- 1、本文档共65页,可阅读全部内容。
- 2、有哪些信誉好的足球投注网站(book118)网站文档一经付费(服务费),不意味着购买了该文档的版权,仅供个人/单位学习、研究之用,不得用于商业用途,未经授权,严禁复制、发行、汇编、翻译或者网络传播等,侵权必究。
- 3、本站所有内容均由合作方或网友上传,本站不对文档的完整性、权威性及其观点立场正确性做任何保证或承诺!文档内容仅供研究参考,付费前请自行鉴别。如您付费,意味着您自己接受本站规则且自行承担风险,本站不退款、不进行额外附加服务;查看《如何避免下载的几个坑》。如果您已付费下载过本站文档,您可以点击 这里二次下载。
- 4、如文档侵犯商业秘密、侵犯著作权、侵犯人身权等,请点击“版权申诉”(推荐),也可以打举报电话:400-050-0827(电话支持时间:9:00-18:30)。
- 5、该文档为VIP文档,如果想要下载,成为VIP会员后,下载免费。
- 6、成为VIP后,下载本文档将扣除1次下载权益。下载后,不支持退款、换文档。如有疑问请联系我们。
- 7、成为VIP后,您将拥有八大权益,权益包括:VIP文档下载权益、阅读免打扰、文档格式转换、高级专利检索、专属身份标志、高级客服、多端互通、版权登记。
- 8、VIP文档为合作方或网友上传,每下载1次, 网站将根据用户上传文档的质量评分、类型等,对文档贡献者给予高额补贴、流量扶持。如果你也想贡献VIP文档。上传文档
查看更多
纯物质的热力学一般关系式
第6章 纯物质的热力学一般关系式 热力工程中一些常用的气体工质如供暖或火力发电用介质—水蒸气、制冷工程中所用制冷剂、燃烧时燃气中的液化石油气、经汽化后的重油蒸气、醇燃料蒸气等,在工况下与理想气体的热力性质有较大的偏差,故必须将其视为实际气体。根据热力学第一定律和热力学第二定律以及某些状态参数定义式,可导出用以表达各种热力学参数间关系的热力学一般关系式(也称为热力学微分关系式)。应用热力学一般关系式,可根据某些容易测得的实验数据求出熵、焓、热力学能以及物质的状态方程,或者用以检验已有的实际状态方程的准确性。因此,热力学一般关系式是研究物质热力性质不可缺少的理论基础。 当然,热力学一般关系式可适用于热力工程中用到的气体、液体和固体,但这些工质必须是简单可压缩的纯物质(所谓纯物质是指化学成分不变的均匀物质)。空气尽管是氧和氮的混合物,不是纯物质,但由于其成分均匀混合且变化不大,故仍可视为纯物质。 6.1麦克斯韦关系和热系数 6.1.2自由能和自由焓 式(6.10)、式(6.11)、式(6.18)和式(6.19)可将简单可压缩系平衡态各参数的变化联系起来,在热力学中具有重要的作用,通常称为吉布斯方程。如果系统从一个平衡状态变化到另一个平衡状态,不论经历可逆过程与不可逆过程,只要初、终态相同,则状态参数间的关系式也相同,这就是状态参数即点函数的特性。但如果过程是不可逆的,则上述方程中的Tds就不是系统的传热量,pdv也不是系统的膨胀功。应该指出,在应用这四个基本关系式来计算Δu、Δh、Δf、Δg时,可以在两个平衡态之间任意选样可逆过程的路径来计算,所得结果是一样的。 6.1.3特性函数 6.1.4麦克斯韦关系 6.1.5热系数 6.2熵、热力学能和焓的一般关系式 实际气体的比热力学能u、比熵s、比焓h也能从状态方程和比热容求得,但其表达式远较理想气体的复杂,而且这些表达式的形式随所选独立变量的不同而异。 6.2.1熵的一般关系式 6.2.2热力学能的一般关系式 6.2.3焓的一般关系式 6.3比热容的一般关系式 熵、热力学能和焓的微分关系式中均含有定压比热容cp或定容比热容 cv,因此需要导出cp-cv的一般关系式。另外,若能导出cp-cv的一般关系式,则可由较易测量的cp的实验数据计算cv,而避开实验测量cv的困难。此外,由实验数据构造cp的一般关系式还可用来导出状态方程,因此比热容一般关系式的导出有很大的意义。 6.3.1比热容与压力及比容的关系 若有较精确的比热容数据cp为T、p的函数,即cp=f(T, p),则可通过求cp对压力的一阶偏导数,然后对T进行两次积分,结合少量p、v、T试验数据而确定状态方程。对于已有的比热容数据和状态方程,可以从它们与以上关系吻合的情况,来确定其的精确程度。 6.3.2定压比热容与定容比热容的关系 式(6.42)、式(6.42)表明, ①cp-cv取决于状态方程,因而可由状态方程或其热系数求得。 ②因T0、v0、kT0,α2v≥0,故cp-cv恒大于等于零,也即物质的定压比热容恒大于等于定容比热容。 ③因液体和固体的容积膨胀系数αv与比容都很小,故在一般温度下cp和cv的差值也很小。因此,一般工程应用中对液体和固体常不区分cp和cv,近似认为相同,但是对气体必须区分。 例题6.1 例题6.2 例题6.3 *6.4克劳修斯-克拉贝隆方程和饱和蒸气压方程 6.4.2吉布斯相律 根据物理学知识,单相物系(如液态水)可以有2个独立自由变化的强度量(即温度T和压力p)(即只有2个自由度)。而在气液两相相变区域(如湿蒸气区)只有1个可自由变化的强度量(即只有1个自由度),温度Ts和压力ps是一一对应的。1875 年吉布斯在状态公理的基础上导出了著名的吉布斯相律,确定了相平衡系统中每一个单独相热力状态的自由度数(即可独立变化的强度参数的数目)N,可表示为 N =C-p+2 (6.44) 式中,N为独立强度量的数目;C为组元数;p为相数。 如单元两相系中,C=1,p=2,因此N =1,这意味着指定温度T 或压力p就可唯一确定各个相的状态。单元物质在三相平衡共存时,N=0,所以各相的压力、温度都唯一确定,不能自由变化,但其容积等广延参数则并不唯一确定,还随各相比例而变化。 6.4.3克劳修斯-克拉贝隆方程 吉布斯相律表明,纯物质处于两相平衡共存时,彼此不独立的温度和压力之间存在一定的关系,如图6.1b所示的p-T图上的汽化线、升华线和熔解线就反映了这种关系,下面导出描述这种关系的克劳修斯-克拉贝隆方程。 6.4.4饱和蒸气压方程 *6.5单元系相平衡条件 从平衡的熵判据出发,可导出不同条件下的平衡判
您可能关注的文档
最近下载
- 高中政治课件:1-1-1公有制主体地位及其体现.pptx
- 语文三上练习题第四单元测试卷.doc VIP
- 电子商务客户服务(周艳红第二版) 教案全套 项目1-7.pdf VIP
- 贵州天眼介绍.pptx
- DELTA台达VFD-MS300精巧标准型向量控制变频器使用手册调试说明.pdf
- 农业银行面试题目及参考答案.pdf VIP
- 2022-2023学年济南市历城区八年级上学期期中数学试卷(含答案解析).docx
- 2024秋新北师大版物理八年级上册教学课件 第四章 光现象 第五节 设计舞台灯光秀 .pptx
- 危险废物的处理处置.ppt
- 《大数据挖掘与统计机器学习(第3版)》 课件全套 吕晓玲 第1--10章 概述、线性回归方法 ---循环神经网络和注意力机制.pptx
文档评论(0)