जल का T-s आरेख: ओस वक्र और बुलबुला वक्र

ओस वक्र और बुलबुला वक्र

तापमान–एन्ट्रॉपी आरेख पर जल का द्वि-प्रावस्था क्षेत्र एक गुंबद जैसा दिखता है। उसका बायाँ किनारा बुलबुला वक्र है: संतृप्त द्रव, यानी वह अवस्था जिस पर द्रव को गरम करने पर वाष्प का पहला बुलबुला बनता है। उसका दायाँ किनारा ओस वक्र है: संतृप्त वाष्प, यानी वह अवस्था जिस पर वाष्प को ठंडा करने पर द्रव की पहली बूँद बनती है। दोनों वक्र क्रांतिक बिंदु (373.95 °C, 220.64 bar, s = 4.412 kJ/(kg·K)) पर मिलते हैं।

• बुलबुला वक्र के बाईं ओर: संपीडित (अवशीतित) द्रव।
• गुंबद के नीचे: आर्द्र भाप, यानी एक ही तापमान और दाब पर संतृप्त द्रव और संतृप्त वाष्प का मिश्रण।
• ओस वक्र के दाईं ओर: अतितप्त वाष्प।

जल जैसे शुद्ध पदार्थ के लिए, किसी दिए गए दाब पर उबलना और संघनन एक ही तापमान पर होते हैं। इसलिए दाब–तापमान आरेख पर ओस वक्र और बुलबुला वक्र एक ही रेखा होते हैं: P-T कैलकुलेटर में दिखाया गया संतृप्ति वक्र।

शुष्कता अंश

गुंबद के नीचे दाब और तापमान आपस में बँधे होते हैं, इसलिए अवस्था तय करने के लिए तीसरी राशि चाहिए। सामान्यतः शुष्कता अंश x (भाप की गुणवत्ता) लिया जाता है: मिश्रण में वाष्प का द्रव्यमान अंश, जो बुलबुला वक्र पर 0 और ओस वक्र पर 1 होता है। मिश्रण के गुणधर्म द्रव्यमान-भारित औसत होते हैं, उदाहरण के लिए h = h_f + x·h_fg और s = s_f + x·(s_g − s_f)।

इस पृष्ठ द्वारा परिकलित उदाहरण: 180 °C (10.03 bar) पर x = 0.9 के लिए h = 2575.8 kJ/kg और s = 6.140 kJ/(kg·K)।

आप “शुष्कता अंश x” खाने में सीधे मान लिख सकते हैं: बिंदु वर्तमान तापमान पर गुंबद के भीतर चला जाता है।

समदाब रेखाएँ कैसे पढ़ें

पतली धूसर रेखाएँ स्थिर दाब की रेखाएँ हैं। द्रव क्षेत्र में वे बुलबुला वक्र के बहुत पास चलती हैं, क्योंकि द्रव जल की एन्ट्रॉपी पर दाब का प्रभाव बहुत कम होता है। गुंबद के नीचे हर समदाब रेखा क्षैतिज होती है: उबलना स्थिर तापमान पर होता है। वाष्प क्षेत्र में वे तेज़ी से ऊपर उठती हैं। क्रांतिक दाब (220.64 bar) से ऊपर की समदाब रेखाएँ बिना क्षैतिज भाग के गुंबद के ऊपर से गुज़रती हैं।

गुंबद के बाहर यह पृष्ठ चुने हुए तापमान और एन्ट्रॉपी से दाब को संख्यात्मक रूप से खोजता है, फिर उस दाब पर IAPWS-IF97 समीकरणों का मान निकालता है। संतृप्ति के पूरे आँकड़ों के लिए संतृप्त भाप सारणी देखें।