纯流体的热力学性质.ppt

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1、说明：上式右边第一项所计算的是饱和蒸汽i（处于体系温度T和饱和蒸汽压。3.3.3液体的逸度不仅适用于气体，也适用于纯液体和纯固体，方法如下：下）的逸度汽液两相处于平衡状态时，饱和蒸汽i的逸度与饱和液体i的逸度相等，即：第二项积分则计算将液相由压缩至p时的逸度校正值。公式由上式可知：为该温度下的饱和蒸气压乘以两项校正系数：为饱和蒸汽i的逸度系数，其一是逸度系数其二为指数校正项（常称为Poynting校正因子），表示将液体由上式可进一步写成：整理，最后：式中：压缩至p。，用来校正饱和蒸汽对理想气体的偏离；57.0101.331.00411.0133

2、1.49910.1331.0040.10133Poynting校正因子Poynting校正因子液体的摩尔体积在远离临界点时可视为不可压缩，故上式可简化：压力对Poynting校正因子的影响见下表：，表列数据表明：Poynting校正因子只有在高压下方起重要影响。例：试确定液态二氟氯甲烷在255.4K和13.79MPa下的逸度。已知255.4K下的物性数据为（a）；（b）（c）容积数据为：0.00021841378.960.0006115344.740.00034941034.220.000742627.580.0004805689.480.34

3、786.895；解：根据本题可分两步进行：首先计算255.4K和2.674×105Pa下的饱和蒸汽逸度即；然后再计算由饱和液体变为255.4K和13.79MPa的加压液①求由物性数据手册查得二氟氯甲烷的临界值数据：，则：，体的校正因子使用普遍化维里系数法，则：即：②求校正因子式中取平均值，即：则：最后：如体积、焓和熵等容量性质，其气液混合物的相应值是两相数值之和。式中x为气相的质量分数或摩尔分数（通常称为品质、干度）。3.4两相系统的热力学性质及热力学图表3.4.1两相系统的热力学性质对单组分气液平衡的两相混合物的性质，与各相的性质和各相的相对

4、量有关。现设下角标g代表气相，l代表液相，则对单位质量混合物有：特例：对气液两相混合物的体积，则：上式在计算两相混合物性质时经常要用到。以上方程式可概括地写成：式中：M为热力学容量性质；下角标α、β分别代表互成平衡的两相。该式显示：气液混合物的体积是饱和液体的体积，加上部分液体汽化（干度）而增加的体积。方程式法可以通过分析法进行微分，其结果较为准确；但很费时间，而且许多状态方程变量分离较难；3.4.2热力学性质图表①温熵图（T—S图）;②压焓图（常以lnp对H作图）；③焓熵图（常称Mollier图）；④焓浓图。有三种表示方法：方程式、图和表。图

5、示法容易内插，对问题的形象化也有帮助；但其缺点是精度不高。表格法需要使用内插的方法；优缺点：最常用的热力学性质图有：水的热力学性质图的示意图：书中图3-19是酒精-水溶液的焓-浓图（现略）。图上面积：表示两相状态，如固-液等；三相点：为一条线；临界点仍为一点，用字母C表示，通过该点的实线代表饱和液体状态（C点的左边）和露点的饱和蒸气状态（C点的右边）。在压-焓图上整个过程用相当于锅炉压力的水平线（图（b））表示。①当水加入锅炉并被加热时，温度近似地沿着定压线（图（a）（b）中1-2线所示）上升直到饱和为止；②在点2，水开始汽化，在汽化过程中温度

6、保持不变。③点3相当于完全汽化点。④当供给更多的热量时，蒸汽沿着途径3-4变成过热。温-熵图（T—S图）是最有用的热力学性质图，现举例说明：始态：某一低于沸点的液体水；终态：过热区内的蒸汽。蒸汽发电厂的锅炉操作：从图中可看出：蒸汽过热的特点是温度上升和熵增加。在两相区内，任何广度性质和干度x或湿度（1-x）的关系式如下：在锅炉操作的整个过程中，水吸收的总热量等于上式积分值在T-S图上相当于零温度和过程遵循的途径1-2-3-4之间的面积。故：该式的物理含义：在T-S图上位于T-S曲线下的面积等于可逆过程吸收或放出的热量。说明：对于可逆过程：当系统

7、可逆吸热时，表示系统状态的点由左向右移动；如果系统可逆放热，则状态点由右向左移动。例：1MPa、573K的水蒸气，可逆绝热膨胀到0.1MPa，试求蒸汽的干度。查饱和水蒸气表，得此时饱和温度题给说明状态1时的水蒸气为过热蒸汽。，水蒸气由状态1绝热可逆膨胀至状态2为等熵过程，即由饱和水蒸气表查出，当时：，，由于：，可见状态2是湿蒸汽，其参数为：即可逆绝热膨胀到0.1MPa时含有蒸汽96.09%，液体3.91%。解：根据由过热蒸汽表中查得：第四章流体混合物的热力学性质在化工生产中，经常涉及到的是气体或液体的多组分混合物，因此，必须描述组成对性质的影响

8、。由于电解质在某些溶剂中分解成离子，致使电解质溶液的处理极为复杂，因而，本书只限于讨论非电解质溶液的热力学性质。通常混合物（或称溶液）分为：电解质溶液