第3章 流体的热力学性质-广东工业大学-139.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 总结 1 学习化工热力学的目的在于应用，最根本的应用就是热力学性质的推算。 本章的主要任务就是将纯物质和均相定组成混合物系统的一些有用的热力学性质表达成为能够直接测定的p、V、T及Cp*（理想气体热容）的普遍化函数，再结合状态方程和Cp*模型，就可以得到从p、V、T推算其它热力学性质的具体关系式。即可以实现由一个状态方程和理想气体热容模型推算其它热力学性质。 总结 2 §3.1 热力学性质间的关系 S , H, U, G是化工分离中最关键的热力学数据，但不易测。 2、Maxwell方程 1、热力学基本关系式 U，H，A，G =f(P,V,T,S) 建立了 S=S(T，P) 总结 3 热力学基本方程和偏导数关系式和Maxwell方程将不可测量与可测量联系了起来。 3、热力学偏导数关系式 4、6个可测的偏导数 总结 4 1、焓H的普遍关系 §3.2 热力学性质的计算 2、熵S的普遍关系 3、内能U的普遍关系 CP,CV+PVT数据：难测的H，S，U，与易测的PVT联系了起来！ 总结 5 3、 焓、熵的计算 1）参比态的选择 熔点下的饱和液体（Tm，Ps）如水。 在正常沸点的饱和液体（Tb，1atm), 如轻烃类 2）剩余性质MR的引入 T、P 真实气体状态 T、P 理想气体状态（虚拟状态） (1)状态方程法 (2) 普遍化方法 ①普遍化压缩因子法 ②普遍化维里系数法 3）剩余性质MR的计算 总结 6 ①普遍化压缩因子法 查图3-2~3-9 只要知道Tr，Pr，?，就可求出HR 和SR 总结 7 ②普遍化维里系数法 总结 8 4)真实气体焓、熵的计算 5)真实气体的焓变和熵变 1、热力学性质表示法 方程式;表（精确,但需内插）;图 (直观，有助于理解，数据粗糙) 2、纯物质常用图、表 饱和水及饱和蒸气表（附录四-A，B分别按T，P排列。） 过热水蒸气(附录四-C)、 过冷水 (附录四-D) 空气的T-S图 氨的T-S图 氟里昂的压焓图 §3.3两相系统的热力学性质及热力学图表 总结 9 3、干度 4、用水蒸汽表计算时应注意 判断体系所处的状态：饱和水、饱和蒸气、过热水蒸气、过冷水 、湿蒸气(MlMMg)。 总结 10 如何判断？ 过热水蒸气： 同T下， PPs(T) 。 同P下， T Tb 过冷水： 同T下， P Ps(T) 同P下， T Tb 湿蒸气 MlMMg 0X1 过热蒸汽区 过冷水区 湿蒸气区 总结 11 5、温熵图——T-S 6、压焓图——lnP - H 总结 12 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * T0，P0 理想气体 （参比态） (T，P) 真实气体 T ， P0 理想气体 T ， P 理想气体 ① ③ ② 剩余性质Residual Property 四、真实气体焓、熵的计算 理想气体等压焓变 理想气体等温焓变 CP——理想气体的等压热容，有实验值!!! 理想气体等压熵变 理想气体等温熵变 [解] 例8 ： 从文献得知在633.15K，98.06kPa时水的焓为57496.72J·mol，试应用普遍化方法求算在633.15K，9806kPa下的焓值。（文献实验值为5.345x104J·mol） 说明：根据图2-9， 此例应使用普遍化维里 系数法，但作为例子， 本例还示范了普遍化压 缩因子法的算法。 ①普遍化压缩因子法（图3-2~3-5） 633.15K，9806kPa 真实气体 H 633.15K，98.06kPa 理想气体 H0=57496.72J·mol 633.15K，9806kPa 理想气体 ②普遍化维里系数法（公式3-61~3-64，P46） 从文献知： 从文献知： 例9 ：已知在298.15K，101.33kPa下 CO2的理想气体状态的绝对熵为 213.79J·mol-1·K-1，其理想气体的等压热容为： 试求1）在373.15K和10132.5kPa下的气态CO2的绝对熵。（已知S的文献值为177.75J·mol-1·K-1。） 2）求373.15K和10132.5kPa下，H,V,U,A,G(讲一下思路) 298.15K，101.33kPa 理想气体 =213.79J·mol-1·K-1 （参比态） 373.15K，10132.5kPa 真实气体 373.15K, 101.33kPa 理想气体 373.15K , 10132.5kPa 理想气体 ① ③ ② 解： 1、S=178.25J·mol-1·K-1 剩余熵可以用与例8相同的方法得到。 文献值为177