĒ f āļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ āđāļĨāļ°
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āļāļāļāļāļ āļēāļāļāļāļ§āļŦāļāļĒ g āļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āļāļāļāļāļāļĒāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļĨāļēāļāļāļĄāļāļ§āļŦāļāļĒ āļŠāļāļĨāļāļĐāļ fg āļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļāļĢāļĄāļēāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļ āļāđāļāļĄāļāļāđāļĄāļāđāļāļĨāļĒāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āđāļāđāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āđāļāļ ðĒðð = (ðĒð -ðĒð) āļāļ§āļāļĒāļēāļāđāļāļ āļ āļēāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āļāļāļāļŦāļ āļĄ 100oC āļāļ°āļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļēāļāļ 101. 325 kPa āļĄāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° 0.001043 m3/kg āđāļĨāļ°āļĄāļāļĨāļāļāļēāļāļ āļēāļĒāđāļāļ āļēāđāļāļēāļ° 418.99 kJ/kg āđāļĨāļ°āļŦāļēāļāļāļāļēāļĢāļāļēāļ āļēāļāđāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļāļŦāļ āļĄ 100oC āļāļ°āļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļēāļāļ 101. 325 kPa āđāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļ āđāļāļĄāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° 1.672 m3/kg āđāļĨāļ°āļĄāļāļĨāļāļāļēāļāļ āļēāļĒāđāļāļ āļēāđāļāļēāļ° 2,506.0 kJ/kg āļŦāļēāļāļāļāļāļāļēāļĢāļāļ§āļāļāļĄāđāļŦāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ 100oC āļāļ°āļāļāļāļĢāļāļĐāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļ āļēāđāļŦāđāļāļēāļāļ 101. 325 kPa āđāļĨāļ°āļŦāļēāļāļāļāļāļāļēāļĢāļāļ§āļāļāļĄāđāļŦāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ 110oC āļāļ°āļāļāļāļĢāļāļĐāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļ āļēāđāļŦāđāļāļēāļāļ 143.38 kPa āļŦāļĢāļāļāļāļāļāļēāļĢāđāļŦāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄ 5oC āļāļ°āļāļāļāļĨāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļ āļēāđāļŦāđāļŦāļĨāļāđāļāļēāļāļ 0.8726 kPa
āđāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 5 āđāļāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļāļ āļē āļāļēāļĢāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļāļ (Saturated water: Pressure table) āđāļāļāļāļēāļĢāļēāļ
āļāļĄāļāļ§āļāļāļāļ āļēāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ (saturated liquid) āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ (saturated vapor) āđāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 4 āđāļāļĒāļāđāļāđāļāļēāļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§āļĄāļēāđāļ§āļāļāļāļāđāļĢāļ āđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āđāļāđāļ§āļāļāļāļāļāđāļāđāļāļēāļāļ āļāļāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļ°āļāļ§āļāđāļāļāļēāļĢāđāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāļāļāļĢāļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§
āđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļŠāļŠāļēāļĢāđāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļ°āđāļĄāļĄāļāļēāļĢāļēāļāđāļāļāļ°āļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļ āļēāļāļ§āļāļŦāļēāļāļēāļāļēāļāđāđāļāđāļāļĒāđāļāļāļēāļĢāļēāļ
āļāļĄāļāļ§ āđāļāļāļāļāļāļāļāļĢāļāļēāļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļ (Quality) āļāļ§āļāļĒāļēāļāđāļāļ āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāđāļāļāļāļāļĢāļāļēāļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļ āļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļ āļēāļāļ§āļāļŦāļēāđāļāļāļēāļāļāļēāļĢāđāļāļ āļēāļ āļēāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļ āļāļāđāļāļēāļāļ āļĄāļ§āļĨ āļāļāļāđāļāļŠāļ§āļāļĄāļ§āļĨāļāļāļŦāļĄāļ āļŠāļĄāļĄāļāļ§āļēāļĄāļ§āļĨāļāļāļŦāļĄāļāđāļāļ 1 kg āđāļĨāļ°āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļāđāļāļ ðĨ
āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļĢāļ§āļĄ = āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāđāļ + āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§
ð = ðððððĒðð + ððĢðððð ððĢ = ðððððĒðð ðĢððððĒðð + ððĢðððððĢðĢðððð
ððĢ = (ð â ððĢðððð )ðĢð + ððĢðððð ðĢð
Table 4 Saturated water: Temperature table
Temp Press.
T P v f v g u f u fg ug h f h fg hg s f s fg s g
o C kPa m3/kg m3/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg K kJ/kg K kJ/kg K
0.01 0.6117 0.001000 206.00 (0.00) 2,374.9 2,374.9 0.00 2,500.9 2,500.9 (0.0000) 9.1555 9.1555
4 0.8135 0.001000 157.12 16.81 2,363.6 2,380.4 16.81 2,491.4 2,508.2 0.0611 8.9895 9.0506
5 0.8726 0.001000 147.02 21.02 2,360.8 2,381.8 21.02 2,489.1 2,510.1 0.0763 8.9486 9.0249
10 1.2282 0.001000 106.31 42.02 2,346.6 2,388.7 42.02 2,477.2 2,519.2 0.1511 8.7488 8.8998
80 47.415 0.001029 3.405 334.90 2,146.7 2,481.6 334.95 2,308.1 2,643.0 1.0754 6.5356 7.6110
95 84.609 0.001040 1.981 397.93 2,102.1 2,500.0 398.02 2,269.6 2,667.6 1.2502 6.1648 7.4150
100 101.325 0.001043 1.672 418.99 2,087.0 2,506.0 419.10 2,256.5 2,675.6 1.3070 6.0471 7.3541
105 120.90 0.001047 1.418 440.09 2,071.8 2,511.9 440.21 2,243.2 2,683.4 1.3632 5.9320 7.2951
110 143.38 0.001052 1.209 461.21 2,056.5 2,517.7 461.36 2,229.7 2,691.1 1.4187 5.8194 7.2380
Specific Volume Specific Internal Energy Specific Enthalpy Specific Entropy
36
ðĢ = (1 â ððĢðððð
ð)ðĢð +
ððĢðððð
ððĢð
ðĢ = (1 â ðĨ)ðĢð + ðĨðĢð
ðĢ = (1 â ðĨ)ðĢð + ðĨ(ðĢð + ðĢðð ) ðĢ = ðĢð â ðĨðĢð + ðĨðĢð + ðĨðĢðð)
ðĢ = ðĢð + ðĨðĢðð (2.6)
āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāđāļāļ āļēāļāļ§āļāđāļāđāļāļ āļēāļāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļ ðĒ = ðĒð + ðĨðĒðð (2.7)
ð = ðð + ðĨððð (2.8) ð = ð ð + ðĨð ðð (2.9)
āļāļēāļĢāļēāļāļ 6 āđāļŠāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļāļ (Superheated Steam) āļŠ āļēāļŦāļĢāļāđāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄ
āđāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļŠāļĢāļ°āļāļāļāļ āļāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļŦāļāļāđ āļāļ āļĄāļāļēāļāļāļŦāļ āļĄāđāļ āļŦāļĨāļēāļĒāļāļē āđāļĨāļ°āļāđāļāļĨāļ°āļāļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāđāļŦ āļāļ°āļĄāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļ 4 āļāļĒāļēāļāļāđāļŦāļĨāļāđāļŦāđāļ§ āļĨāļāļĐāļāļ°āļāļāļāļāļēāļĢāļēāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĄāļāļāļāļēāļĢāļēāļāļĒāļāļĒāđāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļĨāļ°āļāļē āđāļāđāļāļ§āđāļĢāļāļāļ°āđāļŠāļāļāļāļēāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļāļāļĄāļāļ§āđāļ§āļāļ§āļĒāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļ°āļāļ§āļāđāļāļāļēāļĢāļāļĢāļ§āļāļŠāļāļ āļŠāļāđāļāļāļ§āļē āļ āļāļ§āļēāļĄāļāļāļŦāļāļāđ āļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāđāļāđāļāļāļāđāļāļāļāļāļ°āļĄāļāļēāļĄāļēāļāļāļ§āļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āđāļāļ āļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāđāļāļāļāļĄāļāļēāļĄāļēāļāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āđāļāļāļāļēāļĨāļāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāđāļāļāļāļĄāļāļēāļĄāļēāļāļāļ§āļēāđāļāļāļāļēāļĨāļāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āđāļāļāļāļ āļŦāļĨāļāļāļēāļĢāļāļāļ°āđāļāđāļāļāļēāļĢāļāļĢāļ§āļāļŠāļāļāļ§āļēāļŠāļŠāļēāļĢāļāļĒāđāļāļŠāļāļēāļāļ°āđāļ āđāļāļ āđāļāļāļĢāļāļāļĢāļāļē āļāļ§āļēāļĄāļāļ āđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļē āđāļŦāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļēāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļ āļŦāļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļēāļŠāļāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ āđāļŠāļāļāļ§āļēāļ āļēāļāļĒāđāļāļŠāļāļēāļāļ°āđāļāļāđāļāļāļ āđāļāļŦāļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļēāļ āļēāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ āđāļŠāļāļāļ§āļēāļ āļēāļāļĒāđāļāļŠāļāļēāļāļ°āđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĄāļāļĄāļāļ§ (āļĒāļāđāļĄāđāļāļāļ) āđāļāļāļĢāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļ āļēāđāļāļēāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ āļāļ°āļĒāļāļāļāļāđāļĄāđāļāļ§āļē āļ āļēāļāļĒāđāļāļŠāļāļēāļāļ°āđāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ āļŦāļĢāļāļāļāļāļāļŠāļĄ āļŦāļĢāļ āđāļāļāļĄāļāļ§ āļāļ°āļāļāļāļŦāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļ§āļāļāļāļāļŦāļāļāļāļ§āļĄāļēāļāļĢāļ°āļāļāļ
āļŠāļ§āļāļāļēāļĢāļēāļāļ 7 āđāļŠāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĄāļāļĄāļāļ§ (Compressed liquid or Subcooled liquid) āđāļĨāļ°āļāļēāļĢāļēāļāļ 8 āđāļŠāļāļāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāđāļāļāđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§āđāļāļŠāļĄāļāļĨ
āļāļēāļĢāļēāļāļ 6 Superheated Water Vapor
P = 10 kPa P = 20 kPa P = 30 kPaTsat = 45.81
o C Tsat = 60.06 o C Tsat = 69.10
o C
T v u h s T v u h s T v u h so C m3/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg K
o C m3/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg Ko C m3/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg K
sat 14.671 2,437.2 2,583.9 8.1489 sat 7.648 2,456.0 2,608.9 8.1489 sat 5.229 2,467.7 2,624.6 7.7675
50 14.867 2,443.3 2,592.0 8.1741
75 16.035 2,479.5 2,639.8 8.3167 75 8.000 2,478.0 2,638.0 7.9926 75 5.322 2,476.5 2,636.2 7.8012
100 17.197 2,515.5 2,687.4 8.4488 100 8.586 2,514.5 2,686.2 8.1262 100 5.715 2,513.5 2,684.9 7.9364
150 19.514 2,587.9 2,783.0 8.6892 150 9.749 2,587.3 2,782.3 8.3680 150 6.494 2,586.8 2,781.6 8.1796
T > Tsat Superheated vapor T < Tsat Subcooled liquid
37
āļāļĢāļĄāļēāļāļāļēāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļĢāļēāļāļāđāļāļāļēāļĢāļēāļāđāļĄāđāļāļāļēāļŠāļĄāļāļĢāļ āđāļāđāļāļāļāļēāļāđāļāļĄāļēāļāļēāļāļāļēāļĢāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāļāļ āđāļāļāļāļāļēāļāđāļāļāļēāļĢāļ§āđāļāļĢāļēāļ°āļŦāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāļāļ āđāļāļāļāļēāļĢāļāļāļēāļĢāļāļēāļāļĢāļĄāļēāļāļāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāđāļāļāļēāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļŦāļāļāđāļāļĒāļāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļŦāļāļ āļāļāļāļāļāļēāļĢāđāļāļāļēāļāđāļāļĒāļāļāļāļāļāļāļēāļāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļĒāļāļĄāđāļŦāļ āļēāļāļāļāđāļŦāļĄāļāļāļāļāļāļēāļĢāđāļāļāļēāļŠāļĄāļāļĢāļ āļāļēāļĢāđāļāļāļēāļŠāļĄāļāļĢāļāļāļ āļāļēāļāļ āļēāđāļŦāļāļ§āđāļĨāļāļŠāļāļĄāļēāļāđāļĨāļ°āļāļēāļāđāļĄāđāļāļāļēāļĢāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļ āļāļāļāļāđāļāļāļēāļĢāļŠāļĢāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāļāļāļāļĒāļĄāđāļāļāļēāļāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāļāļ āļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāļāļāļāļāļāļĄāļāļāļ°āđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļŦāļ āļĄāļ āļēāļāļŠāļāļāļāļāļāļ§āļāđāļāļāļēāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļāļāļāđ āđāļāļ āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļ āļē āļāļ°āļ āļēāļŦāļāļāđāļŦāļāļēāļāļĨāļāļāļēāļāļ āļēāļĒāđāļāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ uf āđāļāļāļĻāļāļĒāļ 0.01 oC āđāļĨāļ°āļŠāļēāļĢāļ āļēāļāļ§āļēāļĄāđāļĒāļāļĄāļāļ āļēāļŦāļāļāđāļŦāļāļēāđāļāļāļāļēāļĨāļāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ hf āđāļāļāļĻāļāļĒāļ -40 oC
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.1 āļāļāļāļāļĢāļāđāļāļŦāļāļāļāļĢāļĢāļāļ āļēāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āđāļāļĄāļāļ āļĄāļ§āļĨāļāļāļāļ āļēāđāļāļēāļāļ 50 kg āđāļĨāļ°āļĄāļāļāļŦāļ āļĄ 90oC āļāļāļŦāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļāļ āđāļĨāļ°āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāļāļ āļ§āļāļ āļē āđāļāļāļāļāļēāļāļ āļēāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§
āļāļāļāļ P = Psat @ Tsat 90 oC āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 4 āđāļāļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§ = 70.182 kPa
āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļāļāđāļāļēāļāļ 70.182 kPa āļāļāļ āđāļĨāļ°āļāļēāļ V = mv; m = 50 kg
v = vf @ Tsat 90 oC āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 4 v = 0.001 036 m3/kg āļāļāļāļ V = mv = (50kg)(0.001 036 m3/kg)
= 0.0518 m3 āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāļāļāđāļāļēāļāļ 0.0518 m3 āļāļāļ
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.2 āļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļāļĨāļāļŠāļāļāļĢāļĢāļāļ āļēāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ° āđāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āļĄāļāļĢāļĄāļēāļāļĢ 0.5 m3 āđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļ 150 kPa āļāļāļŦāļēāļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļĄāļ§āļĨāļāļāļāđāļāļ āļē āļ§āļāļ āļē āđāļāļāļāļāļēāļāļ āļēāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āļāļāļāļ T = Tsat @ Psat 150 kPa āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 5 āđāļāļāļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ = 111.4 oC
āļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļāļāđāļāļēāļāļ 111.4 oC āļāļāļ āđāļĨāļ°āļāļēāļ V = mv; m = V/v
v = vg @ Psat 150 kPa
T = 90oC
Sat.liquid
P = ?
V = ?
m = 50 kg
Water
Tank
Table 4 Saturated water: Temperature table
Temp Press.
T P v f v g
o C kPa m3/kg m3/kg
80 47.415 0.001029 3.405
85 57.867 0.001032 2.826
90 70.182 0.001036 2.359
95 84.609 0.001040 1.981
100 101.325 0.001043 1.672
Specific Volume
P = 150 kPa
Sat.vapor
T = ? m = ?
V = 0.5 m3
Water
Piston-Cylinder
38
āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 5 v = 1.1594 m3/kg āļāļāļāļ m = V/v = (0.5 m3)/( 1.1594 m3/kg)
= 0.4313 kg āļĄāļ§āļĨāļāļāļāđāļāđāļāļāļāđāļāļēāļāļ 0.4313 kg āļāļāļ
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.3 āļāļāļāļāļēāļ 0.4 m3 āļāļĢāļĢāļāļ āļēāđāļĨāļ°āđāļāļ āļēāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļŠāļĄāļāļĨ āļĄāļĄāļ§āļĨāļāļāļŦāļĄāļ 2.0 kg āļāļāļ§āļēāļĄāļāļ 6 bar (0.6 MPa) āļāļāļ āļēāļāļ§āļāļŦāļē
1. āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāđāļĨāļ°āļĄāļ§āļĨāļāļāļāļ āļē 2. āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāđāļĨāļ°āļĄāļ§āļĨāļāļāļāđāļ
āļ§āļāļ āļē āļ āļēāđāļĨāļ°āđāļāļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļŠāļĄāļāļĨāļāļāđāļŠāļāļāļ§āļēāļāļ 2 āļāļĒāđāļāļ āļēāļ§āļ°āļāļĄāļāļ§ āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāļ āļē ( fV ) + āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāđāļ ( gV ) = āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļŦāļĄāļ
Vð + Vð = V = 0.4 m3 (1)
āļ āļēāļŦāļāļāļāļāļāļ āļē (mf ) + āļ āļēāļŦāļāļāļāļāļāđāļ (mð) = āļ āļēāļŦāļāļāļāļāļŦāļĄāļ (m) gf mm = 2.0 kg (2)
āļāļēāļ mvV ; g
g
f
f
v
V
v
V = 2.0 (3)
āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļ A.1.2 āļāļāļ§āļēāļĄāļāļ 0.6 MPa , ðð = 0.001101 m3/kg ðð = 0.3157 m3/kg āđāļāļāļāļēāđāļ (3) ; āļāļēāļāļŠāļĄāļāļēāļĢ (1) āđāļĨāļ° (3) āļŦāļēāļāļē fV āđāļĨāļ° gV āđāļ āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāļ āļē(āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§)
fV = 0.0008 m3 āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāļāļāđāļāļ āļē
gV = 0.3992 m3
āļĄāļ§āļĨ āļāļāļāļ āļē(āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§) fm = 0.0008
0.001101 = 0.7356 kg
āļĄāļ§āļĨāļāļāļāđāļāļ āļē gm = 0.3992
0.3157 = 1.2644 kg āļāļāļ
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.4 āđāļāļ āļē 0.3 kg āļāļĒāļēāļĒāļāļ§āđāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļāļĨāļāļŠāļ āļ āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļŠāļāļāļēāļĒāļĄ āļāļĢāļĄāļēāļāļĢ 0.2 m3 āļāļ§āļēāļĄāļāļ 200 kPa āļāļāļŦāļēāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļ āļē āđāļĨāļ°āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļ āļ§āļāļ āļē āļāļāļāļāļĢāļ§āļāļŠāļāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāđāļāļ āļēāļ§āļēāđāļāļāļāļ°āđāļĢ
Table 5 Saturated water: Pressure table
Temp Press.
P T v f v g
kPao C m3/kg m3/kg
101.325 100.0 0.001043 1.6733
125 106.0 0.001048 1.3749
150 111.4 0.001053 1.1594
175 116.0 0.001057 1.0036
Specific Volume
Liquid
Vapor
WaterV = 0.4 m3
m = 2.0 kgP = 0.6 MPa
39
āđāļāļĒāļāļāļāļĢāļāļāļŠāļĄāļāļ 2 āļāļāļŠāļĄāļāļ āļāļāļŠāļĄāļāļāļ 1 āļāļ§āļēāļĄāļāļ P = 200 kPa āļāļāļŠāļĄāļāļāļ 2 āļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ° v = V/m = (0.2 m3)/(0.3 kg) = 0.66667 m3/kg āđāļāļāļāļāļēāļāļĢāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļĢāļ§āļāļŠāļāļāđāļāļĒāđāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 5 āđāļāļĒāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļ v āļāļ vf āđāļĨāļ° vg āļ Psat = 200 kPa vf = 0.001.61 m3/kg; vg= 0.88574 m3/kg āđāļāļāļāļāļēāļ vf <v < vg āđāļŠāļāļāļ§āļēāļ āļēāļĄāļŠāļ āļēāļāđāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄ āļāļāļāļ T = Tsat @ Psat 200 kPa āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 5 āđāļāļāļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ = 120.2 oC
āļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļāļāđāļāļēāļāļ 120.2 oC āļāļāļ āđāļĨāļ°āļāļēāļ ðĢ = ðĢð + ðĨðĢðð āļāļāļāļ ðĨ =
(ðĢâðĢð)
ðĢðð=
0.6667â0.001061 ð3/ðð
(0.88574â0.001061)ð3/ðð
x = 0.7524 āļŦāļĢāļ 75.24% āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļāđāļāļēāļāļ 75.24% āļāļāļ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.5 āđāļāļ āļēāđāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļāļĨāļāļŠāļāļāļāļāļāļĒāļēāļĒāļāļ§āļĄāļāļĢāļĄāļēāļāļĢ 0.02 m3 āļāļ§āļēāļĄāļāļ 800 kPa āđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄ 250°C āļāļāļŦāļēāļĄāļ§āļĨāđāļĨāļ°āļāļĨāļāļāļēāļāļ āļēāļĒāđāļāļāļāļāđāļāļ āļē āļ§āļāļ āļē āļāļāļāļāļĢāļ§āļāļŠāļāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāđāļāļ āļēāļ§āļēāđāļāļāļāļ°āđāļĢ āđāļāļĒāļāļāļāļĢāļāļāļŠāļĄāļāļ 2 āļāļāļŠāļĄāļāļ āļāļāļŠāļĄāļāļāļ 1 āļāļ§āļēāļĄāļāļ P = 800 kPa āļāļāļŠāļĄāļāļāļ 2 āļāļāļŦāļ āļĄ T = 250°C āđāļāļāļāļāļēāļāļĢāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļĢāļ§āļāļŠāļāļ āđāļāļĒāđāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 5 āđāļāļĒāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļ T āļāļ Tsat āļāļāļ§āļē Tsat = 170.41°C: T > Tsat āļāļāļāļāļāļāđāļāļāđāļāļāļ āļāļēāļĢāļēāļāļ 6 āļ 800 kPa āđāļĨāļ° 250°C āđāļ v = 0.293 m3/kg; u = 2,716.0 kJ/kg āļāļāļāļ āļĄāļ§āļĨ m = V/v = (0.02 m3)/( 0.293 m3/kg) = 0.06821 kg āļāļāļ
T = ?, x = ?
WaterV = 0.2 m3
m = 0.3 kgP = 200 kPa
Table 5 Saturated water: Pressure table
Temp Press.
P T v f v g
kPao C m3/kg m3/kg
175 116.0 0.001057 1.0036
200 120.2 0.001061 0.88574
225 124.0 0.001064 0.79325
Specific Volume
P
v
T
vf v vg
Tsat
P = 800 kPaTsat = 170.41
o C
T v u h so C m3/kg kJ/kg kJ/kg kJ/kg K
sat 0.240 2,576.0 2,768.3 6.6615
200 0.261 2,631.1 2,839.8 6.8176
250 0.293 2,716.0 2,950.5 7.0403
300 0.324 2,797.6 3,056.9 7.2345
P
v
T
vf vg
Tsat
T
m = ?, U = ?
SteamV = 0.02 m3
P = 800 kPaT = 250 oC
40
āļāļĨāļāļāļēāļāļ āļēāļĒāđāļ U = mu = (0.06821 kg)(2,716.0 kJ/kg) = 185.27 kJ āļāļāļ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.6 āļāļāļāļāļĢāļāļāļĢāļĢāļāđāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļāđāļāļĄāđāļĄāđāļāļĒāļ 20 °C āđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāđāļāļēāđāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļ 40°C āļāļ§āļēāļĄāļāļāļŠāļāļāļēāļĒāđāļāļāđāļāļēāđāļĢ āļ§āļāļ āļē āđāļāļāļāļāļēāļāļāļĢāļĢāļāđāļāļāļāļāļāļĢāļ āđāļĨāļ°āļĄāļ§āļĨāđāļĄāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļ āļāļāļāļāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļ āļēāđāļāļēāļ°āļāļāļāđāļāļĄāđāļĄāđāļāļĒāļāđāļĄāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļāļāļ§āļĒ ðĢ1 = ð2 āđāļĢāļĄāđāļĢāļāđāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ ðĢ1 = ðð āļ 20°C āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļĄāļāļ§āļāļāļāđāļāļĄāđāļĄāđāļāļĒ (āļāļēāļĢāļēāļA.2) ðð = 0.1494 m3/ kg āđāļĨāļ°āļ 40°C āļāļāļ§āļē ðĢð āļāļāļĒāļāļ§āļē 0.1494 m3/ kg āđāļŠāļāļāļ§āļēāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāđāļāļāđāļāļāļ āļāļēāļāļāļēāļĢāđāļāļĒāļāļāļāļāļāđāļāļĢāļĒāļēāļāļĻāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļ 900 āđāļĨāļ° 1000 kPa āļāļāļāļāļēāļĢāļēāļ A.2.2 āđāļāļ§āļē āļ 900 kPa ð = 0.1559 1000 kPa ð = 0.1388
Îð = (0.1388 â 0.1559), ÎP = (1000 â 900) Îð = (0.1494 â 0.1559), ÎP = (1000â900)
(0.1494 â 0.1559)
(0.1388 â 0.1559)
= 38 kPa P2 = 900 + ðĨð = 938 kPa āļāļāļ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.5 āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļ (Ideal gas equation of state) āđāļāđāļāļāļŦāļēāļāļāļēāļāļĄāļēāđāļāđāļŠāļāļāļŦāļĨāļāļāļŠ āļēāļāļāļāļĢāļ°āļāļēāļĢāļŦāļāļāļāļ âāļāļēāļĢāļ āļēāļŦāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ° â āļāļāļāļāļāļāļāļ
āļāļāļŠāļĄāļāļāļāđāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļĒāļēāļāļāļāļĒāļŠāļāļāļāļē āļāļāļāđāļāļĢāļēāļ°āļāļ°āļ āļēāđāļŦāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļŦāļēāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāđāļāđāļŦāļĨāļāđāļ āđāļĢāļēāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļāļĢāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļ§āļēāđāļāļāļĄāđāļĒāļāļāļāļāļĒāļēāļāđāļĢ āļāļēāļĢāļĻāļāļĐāļēāđāļāđāļĢāļāļāļāļĄāļāļēāļĢāļ āļēāđāļāļāļāļēāļĢāļĄāļēāļĒāļēāļ§āļāļēāļāđāļāļĒāļāļāļ§āļāļĒāļēāļĻāļēāļŠāļāļĢāđāļāļĒāļāļāļēāļāđ āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāđāļĢāļēāļāļāđāļāļĒāļāļāļāļāļ āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļ (Ideal gas equation of state) āļāļāđāļāļāļāļĨāļāļēāļāļāļēāļĢāļāļāļĨāļāļāđāļĨāļ°āļŠāļāđāļāļāļāļēāļĢāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāđāļāļŠāļāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļ āļēāļāļāļ āļāļāļĒāļĨāđāļĨāļ°āļāļēāļĨāļŠ ( Robert Boyle, Charle) āđāļĨāļ°āļāļāļŠāļĢāļāļāļāļ āļāđāļ§āļāļēāđāļ (Avocado) āļāļŠāļĢāļāļ§āļē āļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāđāļāļŠāļāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļ āļēāđāļāļāđāļāļāļēāļĄāļŠāļĄāļāļēāļĢ
PÎ― = R T (2.1)
41
āđāļĄāļ R āļāļ āļāļēāļāļāļāļŠāļēāļāļĨāļāļāļāđāļāļŠ (Universal gas constant) R = 8.3143 kJ/kmol K
āđāļāļēāļ āļēāļāļ§āļāđāļĄāđāļĨāļāļĨ (n) āļāļāļŠāļĄāļāļēāļĢ (2.1) āļāļ°āđāļ ðPÎ― = ðR T PV = ðR T (2.2) āļāļēāļ m = nM āļāļāļāļ n = m/M āđāļāļāļāļēāđāļ PV =
ðR T
ð
PV = ðð T (2.3) āđāļĄāļ R =
R
ð
R āļāļāļāļēāļāļāļāļāļāļāļāļēāļāļāļāļāļāļāđ āļāļē R āļāļāļāļāļēāļāļāļēāļāļāļāļāļāļĢāļēāļāļāđāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 1
āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļĄāđāļāļŠāļāļēāļĄāļŠāļĄāļāļēāļĢ (2.2) āļŦāļĢāļ (2.3) āđāļĢāļēāđāļĢāļĒāļāļ§āļē āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļ (ideal gas equation of state) āļāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļ āļēāļĄāļēāļāđ āđāļāļŠāļāļāļāļāļāļĄāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāđāļāļĨāđāļāļĒāļāļāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļ āđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļŠāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļ°āđāļāļāļāļēāļāļāļāļāđāļ āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļ°āļāļāļāļāļ āđāļĨāļ°āđāļāļĄāļāļēāļĢāļĻāļāļĐāļēāđāļĨāļ°āļ āļēāđāļŠāļāļāļĢāļāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļĄāļēāļāļĄāļēāļĒ āđāļāļāļ°āđāļĄāļ āļēāļĄāļēāļāļĨāļēāļ§āđāļāļāļ
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.7 āļāļāļŦāļēāļĄāļ§āļĨāļāļāļāļāļēāļāļēāļĻāļāļāļĒāđāļāļŦāļāļāļāļāļēāļ 6m x10m x 4m āļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļ 100 kPa āđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄ 25°C āļŠāļĄāļĄāļāđāļŦāļāļēāļāļēāļĻāđāļāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļ āļ§āļāļ āļē āļāļēāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļ (2.4) PV = mRT, m = PV / RT
āļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļāļ 1 āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļāļēāļāļēāļĻ R = 0.287 kJ/kg.K
āđāļāļāļāļē m = (100ððð )(6ðĨ10ðĨ4)ð3
0.287ðð―
ðððū 25+273 ðū
= 280.5 kg
āļĄāļ§āļĨāļāļāļāļāļēāļāļēāļĻāļāļāļĒāđāļāļŦāļāļ = 280.5 kg āļāļāļ ---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
āļāļ§āļāļĒāļēāļāļ 2.8 āļāļāļāļĢāļĄāļēāļāļĢ 0.5 3m āļāļĢāļĢāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļāļŦāļāļ 10 kg āļāļāļĄāļ āļēāļŦāļāļāđāļĄāđāļĨāļāļĨ 24 kg/kmol āļāļāļŦāļ āļĄ 25°C āļāļ§āļēāļĄāļāļāļ āļēāļĒāđāļāļāļāđāļāļāđāļāļēāđāļĢ
āļ§āļāļ āļē āļāļēāļ R = R
ð āđāļāļāļāļē ð =
8.3143ðð―
ðððð âðū
24 ðð/ðððð = 0.34643 kJ/kgK
āļāļēāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļ (2.4) PV = mRT; ð = ðð ð
ð
= 10 ðð 0.34643
ðð―
ðððū 25+273 ðū
0.5ð3
42
āļāļ§āļēāļĄāļāļāļ āļēāļĒāđāļāļāļ = 2,065.8 kPa āļāļāļ
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
2.6 āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļēāļāļāļĢāļ (Real Gas Equation of State) āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāđāļāļŠāļāļāļāļ āļēāļ (Ideal gas equation of state) āđāļāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļāļēāļĒāđāļāļĄāļāļāļ āļēāļāļāđāļāļāļēāļĢāđāļ āļāļāļāļāļāđāļāļāļāļāļēāļāļāļĄāļāļāļŠāļĄāļāļāđāļāļāļāļēāļ āļāļāļāļ āļēāļāđāļāļēāļāļ āđāļĄāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāđāļāļāļ§āļāļāļāļāļāđāļŦāļāļāļāļēāļāļāļāđāļ āļāļ°āļ āļēāđāļŦāđāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĨāļēāļāđāļāļāļēāļĢāļ āļēāļāļ§āļ āļāļāđāļāļĄāļāļāļ§āļāļĒāļēāļĻāļēāļŠāļāļĢāļ āļēāļāļ§āļāļĄāļēāļāļāļĒāļēāļĒāļēāļĄāļāļāļāļēāļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļēāļ āļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļāļāļāļēāļĒāļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļēāļ P-v-T āđāļāļāļ§āļāļāļāļ§āļēāļ āđāļāļāļĒāļāđāļĄāļĄāļŠāļĄāļāļēāļĢāđāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāļāļēāļāļāļāļāļēāļāđāļāļāļāđāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļ āđāļāļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļāđāļāļāļāļĒāļāļĄāļĢāļāļ§āļēāđāļŦāļāļēāļāđāļāļĨāđāļāļĒāļāļĄāļēāļ āļāļāļ 2.7.1 Van der Waals Equation of State āđāļāļāļŦāļāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāđāļĢāļāđāļāđāļāļāļāļēāļāļāļ§āļēāļĄāļāļĒāļēāļĒāļēāļĄāđāļāļāļēāļĢāļŠāļĢāļēāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļēāļāļāļĢāļ āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāđāļāļ āļēāđāļŠāļāļāđāļāļĒ Van der Waals āđāļāļ āļ.āļĻ. 1873 āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļĄāļāļēāļĢāđāļāļĄāļāļēāļāļāļāđāļāļēāļĄāļē 2 āļāļē āđāļāļāļāļāđāļāļĒāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĨāļēāļāļāļĄāļēāļāļēāļāđāļĢāļāļāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāđāļĄāđāļĨāļāļĨāļāļāļāļāļēāļāđāļāļ āđāļĨāļ°āļāļāđāļāļĒāļāļĢāļĄāļēāļāļĢāļāđāļĄāđāļĨāļāļĨāļāļāļāļāļēāļāļāļĢāļāļāļāļĢāļāļ āļŠāļĄāļāļēāļĢāđāļāļāļāļāļ
(ð· +ð
ðð)(ðâ ð) = ðđðŧ
āđāļĄāļ ð =27ð 2ððð
2
64 ððð ; ð =
ð ððð
8ððð
Tcr āļāļāļāļēāļāļāļŦāļ āļĄāļ§āļāļĪāļ (Critical Temperature, K) Pcr āļāļāļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāļ§āļāļĪāļ (Critical Pressure, kPa)
2.6.2 Beattie-Bridgeman āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāđāļāļāļ āđāļāļ āļ.āļĻ. 1928 āļāļēāļāļāļāļāļēāļāđāđāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāđāļāļāļēāļāļāļēāļĢāļāļāļĨāļāļ
ð· =ðđ ðŧ
ð ð ð âð
ð ðŧð ð + ðĐ âðĻ
ð ð
āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāđāļāļĢāļāļāļēāļĢāļĒāļāļāļĢāļāļ§āļēāđāļŦāļāļēāļāđāļāļĨāđāļāļĒāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļāļ 0.8Ïcr
2.6.3 Benedict-Webb-Rubin āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāđāļāļ āļēāđāļŠāļāļāđāļāļ āļ.āļĻ. 1940 āđāļāļĒ Benedict Webb āđāļĨāļ° RubināđāļāļāļĢāļāļāļĢāļāļŠāļĄāļāļēāļāļāļāļ Beattie-Bridgeman āđāļāļĒāđāļāļĄāļāļēāļāļāļāđāļāļēāđāļāļāļāđāļāļ 8 āļāļē
43
ð· =ðđ ðŧ
ð + ðĐððđ ðŧ â ðĻð â
ðŠð
ðŧð
ð
ð ð +ððđ ðŧ â ð
ð ð +ð â
ð ð +ð
ð ððŧð (ð +ðļ
ð ð)ðâ
ðļ
ð ð
2.6.4 Compressibility Factor āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļēāļāļāļāļāļ āļēāļāļĄāđāļāļĢāļāļŠāļĢāļēāļāļāļāļēāļĒāđāļĨāļ°āļŠāļ°āļāļ§āļāļāļāļāļēāļĢāđāļ āđāļāļāļ°āđāļŦāļāļēāļāļāļĨāļēāļāđāļāļĨāļāļāļāļĒāļēāļāļĄāļēāļāļŦāļēāļāđāļāđāļāļāļ§āļāļāđāļāļĨāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļĄāļāļ§ āļŦāļĢāļāđāļāļĨāļāļāļ§āļāļĪāļ āļāļēāļĢāļāļĢāļāļāļēāđāļŦāđāļāļēāđāļāļĨāļāļēāļāļāļāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļ āļēāđāļāđāļāļĒāđāļāļĄāļāļē Compressibility Factor, Z āđāļāļēāđāļāđāļāļŠāļĄāļāļēāļĢāļāļ Pv = ZRT āļāļāļāļāļŦāļēāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļēāļāđāļāļāļāļēāļāļāļāļāļ āļēāļ āļāļē Z=1 āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļāļēāļāļāļĢāļāļāļāļāļē Z āđāļĄāđāļāļēāļāļ 1 āļāļēāļĢāļŦāļēāļāļēZāļāļāļ āļēāđāļāļĒāļāļēāļĢāļāļāļĨāļāļāļāļēāļāļāļēāļāļ āļēāļāļ§āļāļĄāļēāļāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāđāđāļĨāļ§āļ āļēāļĄāļēāļŠāļĢāļēāļāđāļāļāđāļāļāļ āļē Generalization Compressibility Chart āļāļāļāļāļāļāļĨāļāļĄāļēāļāļāļāļ§āļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļēāļāļāļāļāļ āļēāļāđāļŠāļĒāļāļāļ āđāļĢāļēāļāļĢāļēāļāļāļāļāļ§āļēāļāļēāļāļāļāļāļ āļēāļ āļŦāļĄāļēāļĒāļāļāļāļēāļāļāļĄāļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļ āļē āļāļ§āļēāļĄāļŦāļāļēāđāļāļāļāļāļāļāļēāļāļāļ°āļ āļēāđāļāļāđāļāđāļāļŠāļāļāļāļēāļāļāļ āļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāđ āļŦāļĢāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļ āļēāđ āđāļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļēāđāļāļāļāļāļ°āļŠāļ āļŦāļĢāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļēāđāļāļāļāļāļ°āļāļāļ§āļēāļ āļē āļĨāļāļāļĄāļēāļāļāļēāļĢāļāļēāļŠāļŠāļēāļĢāļāļēāļāļāļĒāļēāļāļāđāļĢāļēāļāļāđāļāļĒ āļŠāļŠāļēāļĢāđāļĢāļāļāļāļ āļē āļ āļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĢāļĢāļĒāļēāļāļēāļĻāļāļĢāļāļāļāļ°āļĄāļŠāļ āļēāļāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§ āļŦāļēāļāļāļ°āļ āļēāđāļŦāļ āļēāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĢāļĢāļĒāļēāļāļēāļĻāļāļāļāđāļŦāļāļ§āļēāļĄāļĢāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāļāļ§āļē 100oC āđāļāļāļēāļāļ°āđāļŦāđāļāļāļāļēāļāļāđāļāļāļāļēāļāļāļāļāļ āļēāļāļāļāļāļ āļēāđāļŦāļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāļāļ§āļēāļāļāļĄāļēāļ āđāļŠāļāļāļ§āļēāļŠ āļēāļŦāļĢāļāļ āļēāđāļĨāļ§āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĢāļĢāļĒāļēāļāļēāļĻāļāļāļ§āļēāļ āļē āļāļĢāļēāļ§āļāļĨāļāļāļāļāļēāļĢāļāļēāļāļēāļāļēāļĻ āđāļāļŠāļ āļēāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĢāļĢāļĒāļēāļāļēāļĻāļāļāļāļāļ°āļĄāļŠāļ āļēāļāđāļāļāļāļēāļāđāļĨāļ°āļāļāļ§āļēāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāļŠāļĄāļĄāļāđāļŦāđāļāļāļāļēāļāļāļāļāļ āļēāļāđāļ āđāļŠāļāļāļ§āļēāļŠ āļēāļŦāļĢāļāļāļēāļāļēāļĻāđāļĨāļ§āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĢāļĢāļĒāļēāļāļēāļĻāļāļāļ§āļēāļŠāļ āļāļāļāļ āļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļēāđāļāļāļāļāļ°āļŠāļ āļŦāļĢāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļēāđāļāļāļāļāļ°āļāļāļ§āļēāļ āļēāļāļāļāļāļāļ§āļŠāļŠāļēāļĢāđāļāļ āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļ°āđāļāļāļēāļāļāļāļāļāļāļāļāļ§āļāļĪāļāļāļāđāļāļ āļāļāļāļ§āļāļĪāļāļ āļēāļāļ°āļĄāļāļāļŦāļ āļĄ 347.2 oC āđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļ 22.09 MPa āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļāļēāļāļēāļĻāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļ§āļāļāļēāļāļŦāļĨāļēāļĒāļāļāļāđāļāļĄāđāļāđāļāļĢāđāļāļāļāļĢāļ°āļĄāļēāļ 80% āđāļāļĒāļĄāļ§āļĨ āļāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāđāļāđāļāļĢāđāļāļāđāļāļāļāļ§āđāļāļāđāļāļāļēāļĢāļāļāļēāļĢāļāļēāļāđāļ āđāļāđāļāļĢāđāļāļāļĄāļāļāļŦāļ āļĄāļ§āļāļĪāļāļ -147 oC āļāļ°āđāļŦāļāđāļāļāļāđāļāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĢāļĢāļĒāļēāļāļēāļĻāļŠāļāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļ§āļāļĪāļāļāļ§āļē 2 āđāļāļē āđāļāļāļēāļĢāļŠāļĢāļēāļāđāļāļāļ āļēāļ Generalization Compressibility Chart āđāļāļāđāļŦāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāđāļāļāļāļāļēāļāļāļāļāļāļāļāļ āļ āļēāđāļāļāļāļāļāļ āļēāļāļēāļĢāļ āļēāļŦāļāļāļāļē āļāļ§āļēāļĄāļŠāļĄāļāļāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāļ§āļāļĪāļ āđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļāļāļ§āļēāļĄāļāļāļ§āļāļĪāļāļāļāļ
Reduced Pressure, ðð = ð
ððð āđāļĨāļ° Reduced Temperature, ðð =
ð
ððð
āđāļāļĒāļāļāļĢāļēāļāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļ Comptrssibility factor, Z āļāļāļāļē Reduced Pressure, PR āļāļāļē TR āļāļāļāļāļēāļāđ āļāļ°
āđāļāļāļāļĢāļāļ 2.7
44
āļĢāļāļ 2.7 āđāļāļāļ āļēāļ Generalization Compressibility Chart āļāļēāļāđāļāļāļ āļēāļāļāļ°āđāļŦāļāđāļāļ§āļē āļ TR > 2 āļāļē Z āļāļ°āđāļāļĨāđāļāļĒāļ 1.0 āđāļĄāļ§āļēāļāļē PR āļāļ°āđāļāļāđāļāļēāđāļ āđāļĨāļ°āļ PR < 0.1 āļāļē Z āļāļ°āđāļāļĨāđāļāļĒāļ 1.0 āļŠ āļēāļŦāļĢāļāļāļāđāļāļēāļāļāļ TR āļāļāļāļāļāļāļŠāļĢāļāđāļāļ§āļēāļāļēāļāļāļ°āđāļāļēāđāļāļĨāļŠāļ āļēāļāđāļāļāļāļēāļ āļāļāļāļ āļēāļāđāļĄāļ TR > 2 āļŦāļĢāļ PR < 0.1
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Concussion : āļŠāļĢāļāļāļēāļĒāļāļāļ 2 āđāļāļāļāļāđāļĢāļēāļāļ°āļ āļēāļāļ§āļēāļĄāđāļāļēāđāļāļāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢ āļāļāđāļāļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāđāļāļāļēāļ°āļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ āđāļāļĒāđāļāļāđāļāļāļŦāļēāđāļāļ 6 āļŦāļ§āļāļāļāļāļ 1.āļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Pure Substance) āļāļ āļŠāļŠāļēāļĢāļāđāļāļāđāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļ (homogeneous) āļŠāļ§āļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļēāļāđāļāļĄāļāļ°āļāļāļāđāļĄāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļĨāļ āļāļĒāđāļāđāļāļŦāļĨāļēāļĒāļŠāļāļēāļāļ°(phase) āđāļāļŠāļ§āļāļāļĢāļ°āļāļāļāļāļēāļāđāļāļĄ (Chemical composition)āđāļāļāļāđāļŠāļāļēāļāļ°āļāļāļāđāļŦāļĄāļāļāļāļ āđāļĨāļ°āļĄāļŠāļ āļēāļāđāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļĒāļāļāļ§āļāļĢāļĢāļĄāļāļē (Simple compressible substance) 2.āļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Behavior of pure substance) āđāļĢāļēāļāļ°āļĻāļāļĐāļēāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļāļāļēāļāļāļēāļĢāļŠāļĄāļāļĨ 2 āđāļāļāļāļāļ 2.1) āļāļēāļĢāļŠāļĄāļāļĨāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Vapor-Liquid Phase Equilibr ium of a Pure substance) āļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļ āļēāļāļēāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļāļ āļāļ - āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĄāļāļĄāļāļ§ (Subcooled liquid or Compressed liquid) āļāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļĄāļāļ āļēāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ āļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļāļĒāļ§āļāļāđāļāļāđāļ - āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ (Saturated liquid) āļāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļ āļēāļĨāļāđāļāļāļ āļāļĒāđāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§ - āđāļāļāļĄāļāļ§ (Saturated vapor) āļāļ āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļŠāļ§āļāļāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļāđāļĨāļ§ - āļāļāļāļāļŠāļĄāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ (Mixture) āļāļ āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļŠāļŠāļēāļĢāļĄāđāļāđāļĨāļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļāļāļāļĒ - āļāļ§āļēāļĄāļāļāļāļĄāļāļ§ (Saturated pressure) āļāļ āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļāļāļ°āļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ - āļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ (Saturated temperature) āļāļ āļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāđāļāļāļ - āļāļāļ āļēāļāļāļāļāđāļ (Stream quality, x) āļāļ āļŠāļāļŠāļ§āļāļĄāļ§āļĨāļāļāļāđāļāļāļāļĄāļ§āļĨāļāļŠāļĄāļāļāļŦāļĄāļ
ðĨ = ððĢðððð
ððĄððĄðð
āđāļāļĒ 0 < ðĨ < 1
- āđāļāļāļ āļŦāļĢāļ āđāļāļĒāļāļĒāļ§āļ (Superheated vapor) āļāļ āđāļāļāļĄāļāļāļŦāļ āļĄāļŠāļāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āļāļāļāļĄāļ - āļāļāļ§āļāļĪāļ (critical point) āļāļ āļāļāđāļāļĨāļĒāļāđāļāļāļāļĄāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļāļĻāļāļĒ āļāļāđāļāļāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āđāļĨāļ°āđāļāļāļĄāļāļ§ āļĄāļāļāļŠāļĄāļāļāđāļŦāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļēāļĢ 2.2) āļāļēāļĢāļŠāļĄāļāļĨāļĢāļ°āļŦāļ§āļēāļāļāļāļāđāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Solid-Liquid Phase Equilibr ium of a Pure substance) āļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļēāļĢāļ āļēāļāļēāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļāļāļāļāļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāļ āļāļ - āļāļāļāđāļāļāļāļĄāļāļ§ (Saturated Solid) āļāļ āļāļāļāđāļāļāļāđāļĢāļĄāļĨāļ°āļĨāļēāļĒāđāļāļāļāļ°āļāļāļāļŦāļ āļĄāļĒāļāļāļāļ - āļāļēāļĢāļĢāļ°āđāļŦāļ (Sublimation) āļāļ āļāļĢāļ°āļāļ§āļāļāļēāļĢāļāļāļāļāđāļāļāļāļĨāļēāļĒāđāļāļāđāļ āđāļāļĒāđāļĄāļāļēāļāļāļēāļĢāđāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļāļ - āļāļāļŠāļēāļĄāļŠāļāļēāļāļ° (Triple point) āļāļ āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļ āļēāļĢāļāļāļĒāļāļĒāļēāļāļŠāļĄāļāļĨāđāļāļāļ 3 āļŠāļāļēāļāļ°
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3. āļāļāļŠāļĄāļāļāļāļŠāļĢāļ°āļāļāļāļŠāļēāļĢāļāļĢāļŠāļāļ (Independent Properties of a Pure Substance) āļāļ āļāļāļŠāļĄāļāļāļāđāļĄāļāļāļāļāļāļ āļāļĒāļēāļāļāļāļĢāļēāļāļ§āļēāļŦāļēāļāļĢāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļŠāļĢāļ°āļāļĒāļēāļāļāļāļĒ 2 āļāļĒāļēāļ āļāļ°āļ āļēāđāļŦāļ āļēāļŦāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāđāļ āđāļāļ āđāļāļāļāļāļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāđāļĨāļ°āļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļĄāđāļāļāļāļŠāļĢāļ°āļāļāļāļ āļāļāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļĢāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļĒāļēāļāļāļāļāļāļāļĒāļēāļāļāļāļĒāļŦāļāļāļāļ§ āļāļāļāļ°āļ āļēāļŦāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļ 4.āļāļēāļĢāļēāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠ (Table of Thermodynamics Properties) āļŠāļāļāļ āļēāđāļāļāļāļāļāļĢāđāļāļāļēāļĢāļŦāļēāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢ 1) āļŠāļ āļēāļ§āļ° āļāļ āļāļāļāļĢāļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāđāļĄāļāļāļāļāļāļ āļāļĒāļēāļāļāļāļĒ 2 āļāļāļŠāļĄāļāļ āđāļāđāļāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļāļŠāļĄāļāļ 2) āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ° āļāļāļēāļĒāļāļŠāļ āļāļ āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļēāļāļāļāļāļ āļēāļ PV = mRT āļŠāļāļĨāļāļĐāļāļāļēāļāļāļēāļĢāļēāļ
- āļāļ§āļŦāļāļĒ f āļŦāļĄāļēāļĒāļāļ āļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§ - āļāļ§āļŦāļāļĒ g āļŦāļĄāļēāļĒāļāļ āļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ - āļāļ§āļŦāļāļĒ fg āļŦāļĄāļēāļĒāļāļ āļāļēāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļ°āļāļŠāļŠāļēāļĢāđāļāļĨāļĒāļāļŠāļāļēāļāļ°āļāļēāļāļāļāļāđāļŦāļĨāļ§āļāļĄāļāļ§āđāļāđāļāļāđāļāļāļĄāļāļ§ āđāļāļĒ ðĢ = ðĢð + ðĨðĢðð
ðĒ = ðĒð + ðĨðĒðð ð = ðð + ðĨððð ð = ð ð + ðĨð ðð āļŠāļŠāļēāļĢāļŠāļāļēāļāļ°āđāļāļāļ (Superheated Stream) āļāļĢāļāļāļĢāļāļēāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļĨāļ°āļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢ āđāļŦāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§āļāļāļ§āļēāļĄāļāļāđāļāļĒāļ§āļāļ āļŦāļēāļāļāļāļŦāļ āļĄāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļŠāļāļāļ§āļēāļāļāļŦāļ āļĄāļāļĄāļāļ§ āđāļŠāļāļāļ§āļē āļŠāļŠāļēāļĢāļāļāļāļĒāđāļāļŠāļāļēāļāļ°āđāļāļāļ āļāļēāļāļĒāļēāļāļāļĢāļēāļāļāļāļŠāļĄāļāļ āļāļāļāđāļāļāļāļēāļĢāļēāļāļāļāļŠāļĄāļāļāļāļāļāđāļāļāļ āļŦāļĄāļēāļĒāđāļŦāļ : āļāļēāļĢāļēāļāļāļēāļāđāļāļāļĢāđāļĄāđāļāļāļēāļĄāļāļŠāđāļĄāđāļāļāļēāļŠāļĄāļāļĢāļ āđāļāđāļāļāļāļēāđāļāļĢāļĒāļāđāļāļĒāļāļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāļāļ āļāļāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļēāļāļāļāļāļĄāļāđāļĨāļāļāđāļ āļāļ āļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļŦāļ āļĄāļ āļēāļŠāļāļāļāļāļāļ§āļāđāļāļāļēāļāļāļāļāļŠāļŠāļēāļĢāļāļāđ 5.āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāđāļāļŠāļāļāļ āļēāļ (Ideal gas equation of state) āļāļēāļ PÎ― = R T āđāļāļĒ R = 8.3143 kJ/kmol K āļāļāļ āļēāļāļ§āļāđāļĄāđāļĨāļāļĨāđāļ PV = ðR T āļāļēāļ m = nM āļāļ°āđāļ PV = ðð T āđāļāļĒ R =
R
ð
6.āļŠāļĄāļāļēāļĢāļŠāļ āļēāļ§āļ°āļāļāļāļāļēāļāļāļĢāļ (Real gas equation of state) āļāļāļāļāļāļĒāļāđāļĄāļĄāļŠāļēāļĄāļāļēāļĢāđāļāļŠāļēāļĄāļēāļĢāļāđāļāļāļāļĪāļāļāļĢāļĢāļĄāļāļāļāļāļēāļāļāļāļāļēāļāđāļāļāļāđāļŠāļ āļēāļ§āļ°āđāļ āļāļāļāļ°āļāļĨāļēāļ§āļāļāđāļāļāļēāļ°āļŠāļĄāļāļēāļĢāļāđāļāļāļāļĒāļāļĄāļĢāļāļ§āļēāđāļŦāļāļēāđāļāļĨāđāļāļĒāļāļĄāļēāļāđ āđāļāļēāļāļ
- Van der Waals Equation of State - Beattie-Bridgeman - Benedict-Webb-Rubin - Compressibility Factor
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Exercises : āđāļāļāļāļāļŦāļāļāļēāļĒāļāļāļ 2
Thermodynamics I Chapter 2 Properties of Pure Substances
Source: Cengel, Y.A., and Boles, M.A.,THERMODYNAMICS :An Engineering Approach, 5th
Edition in SI unit,McGraw-Hill, 2006.
Home Work no.1
1. What is the difference between saturated liquid and subcooled liquid? 2. What is the difference between saturated vapor and superheated vapor? 3. Is it true that water boils at higher temperature at higher pressure? Explain. 4. If the pressure of a substance is increased during a boiling process, will the temperature
also increase or will it remain constant? Why? 5. What is the specific volume of saturated liquid water 300 kPa. 6. What is the specific volume of saturated vapor water 300 kPa. 7. What is the phase and enthalpy of water at 250
oC and 400 kPa.
8. What is the phase and enthalpy of water at 80 oC and 500 kPa.
9. What is the phase and enthalpy of water at 200 kPa and 0.7 quality. 10. What is the temperature of water at 5 MPa and 2,000 kJ/kg specific internal energy. Also
determine its quality.
Home Work no.2
11. A 1.8 m3 rigid tank contains steam at 220
oC. One-third of the volume is in the liquid
phase and the rest is in the vapor form. Determine (a) the pressure of the steam, (b) the quality of the saturated mixture, and (c) the density of the mixture.
12. A rigid vessel contains 2 kg of refrigerant-134a at 800 kPa and 120 oC. Determine the
volume of the vessel and the total internal energy. (answer: 0.0753 m3, 655.7 kJ)
13. A piston-cylinder device initially contains 50 L of liquid water at 200 kPa and 40 oC. Heat
is transferred to the water at constant pressure until the entire liquid is vaporized. a. What is the mass of the water? b. What is the final temperature? c. Determine the total enthalpy change. d. Show the process on a T-v diagram with respect to saturation line. (answer: (a) 49.61 kg, (b) 120.21
oC, (c) 125,943 kJ)
14. A 0.3 m3 rigid vessel initially contains saturated liquid-vapor mixture at 150
oC. It is
required that if the water were heated it would finally reaches the critical state. Determine the mass of the liquid and vapor at the initial state. (answer: liquid = 96.10 kg)
15. A piston-cylinder device contains 0.8 kg of steam at 300 oC and 1 MPa. Steam is cooled
at constant pressure until one-half of the mass condenses. e. Show the process on a T-v diagram with respect to saturation line. f. Find is the final temperature? g. Determine the volume change.