实际气体的性质及热力学微分关系式.ppt
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1、第六章第六章 实际气体的性气体的性质及及热力学微分关系式力学微分关系式理想气体与实际气体理想气体与实际气体理想气体:理想气体:简单有固定的关系式:状有固定的关系式:状态方程,比方程,比热容等容等计算方便算方便实际气体:气体:P,v,T,CpP,v,T,Cp可可测U,h,sU,h,s无法直接无法直接测量量未知参数与可未知参数与可测参数的关系?参数的关系?研究研究热力学微分关系式的目的力学微分关系式的目的 确定确定 与可测参数(与可测参数(p,v,T,cp )之之 间的关系,便于计算间的关系,便于计算/编制工质热力性质表。编制工质热力性质表。确定确定 与与 p,v,T 的关系,用以建立的关系,用以
2、建立 实际气体状态方程。实际气体状态方程。确定确定 与与 的关系,由易测的的关系,由易测的 求得求得 。热力学微分关系式适用于任何工质,可用热力学微分关系式适用于任何工质,可用其检验已有图表、状态方程的准确性。其检验已有图表、状态方程的准确性。(1)分子不占有体积)分子不占有体积(2)分子之间没有作用力)分子之间没有作用力6-16-1实际气体气体对理想气体性理想气体性质的偏离的偏离 实际气体实际气体理想气体理想气体两个假定:两个假定:为反映实际气体与理想气体的偏离程度为反映实际气体与理想气体的偏离程度定义定义压缩因子压缩因子压缩因子的物理意因子的物理意义 相同相同T,p下下理想气体理想气体比容
3、比容表明实际气体难于压缩表明实际气体难于压缩Z反映实际气体压缩性的大小,反映实际气体压缩性的大小,压缩因子压缩因子表明实际气体表明实际气体易于压缩易于压缩压缩性大小的原因性大小的原因(1)分子占有容积,分子占有容积,自由空间减少,不自由空间减少,不利于压缩利于压缩(2)分子间有吸引分子间有吸引力,易于压缩力,易于压缩压缩性大压缩性大关键看何为主要因素关键看何为主要因素压缩性小压缩性小pZH2CO2idealgasO2取决于气体种类和状态取决于气体种类和状态16-26-2范范.德瓦德瓦尔斯和斯和R-KR-K方程方程(1)分子本身分子本身有体积有体积,自由空间自由空间减小,同减小,同温温下增加碰撞
4、壁面的机会,下增加碰撞壁面的机会,压力压力上升上升理想气体:理想气体:(2)分子间有吸引力,减少对壁面的分子间有吸引力,减少对壁面的压力压力吸引力吸引力范范.德瓦尔斯方程德瓦尔斯方程范范.德瓦德瓦尔斯斯状状态方程定性分析方程定性分析 在在(p,T)下,下,v有三个根有三个根一个一个实根,实根,两个两个虚根虚根范范.德瓦尔斯方程德瓦尔斯方程三个三个不等实根不等实根三个三个相等实根相等实根实际气体的气体的p-v图拐点拐点范范.德瓦德瓦尔斯斯方程的方程的临界点参数界点参数 不准确不准确实验确定实验确定表表6-1C点压缩因子点压缩因子定量定量计算不准确算不准确多数物质多数物质其它其它经验性性状状态方程
5、方程 浙大侯虞君浙大侯虞君(R-K方程方程)P-R方程方程马丁马丁-侯方程侯方程影响最大影响最大 能不能找到一个普遍化的通用的状态能不能找到一个普遍化的通用的状态方程,虽不太准,但能估算。方程,虽不太准,但能估算。上述经验性状态方程,不同物质的上述经验性状态方程,不同物质的a和和b不同,没有通用性。不同,没有通用性。相似原理相似原理 a和和b的拟合需要足够的实验数据。的拟合需要足够的实验数据。角相似,形状相似角相似,形状相似6-36-3对比比态原理原理&通用通用压缩因子因子图普遍化普遍化范范.德瓦德瓦尔斯斯状状态方程方程 与物质种类无关与物质种类无关普遍化普遍化状状态方程方程 发现各物质物性曲
6、线相似发现各物质物性曲线相似 临界点临界点C,均有均有取取对比参数对比参数Reduced parameter 用用 建立方程,有可能得建立方程,有可能得到普遍化方程到普遍化方程 同类物质,同类物质,p,T相同,相同,v不同不同可以满足同一个可以满足同一个 若两个对比参数相等,另一个必相等若两个对比参数相等,另一个必相等 对比态原理对比态原理 对比态方程对比态方程Equation of state in reduced form满足同一个满足同一个对比态方程对比态方程,称为热力,称为热力学相似的物质。学相似的物质。对比比态原理原理对比比态原理原理 另一形式的另一形式的对比态方程对比态方程取取ZC
7、为某常数为某常数对于大多数物于大多数物质 通用通用压缩因子因子图ZC=0.29Zpr1.01.06.010.0由实验确定由实验确定6-46-4维里(里(Virial)方程方程 1901年,卡年,卡.昂尼斯(昂尼斯(K.Onnes)提出提出形式的状态方程形式的状态方程拉丁文拉丁文“力力”主要思想考虑分子间作用力主要思想考虑分子间作用力或或或或维里方程的形式里方程的形式 B,B,C,C,D,D与温度有关的量与温度有关的量一切气体一切气体或或第二维里系数第二维里系数第三维里系数第三维里系数维里系数里系数间的关系的关系 维里系数的物理意里系数的物理意义 分子间无作用力分子间无作用力两个分子间作用力两个
8、分子间作用力三个分子间作用力三个分子间作用力四个分子间作用力四个分子间作用力理论上维里方程理论上维里方程适合于任何工质,适合于任何工质,级数越多,精度级数越多,精度越高,系数由实越高,系数由实验数据拟合。验数据拟合。作用递减作用递减需要多少精度,需要多少精度,就从某处截断。就从某处截断。截断型截断型维里方程里方程 当当一般情况一般情况当当维里方程的维里方程的优点优点:(1)物理意义明确,物理意义明确,(2)实验曲线拟合容易。实验曲线拟合容易。6-5 麦克斯韦关系和热系数麦克斯韦关系和热系数点函数点函数 状态参数状态参数全微分条件全微分条件全微分欧拉定义全微分欧拉定义热量是不是量是不是满足全微分
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- 关 键 词:
- 实际 气体 性质 热力学 微分 关系式
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