工程热力学第6章必威体育精装版.ppt

* 2. M-H方程 11个常数。 新版课件 * 6–3 维里型方程 特点： 1）用统计力学方法能导出维里系数； 2）维里系数有明确物理意义；如第二维里系数表示二个分子间相互作用； 3）有很大适用性，或取不同项数，可满足不同精度要求。 第二维里系数 第三维里系数 第四维里系数 新版课件 * 6–4 对应态原理与通用压缩因子图 一、对应态原理(principle of corresponding states) 代入范氏方程 可导得 范德瓦尔对比态方程 对比参数(reduced properties)： 新版课件 * 讨论： 1）对比态方程中没有物性常数，所以是通用方程。 2）从对比态方程中可看出 相同的p，T 下，不同气体的v不同 相同的pr，Tr下，不同气体的vr 相同，即 各种气体在对应状态下有相同的比体积——对应态原理 f (pr,Tr,vr)=0 3）对大量流体研究表明，对应态原理大致是正确的，若采用 “理想对比体积”—Vm，能提高计算精度。 临界状态作理想气体计算的摩尔体积。 新版课件 * 二、通用压缩因子和通用压缩因子图 2. 通用压缩因子图 若取Zcr为常数，则 1. 压缩因子图 对应态原理 新版课件 * 新版课件 * 新版课件 * 新版课件 * 新版课件 * 新版课件 * 例A422133 例A422143 例A422255 例A422145 新版课件 * 6–5 麦克斯韦关系和热系数 理想气体 实际气体 气体的u、h、s等参数无法直接测量，实际气体的 U、h、s也不能利用理想气体的简单关系，通常需依 据热力学第一、第二定律建立这些参数与可测参数的 微分关系求解。 新版课件 * 一、全微分(total differential)条件和循环关系 1. 全微分判据 设 则 2. 循环关系 若 dz = 0，则 新版课件 * 3. 链式关系 若x、y、z、w中有 两个独立变量，则 1. 亥姆霍兹函数F（比亥姆霍兹函数 f）—又称自由能 a）定义：F = U – TS；f = u – Ts b）因U，T，S均为状态参数，所以F也是状态参数 c）单位 J （ kJ） d）物理意义 二、亥姆霍兹函数(Helmholtz function)和 吉布斯函数(Glibbsian function) 新版课件 * 定温过程 可逆定温过程中自由能的减少量是过程膨胀功。 2. 吉布斯函数G（比吉布斯函数g）—又称自由焓 a）定义：G = H – TS g = h – Ts b）因H，T，S均为状态参数，所以G 也是状态参数 c）单位 J （kJ） d）物理意义 定温过程： 可逆定温过程中自由焓的减少量是过程的技术功。 新版课件 * 三、特性函数 某些状态参数若表示成特定的两个独立参数的函数时，只需一个状态参数就可以确定系统的其他参数，这样的函数称为“特性函数”。如 u = u (s,v)； h = h (s, p)；f = f (T,v) 及 g = g (p,T) 新版课件 * 根据 特性函数建立了各种热力学函数之间的简要关系。 新版课件 * 四、麦克斯韦关系 据z = z (x, y)则 麦克斯韦关系(Maxwell relations) 吉布斯方程 新版课件 * 助忆图 ★麦氏关系是偏导数的等式，由p、v、T、s分别在分子、分母 及脚标的位置且频率相同； ★对等平行非对角和垂直向上加符号。 p s T v p s T v 新版课件 * p s T v h f g u ★上述关系是将偏导数转换成状态参数p、v、T、s，偏导数分 子为u、h、 f、 g、分母及脚标为p、v、T、s，频率相同； ★折角不大于90o和垂直向上加符号。 例A322343 例A320254 新版课件 * 五、热系数 1. 定义 (the volumetric expansion coefficient) 等温压缩率（又称定温压缩系数） (the isothermal coefficient of compres