第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式.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
2、原因,(1) 分子占有容积,自由空间减少,不利于压缩,(2) 分子间有吸引力,易于压缩,压缩性大,关键看何为主要因素,压缩性小,H2,CO2,ideal gas,O2,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
3、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,项可忽略,一个实根,两个虚根,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,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,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C,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,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
4、到一个普遍化的通用的状态方程,虽不太准,但能估算。,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,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,通用压缩因子图,ZC=0.29,Z,pr,1.0,1.0,6.0,10.0,由实验确定,通用压缩因子图的规律,1、
5、任何温度下,Tr小斜率为负,Tr大斜率为正,某一特定Tr斜率为零,任何压力下,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,5、两相区也查不准,6、pr6,一般Z1,Tr影响大,pr6,一般Z1,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
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