7.1.3.1. Диаграммы свойств

Согласно постулату состояния, задание любых двух свойств равновесного состояния системы, состоящей из простого чистого вещества, однозначно определяет любой третье свойство. Из этого следует, в частности, что состояние однокомпонентной системы (системы, состоящей из одного чистого вещества) может быть представлено точкой на двумерной диаграмме, по осям которой отложены два независимых свойства. Пять основных свойств, обычно используемых при построении диаграмм свойств, включают: давление (P), температуру (T), удельный объем (v), удельную энтальпию (h) и удельную энтропию (s). Для системы, состоящей из двух фаз или компонентов, вводится дополнительное свойство «качество» (x), отражающий состав системы. Чаще всего используются следующие виды диаграмм свойств: давление – температура (P–T), давление – удельный объем (P–v), температура – удельный объем (T–v), температура – (удельная) энтропия (T–s), а также (удельная) энтальпия – (удельная) энтропия (–s). Все эти диаграммы могут быть полезны для графического представления различных процессов. Кроме того, три первые диаграммы могут использоваться для иллюстрации соотношения между тремя фазами вещества.

В качестве примера на рис. 7.1 представлена диаграмма T–s. Диаграммы T–s широко применяются в термодинамике, поскольку они удобны для наглядного представления необратимости процессов. На такой диаграмме, в частности, можно построить линии, соответствующие постоянному объему, постоянному давлению и постоянной энтальпии. Вертикальные линии на диаграмме T–s представляют процессы изоэнтропийного (происходящего без изменения энтропии) расширения или сжатия, а горизонтальные линии внутри колоколообразной кривой представляют изотермические процессы изменения фазового состояния (испарения или конденсации).