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、第六章实际气体的性质及热力学一般关系式确与可测参数（p,v,T,cp)之间的关系，便于编制工质热力性质表。确定与p,v,T的关系，用以建立实际气体状态方程。确定与的关系，由易测的求得。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。（1）分子不占有体积（2）分子之间没有作用力§6-1实际气体对理想气体性质的偏离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压缩因子的物理意义相同T,p下理想气体比容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压缩压缩性大小的原因(1)分子占有容积，自由空间减少，不利于

2、压缩(2)分子间有吸引力，易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.德瓦尔斯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范.德瓦尔斯状态方程（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.德瓦尔斯方程范.德瓦尔斯状态方程定性分析在（p,T）下，v有三个根一个实根，两个虚根范.德瓦尔斯方程三个不等实根三个相等实根范.德瓦尔斯状态方程定性分析范.德瓦尔斯方程

3、项可忽略一个实根，两个虚根pv图上T是双曲线1、高温时>实际气体的p-v图范.德瓦尔斯状态方程定性分析范.德瓦尔斯方程2、低温时低温低压T是双曲线低温高压很陡T实际气体的p-v图三个不等实根AM:亚稳定状态过冷蒸气BN:亚稳定状态过热液体NM:不存在pv范方程的缺陷范.德瓦尔斯状态方程定性分析范.德瓦尔斯方程3、临界点CT一个交点三个相等实根实际气体的p-v图拐点范.德瓦尔斯方程的临界点参数C点压缩因子定量计算不准确多数物质~其它经验性状态方程浙大侯虞君R-K方程P-R方程马丁-侯方程影响最大§6-3对应态原理和通用压缩因子图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。

4、上述经验性状态方程，不同物质的a和b不同，没有通用性。相似原理a和b的拟合需要足够的实验数据。角相似，形状相似范.德瓦尔对比态方程与物质种类无关范.德瓦尔对比态方程发现各物质物性曲线相似临界点C，均有取对比参数用建立方程，有可能得到普遍化方程对比态原理不同物质，p,T相同，v不同可以满足同一个若两个对比参数相等，另一个必相等对比态原理对比态方程满足同一个对比态方程，称为热力学相似的物质。对比态原理另一形式的对比态方程取ZC为某常数大多数物质~通用压缩因子图ZC=0.29Zpr1.01.06.010.0由实验确定通用压缩因子图的规律1、任何温度下Tr小斜率为负，Tr大斜率为正某一特定T

5、r斜率为零任何压力下理想气体2、当p0波义耳温度2.5TC通用压缩因子图的规律斜率最大的定Tr线，回折对比温度线4、临界点C离Z=1远，线很陡，查不准3、当p05、两相区也查不准6、pr<6，一般Z<1，Tr影响大pr>6，一般Z>1，Tr影响小通用压缩因子图的用法已知某未知物质的TC,pC,R已知已知已知§6-4维里（Virial）方程1901年，卡.昂尼斯（K.Onnes）提出形式的状态方程拉丁文“力”主要思想考虑分子间作用力或或维里方程的形式B,B’,C,C’,D,D’……与温度有关的量一切气体或第二维里系数第三维里系数维里系数间的关系维里系数的物理意义分子间无作用力两个分子间

6、无作用力三个分子间无作用力四个分子间无作用力理论上维里方程适合于任何工质，级数越多，精度越高，系数由实验数据拟合。作用递减需要多少精度，就从某处截断。截断型维里方程当一般情况当维里方程的优点：(1)物理意义明确，(2)实验曲线拟合容易。例：R134a的维里型状态方程§6-5麦克斯伟关系式和热系数简单可压缩系统，两个独立变量。一些参数（u,h,s等)无法直接测量，必须根据热力学第一、第二定律建立的热力学参数间一般函数关系式加以确定。一、数学基础点函数——状态参数全微分条件全微分欧拉定义热量是不是满足全微分条件？热量不是状态参数可逆过程不是状态参数常用的状态参数间的数学关系倒数式循环式常

7、用的状态参数间的数学关系链式二、亥姆霍兹（Holmhotz）函数和吉布斯（Gibbs）函数亥姆霍兹（Holmhotz）函数令亥姆霍兹函数f的物理意义:f的减少＝可逆等温过程的膨胀功，或者说，f是可逆等温条件下内能中能转变为功的那部分，也称亥姆霍兹自由能亥姆霍兹，H.vonHermannvonHelmholtz（1821-1894）德国物理学家生理学家化学热力学吉布斯（Gibbs）函数令吉布斯函数g的物理意义:g的减少＝可逆等温过程对外的技术功，或者说，g是