303 热力学-液体工质-热力过程1

303 热力学-液体工质-热力过程1

液体加热/冷却

Q=Mc(T₂-T₁)

式中，Q为加热量，J；M为液体质量，kg；c为液体比热，J/(kg.K)；T₁、T₂为加热前后的液体温度，℃或K。

计算示例

某60L电热水器，初始水温15℃，加热到55℃，计算需要的加热量（不考虑热水器内胆吸热及加热过程的热损失等）。

水的密度近似为1kg/L，水的比热近似为4200J/(kg.K)，因此有：

Q=mc(T₂-T₁)

=60*4200*(55-15)

=10080000J

=10.08MJ

=2.8kWh

设电热水器的电热管功率为1000W，则加热时间约需2.8h.

液体汽化/冷凝

Q=Mr

式中，Q为汽化/冷凝过程中的吸热量或放热量，J；M为液体质量，kg；r为汽化/冷凝潜热，J/kg。

计算示例

高压锅内放水3kg，灶具加热功率1000W，锅内压力1.8atm，则锅内水沸腾温度是多少，该温度下水的汽化潜热多少，保持沸腾30分钟锅内水消耗（汽化）多少（不考虑灶具加热的热损失和高压锅热损失等）？

查取水的饱和热力性质表，可得1.8atm时水的饱和温度约为117℃。

该压力和温度下水的汽化潜热为：

r=3123.9-908.5

=2215.4kJ/kg

加热30分钟（0.5h）锅内水得到的热能为：

1kW*0.5h=0.5kWh

=1.8MJ=1800kJ

水汽化的质量为：

M=1800/2215.4

=0.81kg

30分钟后锅内水剩余量为：

3-0.81=2.19kg