化工热力学第三章-纯流体的热力学性质计算ppt课件.ppt

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1、第三章第三章纯流体的热力学性质计算纯流体的热力学性质计算为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3.1 热力学性质间的关系热力学性质间的关系一一 热力学性质分类热力学性质分类n1.1.按性质与物质质量间的关系分类按性质与物质质量间的关系分类广度性质广度性质：表现出系统量的特性，与物质的：表现出系统量的特性，与物质的 量有关，具有加和性。如量有关，具有加和性。如 V,U,H,G,A,S等。等。强度性质强度性质：表现出系统质的特性，与物质的：表现出系统质的特性，与物质的 量无关，没有加和性。如量无关，没有加和性。如p，T等

2、。等。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.2.按其来源分类按其来源分类 可直接测量的可直接测量的：p,V,T等。等。不能直接测量的不能直接测量的：U,H,S,A,G等等.可直接测量也可推算可直接测量也可推算：Cp,Cv,K,Z等。等。复习一下有关函数的定义复习一下有关函数的定义：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二、二、热力学性质的基本关系式热力学性质的基本关系式 n四大微分方程四大微分方程:dU=TdS-pdV (3-1)dH=

3、TdS+Vdp (3-2)dA=-SdT-pdV (3-3)dG=-SdT+Vdp (3-4)n基本定义式基本定义式：H=U+pV A=U-TS G=H-TS为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 四四大大微微分分方方程程式式是是将将热热一一律律和和热热二二律律与与这这些些性性质的定义式相结合推导出来的。质的定义式相结合推导出来的。如（如（3-1）式：）式：由热一律知：由热一律知：dU=Q-W=Q-pdV由热二律知：由热二律知：Q=TdS由上述二式推出：由上述二式推出：dU=TdS-pdV式式(3-2)：由：由H=U

4、+pV知：知：dH=dU+d(pV)=dU+Vdp+pdV =TdS-pdV+Vdp+pdV =TdS+Vdp为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益注意以下几点注意以下几点:n四大微分方程的应用：四大微分方程的应用：恒组分，恒质量体系恒组分，恒质量体系封闭体系封闭体系 均相体系（单相）均相体系（单相）平衡态间的变化平衡态间的变化 常用于常用于1mol性质性质 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益三三.Maxwell关系式关系式 n(一）点

5、函数间的数学关系一）点函数间的数学关系 点函数点函数 点函数就是函数能够通过自变量在图上用点表示出来的点函数就是函数能够通过自变量在图上用点表示出来的函数函数.点函数的数学关系式点函数的数学关系式 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益在在y y不变时，不变时，N对对x求偏微分：求偏微分：(1)(1)基本关系式基本关系式Z=f(x,y)令令(3-5)(3-5)dz=Mdx+Ndy在在x x不变时，不变时，M对对y求偏微分：求偏微分：对于连续函数：对于连续函数：(3-6)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义

6、市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(2)(2)变量关系式变量关系式 通过点函数的隐函数形式推出：通过点函数的隐函数形式推出：(x,y,z)=0 x,y,z)=0若若x不变，则不变，则dx=0=0 同理可得：同理可得：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（二）二）MaxwellMaxwell关系式关系式 1.Maxwell1.Maxwell第一关系式第一关系式dU=TdS-pdVdH=TdS+VdpdA=-SdT-pdVdG=-SdT+VdpdZ=Mdx+Ndy为了规范事业单位聘用关

7、系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.2.Maxwell第二关系式第二关系式 Maxwell第二关系式，可由四大微分方程式直接取得第二关系式，可由四大微分方程式直接取得当当dS=0时时同理，可以得到其他同理，可以得到其他Maxwell第二关系式。第二关系式。如：如：dU=TdS-pdV 当当dV=0时时为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益Maxwell第二关系式也可以通过函数关系式得到。第二关系式也可以通过函数关系式得到。如：若如：若U=f(S,V)与式（

8、与式（3-1）比较，）比较，dU=TdS-pdV系数相等，故有系数相等，故有为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益热力学基本关系式、偏导数关系式和热力学基本关系式、偏导数关系式和Maxwell方方程的意义程的意义（1）独立的一阶偏导数共）独立的一阶偏导数共112个，其中只有两类共个，其中只有两类共6个可以通过实验个可以通过实验直接测定。一类是由直接测定。一类是由p-V-T实验测定的偏导数；另一类就是由量热实实验测定的偏导数；另一类就是由量热实验测定的偏导数。验测定的偏导数。（2）借助与）借助与6个可测偏导数的联系才能

9、使用。个可测偏导数的联系才能使用。（3）联系的桥梁是公式）联系的桥梁是公式(3-1)(3-15)的热力学基本方程、偏导数关的热力学基本方程、偏导数关系式和系式和Maxwell方程方程方程方程为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3.2 3.2 焓变和熵变的计算焓变和熵变的计算 一一.Maxwells Equation的应用的应用 Maxwell关关系系式式的的作作用用就就在在于于应应用用它它所所能能够够推推求求出出各各热热力力学学变变量量。在在工工程程上上，应应用用较较多多的的函函数数是是H,S，而而且且多多为为H,

10、S的变化量的变化量.H,S的基本计算式的的基本计算式的推导原则推导原则：均相，单组份均相，单组份;以以1616个个Maxwells Equations为基础为基础;最终结果是以最终结果是以pVT,Cp或或Cv表示的表示的.为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益1.1.H的基本关系式的基本关系式(Fundamental Equation of Entholpy)n对于单相，定组成体系，据相律对于单相，定组成体系，据相律F=2-+N知，知，n自由度自由度F=2-1+1=2;n对于热力学函数可以用任意两个其他的热力学函数来

11、表示，对于热力学函数可以用任意两个其他的热力学函数来表示，一般选择容易测量的函数作为变量，如：一般选择容易测量的函数作为变量，如：n H=f(T，p)n H=f(T，V)n H=f(p，V)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益若选用若选用T，p作为变量，则有作为变量，则有H=f(T，p),对此式求微分对此式求微分:(Cp的定义的定义)又又dH=TdS+Vdp (3-2)若若T一定，用一定，用dp除上式，得：除上式，得：又又(Maxwells Equation)H的基本关系式的基本关系式 (3-(3-22)22)为了

12、规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益在特定条件下在特定条件下,可以将此式简化可以将此式简化:T=const p=const dH=CpdT 理想气体理想气体 对液体对液体 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益2.2.S S 的基本关系式的基本关系式 S=f(T，p)（定义，马氏第二关系）（定义，马氏第二关系）又又 (3-(3-24)24)S的基本关系式的基本关系式 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人

13、员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益在特定条件下在特定条件下,可以对此进行相应的简化可以对此进行相应的简化:T不变，不变，p不变不变,对理想气体，对理想气体，对液体，对液体，为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益n有有了了H，S的的基基本本计计算算式式就就可可以以解解决决热热力力学学其其它函数的计算问题。它函数的计算问题。n如如:n U=H-PV n A=U-TdS=H-PV-TS n G=H-TS 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权

14、益计算原理及方法计算原理及方法(Clculative Pinciple and Method of Thermodynamic Properties)n式(3-24)n式(3-22)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益但必须解决真实气体与等压热容的关系。但必须解决真实气体与等压热容的关系。对理想气体对理想气体对真实气体对真实气体 为了解决真实气体一定状态下为了解决真实气体一定状态下H，S值的计算，值的计算，必须引入一个必须引入一个新新的概念的概念剩余性质剩余性质。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场

15、经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 计算原理计算原理 n剩余性质剩余性质(MR)()(Residual properties)n定定义义：在在相相同同的的T，p p下下真真实实气气体体的的热热力力学学性性质质与与理理想想气气体体的的热力学性质的差值热力学性质的差值n数学定义式数学定义式:要注意要注意:MR引入是为了计算真实气体的热力学性质服务的；引入是为了计算真实气体的热力学性质服务的；Mig和和M分分别别为为体体系系处处于于理理想想状状态态和和真真实实状状态态，且且具具有有相相同同的压力与温度时每的压力与温度时每Kmol(或或mol)的广度性质的数值。的广度性质

16、的数值。(3-37)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益由此可知由此可知:对真实气体的热力学性质对真实气体的热力学性质 理想理想 剩余剩余 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益的计算式的计算式 n参考态问题参考态问题 参考态参考态的选择是任意的，常常出于方便，通常多选择的选择是任意的，常常出于方便，通常多选择物质的某些特征状态作为物质的某些特征状态作为参考参考。如如：水水，是是以以三三相相点点为为基基准准，令令三三相相点点的的饱饱和和水

17、水 H=0,=0,S=0.=0.对于气体，大多选取对于气体，大多选取1 1atm(101325(101325Pa),25),25(298(298K)为为参考参考态态;无论无论参考参考态的温度选取多少，其压力应该是足够低，态的温度选取多少，其压力应该是足够低，这样才可视为理想气体。这样才可视为理想气体。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益同理同理:所求状态所求状态(T，p)的的H和和S，理想气体；理想气体；任意选择的基准态任意选择的基准态(T0 0，p0 0)所对应所对应H和和S。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善

18、适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益的计算式的计算式 n由由 MR=M-M*(3-37)(3-37)和和微分微分 (恒恒T)T)积分积分 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益真气行为真气行为.理气行为理气行为 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益由前知由前知 (恒恒T)(3-40)T)(3-40)同理同理 (恒恒T)(3-41)T)(3-41)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市

19、场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 H,S的计算式的计算式(3-4(3-42)2)(3-4(3-43)3)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 值值由由上上述述式式子子知知，计计算算一一定定状状态态(T，p)下下真真实实气气体体的的H，S值，需要有：值，需要有：参考态的参考态的理想气体理想气体(查手册或文献查手册或文献)真实气体真实气体pVT关系关系:PVT实测数据实测数据真实气体状态方程式真实气体状态方程式普遍化压缩因子普遍化压缩因子Z真实气体热力学性质的计算也分为真实气体热力学性

20、质的计算也分为三种方法三种方法，关键，关键是解决是解决 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 和和 的计算方法的计算方法 n由气体由气体p pVT实验数据计算实验数据计算图解积分法图解积分法n要点要点:n要有要有p pVT实验数据实验数据n作图量面积作图量面积n根据所用参数不同，可以有三种类型的图解根据所用参数不同，可以有三种类型的图解积分积分 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益直接利用式直接利用式(3-(3-40)40)或或(3-(

21、3-41)41)图解积分图解积分 n如用式如用式(3-(3-40)40)(恒恒T)T)作作VT的等压线，并计算的等压线，并计算给定给定T下的等压线斜率下的等压线斜率 TVP1P2p3T求为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益作作 p的曲线，曲线下的面积为的曲线，曲线下的面积为 的值的值 pp求为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益.利用图解积分法利用图解积分法 n积分式的求取 微分：微分：将上式代入式将上式代入式(3-(3-40)40)或或

22、(3-(3-41)41)，得：，得：(恒恒T)(恒恒T)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益做图做图 pp求V R为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益TVRp1p2p3T求为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益pP求阴影面积阴影面积 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益.利用利用Z

23、图解积分法图解积分法 n见见P65,P65,式（式（3-3-4747）和式（）和式（3-3-4848）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 状态方程式法（状态方程式法（EOS）n基本要点基本要点：将方程中有关的热力学性质转化成将方程中有关的热力学性质转化成 等偏导数的形式，然后对等偏导数的形式，然后对EOS求导，再把上述偏求导，再把上述偏微分代入求解。微分代入求解。如如R-K Eq，在这里不推导，下去自看，结果为在这里不推导，下去自看，结果为P66式式(3-51)、式式(3-52)。为了规范事业单位聘用关系，建立和

24、完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 普遍化关系式法普遍化关系式法n指导思想：是以压缩因子提出的指导思想：是以压缩因子提出的.n（1 1）理论基础：）理论基础：n其基础，仍然是我们前边推导出的式其基础，仍然是我们前边推导出的式(3-(3-40)40)和和(3-(3-41)41)式式(3-(3-40)40)：(恒恒T)T)式式(3-(3-41)41)：(恒恒T)T)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益欲使这两个式子普遍化，关键在于把他们与欲使这两个式子普遍化，关键在于把

25、他们与Z Z关联起来关联起来:考虑在考虑在p一定时，将体积一定时，将体积V对温度对温度T求导求导 将此式代入式将此式代入式(3-(3-40)40)，(3-(3-41),41),就得到了用就得到了用Z表示表示的剩余焓和剩余熵的表达式的剩余焓和剩余熵的表达式为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(恒恒T)(3-47)(3-47)(恒恒T)(3-48)(3-48)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益由此可见由此可见 把压缩因子的普遍化式子代入到

26、剩余焓和剩余熵普把压缩因子的普遍化式子代入到剩余焓和剩余熵普遍化后的式子，可得到：遍化后的式子，可得到：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（2 2）计算方法）计算方法 n两种方法两种方法普维法和普压法普维法和普压法 1)1)普遍化维里系数法（普维法）普遍化维里系数法（普维法）以两项维里方程为基础计算以两项维里方程为基础计算 在恒压下对在恒压下对T求导：求导：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益将上式代入式（将上式代入式（3-3-474

27、7）和（）和（3-3-4848），并在恒），并在恒T下下积分，整理得到：积分，整理得到：为了便于处理，我们把这个式子变形为：（同除以为了便于处理，我们把这个式子变形为：（同除以RT）同理同理 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益n用用Pitzer提出的关系式来解决提出的关系式来解决(A)A)(B)B)为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益将将（A）、）、(B)二式代入式（二式代入式（3-3-5353）、式（）、式（3-3-5454）再）再

28、普遍化，得到普遍化，得到 （3-3-5757）（3-3-5858）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益式中：式中：代入（代入（3-3-5757），（），（3-3-5858）式，）式，整理，即微分后，整理，即微分后，得到普维得到普维法计算剩余焓和剩余熵的关法计算剩余焓和剩余熵的关系式系式 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益应用条件：应用条件：n 1 1）用于图）用于图2-2-1414中曲线上方的体系中曲线上方的体系n 2 2）高极性物质

29、及缔合物质不能用）高极性物质及缔合物质不能用 若状态点落在若状态点落在图图2-2-1414中曲线的中曲线的下方下方要用要用普压法普压法 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益普遍化压缩系数法（普压法）普遍化压缩系数法（普压法）n此此法法要要点点是是将将式式（3-3-4747），（3-3-4848）变变化化成成普遍化形式，为此用普遍化形式，为此用n经普遍化，整理后，得到经普遍化，整理后，得到为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（3-63）（

30、3-64）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益普压法普压法 查图查图图图3-2 3-2 3-3-9 9 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（3 3）注意）注意 1 1）普普遍遍化化关关系系式式（普普维维法法，普普压压法法）仅仅适适用用于于极极性性较较弱弱，非非缔缔合合物物质质，不不适适用用于于强强极极性性和和缔合性物质缔合性物质n2 2）选择式之前，一定要进行判据，图）选择式之前，一定要进行判据，图2-2-1414中中曲线上方或曲线上

31、方或VrVr22用普维法用普维法.否则，要用普压法。否则，要用普压法。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（4 4）应用举例）应用举例(P71-73 P71-73 例例3-3-2 2)例例：纯纯 苯苯 由由 0.1013MPa,353K的的 饱饱 和和 液液 体体 变变 为为1.013MPa,453K的的 饱饱 和和 蒸蒸 汽汽，试试 估估 算算 该该 过过 程程 的的 。已已知知：正正常常沸沸点点时时的的汽汽化化潜潜热热为为30733 ，饱饱和和液液体体在在正正常常沸沸点点下下的的体体积积为为95.7 ，第第二二

32、维维里里系数系数定压摩尔热容定压摩尔热容 求求:为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益分析：分析：具体过程具体过程 饱和液体苯饱和液体苯0.1013MPa,353K，V1=95.7cm3/mol饱和蒸汽饱和蒸汽 1.013MPa453K V2，H2，S2饱和蒸汽饱和蒸汽0.1013MPa，353K理想气体理想气体0.1013MPa，353K理想气体理想气体0.1013MPa，453K理想气体理想气体1.013MPa，453K为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用

33、人单位和职工的合法权益解：解：查苯的物性参数：查苯的物性参数：Tc562.1K Pc=4.894MPa =0.271 求求V 由两项维里方程由两项维里方程 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 计算每一过程的焓变和熵变计算每一过程的焓变和熵变（1 1）饱和液体）饱和液体 饱和蒸汽饱和蒸汽 恒恒T,P 汽化汽化（2）饱和蒸汽）饱和蒸汽353K,0.1013MPa 理想气体理想气体恒恒T,P 点点（Tr,pr）落在图落在图2-14曲线曲线上方上方，用普维法计算，用普维法计算 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会

34、主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益由式（由式（3-3-5757），（），（3-3-5858）计算）计算 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（3）理想气体理想气体353K,0.1013MPa 理想气体理想气体453K,0.1013MPa 恒恒P,变变T为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（4）理想气体）理想气体453K,0.1013MPa 理想气体理想气体453K,1.013MPa 恒恒T,T,变变

35、P P 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益理想气体理想气体453453K,1.013MPa K,1.013MPa 真实气体真实气体453453K,1.013MPa K,1.013MPa 恒恒T,PT,P点落在图点落在图2-92-9中曲线上方，用普维法计算：中曲线上方，用普维法计算：为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益由此得：由此得：求求 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单

36、位和职工的合法权益三热容的关系式三热容的关系式 n 理想气体的理想气体的Cp 由物化知：理想气体由物化知：理想气体 温度适应范围小温度适应范围小 温度适应范围大温度适应范围大 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益对理想气体的热容，要注意以下几点：对理想气体的热容，要注意以下几点：n a,b,c,d,a,b,c,d,物性常数，实测，查手册。物性常数，实测，查手册。n理理想想气气体体的的CpT关关联联式式，可可用用于于低低压压下下的真实气体，不能用于压力较高的真实气体。的真实气体，不能用于压力较高的真实气体。n通常用三

37、项式，要注意单位和温度范围。通常用三项式，要注意单位和温度范围。n 当当缺缺乏乏实实验验数数据据时时，可可以以用用基基团团贡贡献献法法进进行估算。行估算。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 真实气体的真实气体的 Cp（热容差）（热容差）有关等压热容的热力学关系式，在热力学有关有关等压热容的热力学关系式，在热力学有关参考书上具有较详细讨论。大家下去自看。参考书上具有较详细讨论。大家下去自看。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益流体的饱和

38、热力学性质流体的饱和热力学性质nClapeyron方程 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益简单的蒸气压方程简单的蒸气压方程 著名的著名的Antoine方程方程 n大多数物质的大多数物质的Antoine常数可查物性手册得到（见附录常数可查物性手册得到（见附录4）；）；n使用使用Antoine方程中应注意适用的温度范围和单位；方程中应注意适用的温度范围和单位；n由不同来源计算所得的饱和蒸气压其值是比较接近。由不同来源计算所得的饱和蒸气压其值是比较接近。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业

39、单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益蒸发焓蒸发焓：是伴随着液相向气相平衡转化过程的潜热。是伴随着液相向气相平衡转化过程的潜热。Watson经验式经验式 蒸发熵蒸发熵 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益3.3.3 3 纯流体的热力学性质图和表纯流体的热力学性质图和表 n某些常用物质（如水蒸汽，空气，氨，氟里昂等）某些常用物质（如水蒸汽，空气，氨，氟里昂等）的的H,S,V与与T,P的关系制成专用的图或表。的关系制成专用的图或表。n常用的有水和水蒸气热力学性质表（附录常用的有水和水蒸气热力学性质表（附录5

40、），），温熵图（温熵图（T-S图），压焓（图），压焓（p-H）图，焓熵图，焓熵(H-S)图。图。n这些热力学性质图表使用极为方便。在同一张图这些热力学性质图表使用极为方便。在同一张图上，已知上，已知T,P就可以查出各种热力学性质参数。就可以查出各种热力学性质参数。n这些图表是如何制作的，又什么共性的东西，如这些图表是如何制作的，又什么共性的东西，如何用？何用？为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一一.热力学性质表热力学性质表 n热力学性质表很简单，它是把热力学性质以一热力学性质表很简单，它是把热力学性质以一一对应的

41、表格形式表示出来一对应的表格形式表示出来特点：特点：对对确确定定点点数数据据准准确确，但但对对非非确确定定点点需需要要内内插插计计算算，一般用直线内插。一般用直线内插。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益（x1,y1）（x,y）（x2,y2）XY目前，有关物质的热目前，有关物质的热力学性质图表还不多力学性质图表还不多见，常见的表为水蒸见，常见的表为水蒸汽表（附录汽表（附录5 5）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益【例例3-7】试确定下

42、列各点水或水蒸气的状态及其试确定下列各点水或水蒸气的状态及其u、h、s值。值。n（1）n（2）n（3）n（4）、n（5）为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益解：解：(1)(1)查附录查附录5-15-1得得时饱和蒸气压时饱和蒸气压 ，故该状态为未饱和水，故该状态为未饱和水对应的饱和温度对应的饱和温度 未饱和水的性质应该查附录未饱和水的性质应该查附录5-35-3，查得在，查得在 或可由附录或可由附录5-2查得与查得与 ，故该状态为未饱和水，故该状态为未饱和水为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的

43、事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(2)(2)查附录查附录5-25-2得得时其饱和水体积为：时其饱和水体积为：故该状态为饱和水。故该状态为饱和水。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(3)(3)查附录查附录5-25-2得得时时 故故 该状态为湿蒸气该状态为湿蒸气为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(4)(4)查附录查附录5-15-1得得时时故故 该状态为干饱和蒸气。由该表查得该状态为干饱和蒸气。由该表查得 为了规范事

44、业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益(5)(5)查附录查附录5-25-2得得时时故故 该状态为过热蒸气。查附录该状态为过热蒸气。查附录5-35-3查得查得，为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益二二 热力学性质图热力学性质图n热热力力学学性性质质图图在在工工程程当当中中经经常常见见到到，如如空空气气，氨氨，氟氟里里昂昂等等物物质质的的热热力力学学性性质质都都已已制制作作成成图图，以以便便工程计算需要。工程计算需要。n热力学性质图其特点表现在：热力学

45、性质图其特点表现在：n使用方便；使用方便；n易看出变化趋势，易分析问题；易看出变化趋势，易分析问题；n读数不如表格准确。读数不如表格准确。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益工程上常用的几种类型图工程上常用的几种类型图 n（一）（一）T-S S 图图 讲义讲义P78，给出了水的给出了水的T-S图，其他物质的图，其他物质的T-S图也具图也具有相同的图形有相同的图形 作用：帮助解决热功效率问题作用：帮助解决热功效率问题 图形图形 为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保

46、障用人单位和职工的合法权益B为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益一点（临界点）；二线（即饱和液体线和干饱和蒸汽线）；三区（即位于饱和液体线左侧的未饱和液体区和位于干饱和蒸汽线右侧的蒸汽区和两条线之间的湿蒸汽区）；五态（未饱和液态、饱和液态、湿蒸汽态、干饱和蒸汽态和过热蒸汽态）。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益完整的完整的图具有以下曲线图具有以下曲线BCDST饱和曲线饱和曲线BC饱和液体线饱和液体线CD饱和蒸汽线饱和蒸汽线 等压线以表

47、示等压线以表示 等线，以红线表示等线，以红线表示 等容线，以虚线表示等容线，以虚线表示 等干度线，以红虚线表示等干度线，以红虚线表示干度：汽相的重量分率或摩尔分率干度：汽相的重量分率或摩尔分率 等线，平行于横坐标等线，平行于横坐标n 等线，平行于纵坐标等线，平行于纵坐标PHVx为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益n不同点：不同点：n 三三相相点点在在p-Tp-T图图上上是是一一个个点点，在在T-ST-S图上则是一条线。图上则是一条线。n在在 P-TP-T图图上上是是一一条条线线，在在T-T-S S图上表示一个面。图

48、上表示一个面。n为什么同一体系在不同的图上，为什么同一体系在不同的图上，就表示出不同的点，线，面性就表示出不同的点，线，面性质呢？质呢？为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 二者差别的原因二者差别的原因 n造造成成这这一一差差别别的的根根本本原原因因，就就在在于于气气液液固固的的熵熵值值不同不同.n实实验验证证明明：在在同同一一温温度度下下，S汽汽液液固固，因因熵熵的的微微观观性性质质就就是是混混乱乱度度的的体体现现，气气体体的的混混乱乱度度最最大大，固固体体的的混混乱乱度度最最小小，因因此此就就表表现现出出气气体

49、体的的熵在同一温度下大于液体和固体的熵值。熵在同一温度下大于液体和固体的熵值。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益汽液平衡汽液平衡n在在P PT T图图上上，一一个个T T仅仅仅仅对对应应一一个个P P，T T变变化化P P也也随随着变化，所以在着变化，所以在P PT T图上就出现了汽液平衡线。图上就出现了汽液平衡线。n在在同同一一P P，T T下下，饱饱和和蒸蒸汽汽的的熵熵不不同同于于饱饱和和液液体体的的熵熵，且且S汽汽液液，所所以以在在T TS S图图上上饱饱和和蒸蒸汽汽线线位位于于饱饱和和液液体体线线的的右右

50、边边，二二线线中中间间所所谓谓的的平平面面就就是是汽汽液平衡区。液平衡区。为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益三相点：三相点：nP-T图图上上三三相相点点意意味味着着在在此此T,P下下，气气液液固固三三相相共共存存，但但由由于于在在同同一一T,P下下，气气液液固固三三相相的的熵熵不不同同,S汽汽液液固固。n在在TS图上三相共存就以图上三相共存就以ABD一条线来表示一条线来表示.为了规范事业单位聘用关系，建立和完善适应社会主义市场经济体制的事业单位工作人员聘用制度，保障用人单位和职工的合法权益 T-S图线组成的意义图