[理学]第3章_纯物质流体的热力学性质与计算-南阳理工学院-141.ppt

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[理学]第3章_纯物质流体的热力学性质与计算-南阳理工学院-141

同样可以得到 代入 将第三dS方程代入dU=TdS-pdV中 习题 将25℃,0.1MPa的液态水注满一密封容器。若将水加热到60 ℃,则压力变为多少?已知水在25℃时的比容为1.003 cm3/g, 25℃~ 60℃体积膨胀系数β平均值为3.62X10-4K-1,在 0.1MPa、 60℃时 κ为4.42X10-4MPa-1,并可假设与压力无关。 解:由 dV=0, βdT= κdp,则 dp=?p= (β/ κ) dT= (β/ κ) ?T ?p= (3.62×10-4K-1 / 4.42×10-4MPa-1) ×35K =28.66MPa p= ?p+0.1=28.76MPa ⒈剩余性质(MR) (Residual properties) 定义:在相同的T,P下真实气体的热力学性质与理想气体的热力学性质的差值 数学定义式: MR = M - M* (3-37) 例: 用RK方程计算125℃ ,10MPa下丙稀的HR和SR 注意: ① 在实际过程中,我们感兴趣的是焓变或熵变,而这里计算H,S的绝对值,只是一种处理方法,目的是利用基本关系式求其他热力学性质。 指导思想:从压缩因子提出的. 理论基础:式(3-43)和(3-44) 2、计算方法 两种方法——普维法和普压法 用Pitzer提出的关系式来解决 应用条件: 1)用于图2-6中曲线上方的体系. 2)高极性物质及缔合物质不能用. (1)状态方程(立方型)法 (2)Virial方程法 (3)对应状态原理法(又称查图或查表法) (4)剩余性质法 3.6.4?纯液体逸度的计算 在恒T、P下,汽液平衡时,GiV=GiL ∴GiV-GiL=0 可以用图来表示: 单组份两相区的V,H,S计算 单组份体系平衡的两相混合物的性质,与每相的性质和每相的相对量有关。 由于V,H,S都是容量性质,故两相数值之和就为两相混合物的相应值。 汽液两相平衡: 3.8 两相系统的热力学性质及图表 人们将某些常用物质(如水蒸汽,空气,氨,氟里昂等)的H,S,V与T,P的关系制成专用的图或表。 常用的有水和水蒸气热力学性质表(见附录),温熵图(T-S图),压-焓(㏑P-H)图,焓-熵(H-S)图。 这些热力学性质图表使用极为方便。在同一张图上,已知T,P就可以查出各种热力学性质参数。 热力学性质图其特点表现在: 使用方便; 易看出变化趋势,易分析问题; 读数不如表格准确。 工程上常用的几种类型图 (一) T-S图 完整的T-S图具有以下曲线 不同点: ①三相点在P-T图上是一个点,在T-S图上则是一条线。 ②在 P-T图上是一条线,在T-S图上表示一个面。 为什么同一体系在不同的图上,就表示出不同的点,线,面性质呢? ⒋二者差别的原因 造成这一差别的根本原因,就在于气液固的熵值不同. 实验证明:在同一温度下,S汽>S液>S固,因熵的微观性质就是混乱度的体现,气体的混乱度最大,固体的混乱度最小,因此就表现出气体的熵在同一温度下大于液体和固体的熵值。 汽液平衡 在P-T图上,一个T仅仅对应一个P,T变化P也随着变化,所以在P-T图上就出现了汽-液平衡线。 在同一 P,T下,饱和蒸汽的熵不同于饱和液体的熵,且S汽>S液,所以在T-S图上饱和蒸汽线位于饱和液体线的右边,二线中间所谓的平面就是汽液平衡区。 三相点: P-T图上三相点意味着在此T,P下,气液固三相共存,但由于在同一T,P下,气液固三相的熵不同, S汽>S液>S固。 ∴在T-S图上三相共存就以ABD一条线来表示. ⒌T-S图线组成的意义 等压线变化规律 等焓线变化规律 在P一定时 等容线变化规律 在等T下,由Maxwell式知: ⒍利用T-S图表示过程 ⑴等压加热过程和冷却过程 恒P下 T1 T2 ⑵节流膨胀过程 节流膨胀是等焓过程, 节流过程可在等焓线上表示出来,状态1(T1,P1)的高压气体节流至低压时,沿等焓线进行,直至于等压线相交。 膨胀后气体的温度降至T2,可直接从图上读出。 ⑶ 绝热膨胀过程 ①??? 可逆绝热膨胀过程 为等熵过程(线段1→2) 等熵膨胀效率 三. 热力学性质图的共性 1.制作原理及步骤相同,仅适用于特定物质. 2.图形中内容基本相同,P,V,T,H,S都有. 四. 热力学图表与普遍化热力学图表的区别: 主要区别表现在两个方面: 其一是制作原理不同; 其二是应用范围不同. dG=RTd lnp 相减 两边同减G(ig),再同除RT,注意到,汽液两相逸度系数相等 两相平衡时 H-S(焓熵)图特征 ⑶等

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