第六章实际气体的性质及热力学一般关系式ppt课件.ppt

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1、火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去63 对应态原理和通用压缩因子图62 范德瓦尔方程和R-K方程基本内容第六章第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式实际气体的性质及热力学一般关系式61 理想气体状态方程用于实际气体的偏差66 热力学能、焓和熵的一般关系式65 麦克斯韦关系和热系数64 维里方程67 比热容的一般关系式火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去一、热力性质（工质热物性）热力性质状态参数比热容p、T、v，可测量量，满足一定的状态方程。u、h、

2、s，不可测量量，只能由计算得到。理想气体 实际气体6-0引言cp、cv，可用实验测得研究实际气体状态方程火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去根据状态方程结合后面要讲的热力学一般关系式，就可以由可测量的p、T、v，计算出不可测的热力学能、焓、熵的变化量。本章的研究任务主要有两点：1）求得实际气体的状态方程2）建立可测得参数与不可测得参数之间的函数关系式 热力学一般关系式如何获得实际气体的状态方程呢？状态方程是进行实际气体热力性质研究的关键。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛

3、毯、湿被褥勇敢地冲出去1、以理论分析为主的半经验方法二、得出气体状态方程的两种方法优点：通用性较好，只要微观粒子结构符合计算模型即可。缺点：精度差，模型本身带有一定的简化。找出实际气体与理想气体之间的偏差引入常数对理想气体状态方程加以修正微观结构得到实际气体的状态方程引入常数的值，通常由实验确定，该方法是一种半经验半理论的方法，以范德瓦尔方程为典型代表。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去2、以实验为主的方法 根据实验数据，以热力学一般关系式作为指导，利用数学方法（如，回归分析法、最小二乘法等）建立状态方程。优点：比较准确

4、，具有一定的实用价值。缺点：通用性差，状态方程仅适用于该物质。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去（1）分子不占有体积（2）分子之间没有作用力6-1 理想气体状态方程用于实际气体的偏差 实际气体理想气体两个假定：为反映实际气体与理想气体的偏离程度定义压缩因子Compressibility factor火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去压缩因子的物理意义 相同T，p下理想气体比体积表明实际气体难于压缩Z反映实际气体压缩性的大小，压缩因子表明实际气体易于

5、压缩火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去压缩性大小的原因(1)分子占有容积，自由空间减少，不利于压缩(2)分子间有作用力，引力或斥力。(3)引力有利于压缩；(4)斥力不利于压缩。压缩性大关键看何为主要因素压缩性小pZH2CO2idealgasO2取决于气体种类和状态1火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去Z1p同样温度下不同气体pZ1-70-25 50同一气体不同温度通过实测数据画实际气体Z-p图：Z=Z(p,T)，固定T，则Z=Z(p)，可画出定温线。

6、火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去氢不同温度时压缩因子与压力的关系 氢不同温度时压缩因子与压力的关系 实际气体可近似为理想气体的条件：高温+低压火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去范围广，精度差范围窄，精度高6-2 范德瓦尔方程和R-K方程 提出最早，影响最大，范德瓦尔方程几百种状态方程1873年提出，从理想气体假设的修正出发Van der Waals equation火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上

7、湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去一、范德瓦尔状态方程（1）分子本身有体积，自由空间减小，同温下增加碰撞壁面的机会，压力上升理想气体：（2）分子间有吸引力，减少对壁面的压力吸引力范德瓦尔方程内压力项a，b为范德瓦尔常数。不同的工质，a、b的值不同，通常由实验确定。1、方程的导出火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去2、范德瓦尔状态方程定性分析 在（p,T）下，Vm有三个根一个实根，两个虚根（TTcr）三个不等实根（TTcr）三个相等实根（T=Tcr，p=pcr）IpvEHQP 关于Vm的三次方程，其中Vm为自变量、p为因变量、T为参

8、变量。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去图中实线代表CO2的p和Vm的实验曲线；虚线代表用范德瓦尔方程获得的p和Vm曲线。对比图中的虚线和实线可见：当TTc时，两者基本吻合;当TTc时，实验曲线为F-I-G，而由范德瓦尔方程得到的虚线为F-P-I-Q-G，两者存在较大的差异。数学解释：范德瓦尔方程是连续函数，它所描述的物质的状态和热力性质是连续地逐渐变化的，曲线为一连续光滑曲线；实际上工质的热物性在气-液两相区不是连续变化的，因此导致曲线出现转折。物理解释：在相变区域附近，有很多复杂的分子因素起作用，包括分子聚合和分解等

9、，远不是范德瓦尔方程简单的引入两个常数即可描述的。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去3、临界点CpvT1T3(Tc)T2T4CvcrMGEFNPcHIT1T2T3T4pvEHQP 1V3V2V拐点极值点火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去4、范德瓦尔方程的临界点参数 不准确，实验确定，见表6-1C点压缩因子多数物质火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去二、R-K方程a,b物性常数

10、1）由p，v，T实验数据拟合；2）由临界参数求取。它是由里德立（Redlich）和匡（Kwong）于1949年在范德瓦尔方程的基础上提出。火灾袭来时要迅速疏散逃生，不可蜂拥而出或留恋财物，要当机立断，披上浸湿的衣服或裹上湿毛毯、湿被褥勇敢地冲出去三、其他状态方程（1）二常数方程：1972年出现的对R-K方程进行修正的R-K-S方程；1976年出现的P-R方程，这些方程进一步拓宽了R-K方程的应用范围。（2）多常数方程：1940年提出的B-W-R方程，有8个经验常数；1955年提出，1959年和1981年进一步完善的Martin-Hou方程，有11个常数。通用方程适用于全部工质或某一类工质（例如，氟利昂类工质）专用方程适用于某一种工质（例如，H2O和R12）（3）到目前为止已有数百种实际气体的状态方程，通常可以分为两大类：