《工热》第06章-实际气体性质和热力学一般关系式.ppt

第六章

实际气体性质及热力学一般关系

§6–1理想气体状态方程用于实际气体偏差理想气体实际气体>1?=1?<1§6–2范德瓦尔方程和R-K方程一.范德瓦尔方程范德瓦尔常数a，b求法?

1）利用p、v、T实测数据拟合;?

2）利用通过临界点c的等温线性质求取:**压缩因子a,b—物性常数内压力气态物质较小；?液态，如水20℃时1.05×108PaVm–b—分子自由活动的空间范氏方程：?1）定性反映气体?p-v-T关系；?2）远离液态时，即使压力较高，计?算值与实验值误差?较小。如N2常温下?100MPa时无显著误?差。在接近液态时，?误差较大，如CO2常?温下5MPa时误差约?4%，100MPa时误差?35%；?3）巨大理论意义表6-1?临界参数及a、b值§6–4?对应态原理与通用压缩因子图一.对应态原理代入范氏方程：可导得对比参数把对比参数及讨论：?1）对比态方程中没有物性常数，所以是通用方程；?2）从对比态方程中可看出?相同的p，T下，不同气体的v不同?相同的pr，Tr下，不同气体的vr相同，即?各种气体在对应状态下有相同的比体积——对应态原理f(pr,Tr,vr)=0?3）对大量流体研究表明，对应态原理大致是正确的，若采用“理想对比体积”—Vm'，能提高计算精度。临界状态作理想气体计算的摩尔体积二.通用压缩因子和通用压缩因子图2.通用压缩因子图1.压缩因子图§6–5麦克斯伟关系和热系数理想气体实际气体气体的u，h，s等参数无法直接测量，实际气体的u，h，s也不能利用理想气体的简单关系，通常需依据热力学第一，第二定律建立这些参数与可测参数的微分关系求解。一.全微分(total?differential)条件和循环关系?1.全微分判据?设2.循环关系?若dZ=0，则3.链式关系?若x，y，z，w中有?两个独立变量，则1.亥姆霍兹函数F（比亥姆霍兹函数?f）—又称自由能?a）定义：F=U–TS；f=u–Ts?b）因U，T，S均为状态参数，所以F也是状态参数?c）单位J?（?kJ）?d）物理意义二.亥姆霍兹函数(Helmholtz?function)和?吉布斯函数(Glibbsian?function)定温过程所以，可逆定温过程中自由能的减少量是过程膨胀功。2.吉布斯函数G（比吉布斯函数g）—又称自由焓?a）定义：G=H–TS?g=h–Ts?b）因H，T，S均为状态参数，所以G也是状态参数?c）单位?J?（kJ）?d）物理意义定温过程：所以可逆定温过程中自由焓的减少量是过程的技术功。三.特性函数?某些状态参数若表示成特定的两个独立参数的函数?时，只需一个状态参数就可以确定系统的其他参数，这?样的函数称之为“特性函数”。如?u=u(s,v)；?h=h(s,p)；f=f(T,v)?及?g=g(p,T)，例根据特性函数建立了各种热力学函数之间的简要关系四.麦克斯伟关系?据z=z(x,y)则五.热系数1.定义等温压缩率（又称定温压缩系数）定容压力温度系数：2.相互关系由循环关系可导得：体积膨胀系数(又称定压热膨胀系数）3.其他热系数等熵压缩率焦耳-汤姆逊系数4.这些热系数有明显物理意义，由可测量（p,v,T）构?成，故应用广泛。例由实验测定热系数，并据此?积分求得状态方程。§6–6热力学能、焓和熵的一般关系式一.熵的微分方程式令s=s(v,T)，则第一ds方程(the?first?Tds?equation)*