工程热力学，未饱和水问题？

Question

工程热力学，未饱和水问题？如图中，为一个例题，在初始状态查表可得，此时的水为未饱和水，压强为0.1Mpa的水，饱和温度为99.6℃，这个压强指的是此时水蒸气的压强还是 像2图中是外界作用在水面的压强？(活塞和砝码的压力)
如果是水蒸气的压强，由于水是未饱和的，而且因为是刚性密闭容器，那么水蒸气的冷凝速度应该大于水的蒸发速度，进而使水蒸汽的压强降低，又怎么可能在t=40 ℃时，获得p=14Mpa的高压？
如果是外界砝码的压强，在初始状态外压是固定的，而且是不变的，哪怕是升温到40℃，此时还是未饱和状态，压强又怎么会升高哪？

Answer 1

郭敦荣回答：
这题的总体情况是在密闭刚性容器内盛水的状态下，容器内温度与压强间变化规律性的问题。
初始条件是：温度20°C，压强0.1Mpa。
经太阳照射后，温度升高到40°C，压强升高到14 Mpa。
你的第一疑问问题：在压强为0.1Mpa时水的饱和温度是99.6°C，这是在等压0.1 Mpa的情况下得到的结果，与本题的初始条件和终结条件无关。
第二疑问问题：有关砝码实验的问题，在定压下（砝码固定值）液态水与水蒸汽在温度变化与体积变化的实验状况1—5中，问题的实质不是砝码主动施加的压力，而是温度变化引起的水与水蒸汽体体变化而能保持压力不变的保证条件，是说砝码给的压力是保持压力不变的。此与本题无关。
第三疑问问题：如果是水蒸气的压强，由于水是未饱和的，而且因为是刚性密闭容器，那么水蒸气的冷凝速度应该大于水的蒸发速度，进而使水蒸汽的压强降低，又怎么可能在t=40 ℃时，获得p=14Mpa的高压？
你的判断：“那么水蒸气的冷凝速度应该大于水的蒸发速度”是错误的。而是相反：由于温度增高，水的蒸发加在加快，压强增加。
第四疑问问题：如果是外界砝码的压强，在初始状态外压是固定的，而且是不变的，哪怕是升温到40℃，此时还是未饱和状态，压强又怎么会升高哪？
这实际上还是第二疑问问题，升温，压强不变——结果是体积变化。此与本题无关。
总起来说，你的疑问都是与本题无关的。解本题就是要解本题，不牵动其它。你之所经提出了一些与本题无关的问题，这说明你对工程热力学中的——
（1）定容情况下温度与压强的变化关系（函数关系，定容属于常数性质）；
（2）定压情况下温度与体积的变化关系（函数关系，定压属于常数性质）；
（3）定温情况下体积与压强的变化关系（函数关系，定温属于常数性质）。
还没能理清头绪，常混为一谈。
今后当注意的是，遇到这类问题时，先搞清属于什么类型，再用这类型的公式求解，具体问题进行具体分析，定会取得好的效果，

追问

很感谢老师的详细解答，我的疑问不是如何求解这个题。而主要是关于一些概念的问题
比如题中说的是容器充满压强为0.1Mpa，20度的水，这个状态的水是未饱和水，这个压强0.1Mpa指的是谁的压强？是水蒸气的还是谁的？

追答

是的，的确你的疑问都是属于概念性的问题，原回答也是基于此作出的。
具体所提“题中说的是容器充满压强为0.1Mpa，20度的水，这个状态的水是未饱和水，这个压强0.1Mpa指的是谁的压强？是水蒸气的还是谁的？”是水和水蒸汽共同的压强。