Voda a vodní pára

Vodní pára je se již nechová jako ideální plyn. S měnící se teplotou se mění její vlastnosti, neplatí zde stavová rovnice a navíc se můžeme pohybovat v oblasti kondenzace, což je pro nás nezmapované území. Jak tedy s takovým plynem počítat?

Z čeho vycházíme při práci s vodní parou?

Základ je uvědomit si, že s reálnými plyny, obzvláště s vodou, pracujeme podle naměřených dat. Někdo již pře námi proměřil mnoho různých stavů vody - rozuměj měrný objem, tlak a teplotu - a přiřadil jim měrnou entalpii, vnitřní energii a entropii. Tato data jsou zpracovaná v mnoha různých podobách. Buď jako tabulky údajů nebo jako diagramy.

T-s diagram

Prvně se podíváme na T-s diagram. Jeho základ tvoří hruškovitá křivka, přičemž strana nalevo od vrcholu je křivka syté vody a napravo syté páry. Sytá voda je voda o teplotě varu pouze v kapalném skupenství. Sytá pára je naproti tomu vypařená voda bez jediné kapky vody, také na teplotě varu. Vše mezi těmito křivkami se nachází mokrá pára.

Míra vypařenosti se nazývá suchost páry. Tu definujeme jako podíl hmotnosti páry ku hmotnosti celé vodní směsi. Nejčastěji nás bude zajímat oblast napravo od syté páry. Této páře říkáme přehřátá.

h-s diagram

H-s diagram, kdy se na ose y nachází měrná entalpie, je výřezem oblasti více vypařené mokré a přehřáté páry. Tento diagram používáme pro situace, kdy potřebujeme znát entalpii přesněji, např. u turbín a proudění páry. V obou typech diagramů je mnoho křivek konstantního tlaku, měrného objemu, teploty, entalpie a entropie. Podle těchto křivek pak odečítáme parametry páry v daném stavu.

Zdroj h-s diagramu: ESERO (Evropská kancelář pro vzdělávání o vesmíru), www.esero.sciencein.cz