T, S – діаграма водяної пари

У p, v – і T, S – діаграмах кожна точка зображує визначений стан тіла, тому кожній точці однієї діаграми відповідає визначена точка іншої. Перенесемо по точках процес паротворення з p, v – діаграми при p = const у T, S – діаграму, мал. 11.1. Оскільки ентропія рідини при 0 ⁰С

приймаємо умовно рівній нулю, то точка (а) в T, S – діаграмі буде роз- ташована на вісі ординат на 273, 15 К вище абсолютно-го нуля. Нагрівання води від 0°С до температури наси-чення процес відбудеться за законом логарифмічної кривої (рів-

няння 11.11). .

Мал. 11.1

Процес паротворення при t_н1=const зображується горизонталлю a^/- a^// , причому довжина відрізка

a^/- a^// =S^//-S^/ = . Перегрів пари при p₁=const характеризується логарифмічною лінією а^//-д, побудованої по залежності 11.27. При цьому ізобара для перегрітої пари а^//-д виходить більш крута, ніж ізобара рідини, яка нагрівається, ^а-а/, тому що її кутовий коефіцієнт більше, оскільки температура перегрітої пари вище і теплоємність нижче, ніж у рідини.

З рівнянь (11.11) і (11.27) випливає також, що ізобари а-а^/ і а^//-д своєю опуклістю в T, S – діаграмі будуть звернені до осі абсцис. У T, S – діаграмі площі, розташовані під ізобарами а-а^/, a^/-a^//, a^//-д, будуть вимірювати відповідно теплоту: рідини , паротворення r і перегріву . З зіставлення рівностей і випливає, що ступінь сухості пари х при деякому довільному стані ах може бути визначена по T, S – діаграмі як відношення відрізків а^/-а_х і а^/-а^//, тобто:

При більш високих тисках р₂ > p₁ і р₃ > р₂ ізобари паротворення і пароперегрівання розташуються відповідно вище ізобари а^/-а^//-д. Точки (в) і (с) будуть збігатися з точкою (а) як відповідні t=0⁰С, а ізобари рідини будуть накладатися одна на іншу, оскільки вони виражаються одним рівнянням (11.11), з тією лише різницею, що точпка (у^/) буде вище точки (а^/), тому що Т_н2 > Т_н1 і точка (з^/) буде вище точки (у^/), оскільки Т_н2 > Т_н1. Відрізки в^/-у^// і з^/-з^// будуть відповідно менше відрізка а^/-а^//, тому що з підвищенням тиску зменшується як за рахунок зниження r, так і за рахунок підвищення Тн. З'єднавши крапки (а^/), (b^/), (c^/) і т. д і крапки (а^//), (b^//), (c^//), … , одержимо відповідно нижню і верхню прикордонні криві (мал. 11.1). Перетинання цих кривих дає критичну крапку (К). Між прикордонними кривими розташовується область вологої пари. Область праворуч і вище верхньої прикордонної кривої (х=1) відноситься до перегрітої пари, а область ліворуч нижньої прикордонної кривої – це область рідини.

В області вологої пари будують криві постійного ступеня сухості x = 0,8; 0,6; 0,4; 0,2. Ці криві виходять діленням горизонтальних відрізків між прикордонними кривими на рівне число частин і наступною сполукою точок однакових розподілів.

Необхідно відзначити, що ізобари в області перегрітої пари є, строго говорячи, еквідистантними кривими, тому що C_pm перегрітої пари залежить від тиску, про що було сказано раніше.

Ізохори в області вологої пари являють собою криві, спрямовані опуклістю нагору, а в області перегрітої пари ізохори мають характер, аналогічний ізобарам, але вони круче останніх.