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第五章 纯净流体的热力学性质1.热力学曲面与相图 重点内容: 2.纯净流体的状态方程3.固定组元物质的热力学微分关系式4.纯净流体热力性质的计算5-1 热力学曲面与相图什么是纯净物质呢？ 1.广义的定义：成分均匀的物质，可以以单相和多相的形态存在。 注：（1）单元系的物质都是纯净物质，如O2，N2等； （2）习惯上，化学性质稳定的单相混合物，如 空气，也认为是纯净物质。2.热力学曲面与相图 确定质量和成分固定的纯净物质的热力学平衡态只需两个独立参数。 下图给出了凝固时体积收缩的物质的热力学曲面 从图中我们可以得出以下几个结论： （1）单元系的平衡态可以用p-v-T直角坐标系内的三维热力学曲面表示；凝固时膨胀的物质热力学曲面和相图(2)p-v-T曲面上的点代表物质的平衡态；凝固时膨胀的典型物质为水热力学曲面图在P-T面投影图 在各单相区之间是两相共存区： 固-液 气-液 气-固热力学曲面在P-V面的投影 气固液三相共存的平衡态是一条直线，如图所示三相共存的平衡态特征为压力P,温度T一定凝固时收缩的物质热力学曲面与相图临界点三相点热力学曲面图在P-T面的投影 在压力不变的情况下，随着温度的升高，物体由液态变为气态，如图中a-b所示，其中c点为临界点。热力学曲面图在P-V面的投影饱和液线饱和气线(3)在气相（v）、液相（L）和固相（s）三个单相 区，热力学曲面 是曲面，在各单相区之间是两相共存区：气-液（v-L）、固-液（s-L）和气-固(v-s)；（4）在两相区的等压线即为等温线，热力学面与等压截面的交线平行于v轴（比体积轴）；（5）气-液-固三相共存的平衡态是一条直线，三相线各点的压力和温度则是固定的，但是三相平衡态的比体积却因各相的组成不同而不同。3.热力学曲面与相图的基本性质饱和线定义：单相区和两相区的分界线。分类：a. 饱和液态线:液相 和 液-气两相共存的分界线； b.饱和气态线：气相与液-气两相共存的分界线。 在热力学曲面p-v面的投影图上可知，饱和液线左边的区域是过冷液区，饱和气线右边的区域是过热蒸汽区。在饱和液线和饱和气线之间的区域是蒸汽和液体共存的两相区，其中蒸汽和液体分别处于饱和气态和饱和液态。（联系工程热力学中水的热力学曲面）4.水蒸气的热力学曲线 一点 （临界点） 两线 (饱和水线、饱和蒸汽线) 三区 （不饱和水区、饱和湿蒸汽区、过热蒸汽区） 五态 (不饱和水、饱和水、饱和湿蒸气、干饱和蒸汽、过热蒸汽）。