第二章2.4纯流体的热力学性质ppt课件.ppt

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1、纯流体的热力学性质2.4热力学函数关系2.5理想气体的热力学性质2.6真实流体的热力学性质纯流体的热力学性质流体的热力学性质包括：可直接测量的：T、P、V、Cp、Cv不可直接测量的：U、H、S、A、G等。基本定义式：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。主要内容：1、由学过的热力学基本关系式，推导出所需的热力学性质间的关系2、真实流体热力学性质的计算①复习理想气体热力学性质（H*，S*

2、）计算②引入“剩余函数”——相同条件下，真实气体与理想气体热力学性质的偏差2.4热力学函数关系2.4.1热力学基本方程2.4.2Maxwell关系式和两个重要方程2.4.3内能、焓和熵的计算式2.5理想气体的热力学性质2.6真实流体的热力学性质2.4.1热力学基本方程基本定义式2.4.1热力学基本方程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：由热一律知：由热二律知：则可推出：2.4.1热力学基本方程试推导dHdAdGdH=dU+d(pV)=TdS-pdV+p

3、dV+Vdp=TdS+VdpdA=dU-d(TS)=TdS-pdV-TdS-SdT=-SdT-pdVdG=dH-d(TS)=TdS+Vdp-TdS-SdT=-SdT+Vdp2.4.1热力学基本方程四大微分方程2.4.1热力学基本方程四大微分方程式，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即可用于单相，也可用于多相系统；⒉式中各热力学性质均为状态函数，与过程无关，因此可逆和不可逆都可以用，即常用于平衡态间的变化；⒊恒组分、恒质量体系，也就是封闭体系；2.4.1热力学基本方程用四大微分方程

4、计算U、H、A、G，需要解决如何计算S的问题。2.4.2Maxwell关系式和两个重要方程2.4.2.1点函数间的数学关系2.4.2.2Maxwell关系式2.4.2.3两个重要方程2.4.2.1点函数间的数学关系对于点函数,全微分方程式为：设则2.4.2.1点函数间的数学关系2.4.2.1点函数间的数学关系对于连续函数有四大微分方程符合此关系。2.4.2.2Maxwell关系式将其应用到热力学的基本关系式中，就可得到Maxwell关系式。2.4.2.2Maxwell关系式2.4.2.2Maxwell关系

5、式2.4.2.2Maxwell关系式全微分方程式为：2.4.2.2Maxwell关系式同理：2.4.2.3两个重要方程2.4.2.3两个重要方程2.4.2.3两个重要方程2.4.2Maxwell关系式和两个重要方程Maxwell关系式的作用就在于可用易于测得的热力学数据来推求那些难于测量的各热力学变量。工程上，应用多的是H、S，而且多为H、S的变化量。2.4.3内能、焓和熵的计算式则：2.4.3内能、焓和熵的计算式若温度一定：若压力一定：2.4.3内能、焓和熵的计算式将dH的计算式代入，则：2.4.3内能

6、、焓和熵的计算式若温度一定：若压力一定：2.4.3内能、焓和熵的计算式则：2.4.3内能、焓和熵的计算式将dU的计算式代入，则：2.4.3内能、焓和熵的计算式工程上主要用到△H、△S，需把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。应用本节所讲内容，可求得dH、dS与p、T、V、CP、CV关系式。2.4热力学函数关系掌握四大微分方程，并能熟练地推导Maxwell关系式（16个式子）推导焓和熵计算式推

7、导方法熟记四大微分方程和H、A、G的定义式会写全微分方程式掌握倒易关系灵活变换例1将S表示成p、V、T、CV的函数解：例2将S表示成p、V、T、Cp的函数解：2.5理想气体的热力学性质理想气体状态方程：2.5理想气体的热力学性质2.5理想气体的热力学性质理想气体的热容仅是温度的函数。2.5理想气体的热力学性质积分形式：2.5理想气体的热力学性质积分形式：2.5理想气体的热力学性质基准态的选择是任意的，常常出于方便，但通常多选物质的某些特征状态做基准态，例如：?①水（水蒸气）以三相点为基准态，即：令三相点（

8、0.01℃）的饱和水H=0，S=0?②对于气体，大多选取1atm（100kPa）,25℃（298K）为基准态。焓的计算若温度一定：若压力一定：若为理想气体：熵的计算若温度一定：若压力一定：若为理想气体：理想气体的计算理想气体的热容仅是温度的函数。热容表示物系升高1K是所吸收的热量，不同过程热容值不同。若过程在恒压下进行，其热容称为定压热容Cp，若过程在恒容下进行，其热容称为定容热容CV。理想气体的计算（1）理想气体的热容仅是温