实际气体的性质及热力学一般关系式

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,第六章,实际气体的性质及热力学一般关系式,Thermodynamic differential relation and the property of real gas,研究实际气体热力性质的方法,1.,理论分析方法,从实际气体的微观结构出发，物理意义清晰，但建模时作了一定简化，精确度不够。,2.,实验研究方法,以热力学微分方程式为工具，确定 与可测参数（,p,v,T,c,p,),之间的关系，编制工质热力性质表。,为什么研究状态方程？,热力学微分关系式，建立了各热力学参数与状态方程的关系，只要已知某物质的状态方程和可测参数，其它参数均可求出。,问题归结于如何建立实际气体的状态方程。,（,1,）分子不占有体积,（,2,）分子之间没有作用力,6-1,实际气体对理想气体性质的偏离,实际气体,理想气体,两个假定：,为反映实际气体与理想气体的偏离程度定义,压缩因子。,压缩因子,Z,的物理意义,相同,T,p,下理想,气体比容,表明实际气体难于压缩,Z,反映实际气体压缩性的大小，从可,压缩性大小的角度来描述实际气体对理想气体的偏离。,表明实际气体,易,于压缩,实际气体可压缩性产生偏离的原因,？,(1),分子占有容积，自由空间减少，不利于压缩,(2),分子间有吸引力，易,于压缩,关键看何为主要因素,O,2,取决于气体种类和状态,压缩性大,压缩性小,p,Z,H,2,CO,2,ideal,gas,1,范围广，精度差,范围窄，精度高,6-,2,范,.,德瓦尔方程和,R-K,方程,提出最早，影响最大，,1873,年,范,.,德瓦尔方程,几百种状态方程,范,.,德瓦尔,从对理想气体假设的修正出发,为得到,准确的实际气体状态方程,范,.,德瓦尔,状态方程,（,1,）,分子本身,有体积,，分子可,自由活动空间,减小，用,V,m,b,表示；,理想气体：,范,.,德瓦尔,方程,（,2,）,分子间有吸引力，减少对壁面的,压力，用内压力修正；内压力,用,表示；,注：式中,a , b,由实验测得。,范,.,德瓦尔,状态方程定性分析,随,（,p,T,）,不同，,v,可以有：,一个,实根，,两个,虚根,范,.,德瓦尔,方程,三个,不等实根,三个,相等实根,实际气体的,p,-,v,图,在各种温度下定温压缩某物质得,p,-,v,图,临界点,C,：,三个,相等实根,拐点,极值点,范,.,德瓦尔,方程的临界点参数,不准确,实验确定,表,6-1,C,点压缩因子,多数物质,范,.,德瓦尔斯,方程,的缺陷：,用在临界区或其附近区存在,较大的误差，定量计算不准确；,后人在此基础上,提出许多派生方程,其它经验性,状态方程,R,-,K,方程,P,-,R,方程,影响最大,6-,3,对应态原理与通用压缩因子图,能不能找到一个普遍化的通用的状态方程,？,上述经验性状态方程，不同物质的,a,和,b,不同，所以方程没有通用性。,且,a,和,b,的拟合需要有足够的实验数据。,通用,状态方程,对物质实验数据显示 ：发现各物质在临界点附近物性曲线相似,；,临界点,C，,均有,取,对比参数,用 建立方程,，有可能得到通用化方程,范,.,德瓦尔,对比态方程,与物质种类无关,对比,态原理,不同物质，,p,T,相同，,v,不同,能满足同一个,的同类物质，若两个对比参数相等，则另一个必相等,对比态原理,对比态方程,满足同一个,对比态方程的物质,，称为热力学相似的物质。,对比,态原理,另一形式的,对比态方程,大多数物质,取,Z,C,为某常数,编制通用压缩因子图的理论依据,通用压缩因子图,Z,C,=0.29,Z,p,r,1.0,1.0,6.0,10.0,由实验确定,通用压缩因子图,低压区,中压区,高压区,通用压缩因子图的用法,前提某未知物质的,T,C,p,C,R,已知,已知,已知,已知,作业：,6-16-4,