纯流体的热力学性质（阅读）ppt课件.ppt

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1、第三章纯流体的热力学性质ThermodynamicPropertiesofPureFluid3纯流体的热力学性质流体的热力学性质包括气体、液体的T（温度）、P（压力）、V（体积）、Cp（等压热容）、Cv（等容热容）、U（内能）、H（焓）、S（熵）、A（自由能）、G（自由焓），f（逸度）等。3　流体的热力学性质本章目的：由易测的热力学性质（T、P、V、CP、CV）经过适当的数学方法（微积分）求得不可测定的热力学性质（H、U、S、G、…），为以后的热力学分析计算打下基础。3　流体的热力学性质主要内容：1、热力学基本关系式　　（微分方程）2、单相流体热力学性

2、质的计算①复习理想气体热力学性质（H*，S*）计算②真实气体热力学性质的求取--引入“剩余函数”的概念，对理想气体进行校正3、热力学图表及其应用T-S图、H-S图、P-H图3　流体的热力学性质3.1热力学性质之间的关系3.2热力学性质的计算3.3两相系统的热力学性质及热力学图表3.1热力学性质之间的关系3.1.1热力学函数的分类3.1.2热力学函数的基本关系式3.1.3Maxwell关系3.1.1热力学函数的分类热力学函数一般分为两类1）按函数与物质质量间的关系分类⑴广度性质：表现出系统量的特性，与物质的量有关，具有加和性。如：V，U，H，G，A，S等

3、。⑵强度性质：表现出系统的特性，与物质的量无关，没有加和性。如：P，T等。3.1.1热力学函数的分类2）按其来源分类⑴可直接测量的：P，V，T等；⑵不能直接测量的：U，H，S，A，G等；⑶可直接测量，也可推算的：Cp，Cv，K，z,β,Jμ等。3.1热力学性质之间的关系3.1.1热力学函数的分类3.1.2热力学函数的基本关系式3.1.3Maxwell关系3.1.2热力学函数的基本关系式四大微分方程dU=TdS－PdVdH=TdS+VdPdA=－SdT－PdVdG=－SdT+VdP3.1.2热力学函数的基本关系式基本定义式H=U＋PVA＝U－TSG＝H－

4、TS3.1.2热力学函数的基本关系式四大微分方程式就是将热力学第一定律和热力学第二定律与这些函数的定义式相结合推导出来的如（3-1）式：由热力学第一定律知：dU=Q-W=Q-PdV由热力学第二定律知：Q=TdS由上述二式推出：dU=TdS-PdV3.1.2热力学函数的基本关系式四个微分方程式，是我们常用到的微分方程，使用这些方程时一定要注意以下几点：⒈恒组分、恒质量体系，也就是封闭体系；⒉均相体系（单相）；⒊平衡态间的变化；⒋常用于1摩尔时的性质。3.1热力学性质之间的关系3.1.1热力学函数的分类3.1.2热力学函数的基本关系式3.1.3Ma

5、xwell关系3.1.3　Maxwell关系3.1.3.1点函数间的数学关系⑴基本关系式点函数可以用显函数表示z=f(x,y)微分，得3.1.3　Maxwell关系3.1.3.1点函数间的数学关系令则dz=Mdx+Ndy3.1.3Maxwell关系3.1.3.1点函数间的数学关系在X不变时，M对Y的偏微分：在Y不变时，N对X求偏微分3.1.3　Maxwell关系3.1.3.1点函数间的数学关系对于连续函数有所以有点函数是最基本的数学关系式3.1.3　Maxwell关系3.1.3.1点函数间的数学关系⑵变量关系式点函数的隐函数形式φ(x,y,z)=03.

6、1.3　Maxwell关系3.1.3.1点函数间的数学关系若X不变，则dx=0，则3.1.3　Maxwell关系3.1.3.1点函数间的数学关系同理可得故有3.1.3　Maxwell关系3.1.3.2Maxwell关系1.Maxwell第一关系式dU=TdS-pdVdH=TdS+VdpdA=-SdT-pdVdG=-SdT+VdpdZ=Mdx+Ndy3.1.3　Maxwell关系3.1.3.2Maxwell关系Maxwell第二关系式由四大微分方程直接得到dU=TdS－PdV当dV=0时当dS=0时3.1.3　Maxwell关系Maxwell关系式和四大

7、微分式很重要，以后的课程中常常用到，希望大家能够掌握。在工程上，当我们希望将不可测函数联系在一起时，Maxwell关系式就起着重大的作用。3　流体的热力学性质3.1热力学性质之间的关系3.2热力学性质的计算3.3两项系统的热力学性质及热力学图表3.2热力学性质的计算3.2.1Maxwell关系式的应用3.2.2剩余性质法3.2热力学性质的计算3.2.1Maxwell关系式的应用工程上主要用到△H、△S，把dH、dS与P、T、V、CP、CV等易测的性质关联起来。对于单相、纯（定）组分体系，自由度F=2，热力学函数可以表示为两个强度性质的函数，通常选T、P

8、3.2.1Maxwell关系式的应用焓的基本关系式H=f(T，P)3.2.1Maxwell关系