化工热力学_02流体的p-V-T关系.pptx

;;2.1.1 纯物质的p-V-T三维立体图;图2-1-2 p-V-T相图的投影图;(1) 在单相区，等温线为光滑的曲线或直线，高于临界温度的等温线光滑无转折点； (2) TTC, 等温线有转折点，由三部分组成。且体系汽-液两相的比容（体积）差随温度和压力的上升而减少。(3)饱和液相曲线左边的区域为过冷液体区、饱和气相线右边的区域为过热蒸汽区。;(1)当P=Pc,T=Tc时，两相性质相同； (2)当TTc,PPc，即处于超临界流体区时，不是气体，也不是液体。若A点（液相状态）变化到B点（汽相状态），这个过程是一个渐变的过程，没有明显的相变化。;补充1： 超临界流体（SCF）萃取的原理;例 题：;2. 填空; 目的要求： （1）了解目前存在的状态方程的分类及应用条件。 （2）用P、V、T数据中已知的两个参数求第三个参数； （教学重点） （3）用状态方程计算不能直接从实验测定的其它热力学性质； （4）用状态方程进行相平衡和化学反应平衡计算。 （教学难点）;; c: 应用时注意 R 当 T(K), P(Pa), V(m3.K 当 T(K), P(Pa), V(m3/kmol)时，R=8.314×103 J / kmol.K;;常用的舍项维里方程（ TTC, p1.5Mpa）：;;;;;; (2) a,b 常数的确定 ;Zc = 0.375，大于实际测量值（0.23－0.29）;;;例题2 希望将5mol、285K的CO23的钢瓶中，以便食品行业使用，请问压缩机需要加多大的压力才能到达这样的目的。试用RK方程计算。;;;2.2.3.3 Soave-Redlich-Kwong(SRK)方程;计算机求解步骤（RK和SRK方程）;例题3 将1kmol氮气压缩于容积为0.04636m3、温度为273.15k的钢瓶内。此时氮气的压力多大？分别用理想气体方程、RK方程计算。其实验值为101.33MPa.;;2.2.3.4 Peng-Robinson(PR)方程;a(T): 不同状态方程有不同的温度函数 方程的体积根： (1) T=TC ，有三重实根V=VC (2) TTC , p=ps时，有三个实根，Vmax =Vv, Vmin =Vl，中间根无意义。 (3) 其它情况下，方程有一实根Vv 或Vl，其他两个为虚根。;立方型状态方程的不足： （1）各种物质的ZC固定 Van de waals方程 ZC RK方程和RKS方程ZC PR方程ZC （2）各种物质的ZC ;2.2.4.1 Benedict-Webb-Rubin(B-W-R)方程;2.2.4.2 Martin-Hou(MH)方程;作业;2.3.1 对比态原理（CSP） ; 理想气体 pV = RT;;2.3.2 三参数对比态原理 ;;;2.3.2.2 Pitzer 原理（以偏心因子ω作为第三参数的对比态原理）;（1）偏心因子的定义： 简单流体（球形分子）和一般非球形流体对比蒸汽压的差异。即表征分子偏离球对称的程度。 表达式为：;其中Z(0)和Z(1)都是Tr和pr的函数，求出Tr和pr后查图2-7和2-8可得。;;;;第四节 普遍化状态方程 ;;;;Vr 2;2.3.3.2 普遍化立方型状态方程;将;第五节 流体p-V-T关系式的比较 ;状态方程;在选择方程时一定要注意每一个方程的特点和使用情况;一般对纯物质而言，精度从高到低的排序是： 多参数状态方程立方型状态方程 两项舍项维里方程理想气体状态方程 从工程角度，可以遵循以下原则： 如果有实验数据，就用实验数据；若没有实验数据，则 根据求解精度的要求和方程计算得难易程度选用状态方程，在计算得精度与复杂性上找一个平衡;2.6.1 混合法则 ;（1）虚拟临界参数法定义: 将混合物视为假想的纯物 质，将虚拟纯物质的临界参数称作虚拟临界参数，并将纯物质的对比态计算方法应用到混合物上。;Prausnitz-Gunn 的改进规则;; 第二维里系数的 混合法则通式为;;;ij;ij;;;;; 由于分子间的相互作用非常复杂，所以不同的状态方程当用于混合物p-V-T计算时应采用不同的混合规则，一个方程也可以使用不同的混合规则。 ;当 i,j 不相等时;2.7.1 饱和液体摩尔体积;2.7.2 饱和汽相摩尔体积;作业：;2. 填空;;3 计算题;由Tr = 1.20， pr;(2) 三参数压缩因子法;一个0.5 m3压力容器，其极限压力为2.75 MPa，若许用压力为极限压力的一半，试用普遍化第二维里系数