В подавляющем большинстве случаев реальным рабочим телом является смеси реальных газов, например, в поршневых двигателях внутреннего сгорания (ДВС) в начале цикла рабочим телом является бензиново-воздушная смесь, а в конце продукты сгорания. Существует три способа задания смесей реальных газов: массовыми долями; объемными долями; мольная судьбами.
В рекомендуемой литературе приводятся уравнения способов задания смесей, подсчетов основных параметров смесей (P, V, T) и газовой постоянной смесей, теплоемкости смесей. А в специальной литературе-других параметров смесей.
Фазовая PV диаграмма воды и водяного пара.
Наиболее распространенным рабочим телом является вода и водяной пар. Около 80% тепловой и электрической энергии производится машинами с помощью этого рабочего тела. На примере физических свойств воды и водяного пара в термодинамике можно рассмотреть свойства всех других рабочих тел. Экспериментально установлено, что каждому давления воды и пара соответствует температура насыщения.
Насыщение воды-кипения, т.е. испарения жидкости по всему ее объему.
Насыщение пара-это когда завершается процесс парообразования и пара из влажной превращается в сухую. С увеличением температуры насыщения воды или ее паров давление, соответствующее этим температурам, возрастает.
Фазовая PV диаграмма
И-область льда;
II-область жидкости (вода);
III-область влажной насыщенного пара;
IV-область сухой перегретого пара.
Точка А-состояние вещества, соответствует одновременному пребыванию ее в трех агрегатных состояниях (тройная точка состояния воды): Та = 273,16 К; Ра = 750 мм.рт.ст.; К-критическая точка, в которой одновременно могут существовать вода и водяной пар: tк = 374,15 ° C; Рк = 22,129 МПа; vk = 0,00326 м3/кг. В критическом состоянии плотность воды и пара уровне.
Линия ВА-переход воды из твердого в жидкое состояние.
Линия АК-линия насыщения воды, т.е. ее кипения.
Линия КС-линия насыщения пара, завершается процесс парообразования; пара из влажной превратилась в сухую перегретый.
Для АК x = 0, KC x = 1, где x-степень сухости пара-отношение массы сухой перегретого пара к общей массе влажного пара, который изменяется от нуля до единицы.
Если взять состояние льда в точке 1 и подводить к нему теплоту при постоянном давлении, то его температура будет расти до достижения параметров, близких ВА. При дальнейшем подводе теплоты она тратиться на фазовое превращение льда в воду с постоянной температуры. При подведении теплоты к воде температура ее расти до достижения состояния, близкого АК. На этой линии теплота, подводимая будет идти на начало кипения воды (испарение по всему объему). При дальнейшем же подведении теплоты к воде на линии насыщения температура не расти. Теплота тратиться на парообразования. Если правее линии АК влага насыщенный пар содержит много капель воды (густой туман), то левее КС влажной водяного пара почти нет. Пара становится сухой. На линии КС процесс парообразования завершился и при дальнейшем подведении теплоты с P = const, температура сухой перегретого пара резко расти.
Каждой точке на линиях АК и КС соответствует состояние воды и водяного пара на линиях насыщения в конкретных температур и давлений, с определенным шагом, сведены в таблице термодинамических свойств воды и водяного пара (на линиях насыщения).
Таблицы являются справочными и используются для инженерных расчетов паровых турбин, пароперегревателей, конденсаторов.
В таблице параметры V ', S', h 'относятся к воде на линии насыщения, V ", S", h "-к паре на линии насыщения.