第6章实际气体的热力性质祥解.pptVIP

* * 第6章 实际气体的热力性质 §6.1 实际气体与理想气体的热力性质区别 理想气体为永久气体，不存在气-液相变的问题 理想气体有较为简单的状态方程和热力性质: ·理想气体遵循状态方程Pv = RgT； ·理想气体的热力学能、焓和比热容都仅为温度的函数 ·理想气体遵循迈耶公式 cp – cv = Rg，且有 ·理想气体有下列熵变表达式： 已得出的对理想气体和实际气体均适用的一些结论: ·热力学第一定律 ·定容比热和定压比热的定义 ·焓的定义式 ·可逆定容过程 ·可逆定压过程 ·绝热过程 ； ； ； ； ； ； ； （无论可逆与否） §6.2 汽-液相变的若干概念 ⑴纯物质系统：化学成分均匀一致的物质系统 ⑵相：物质内部性质均匀一致的某种聚集体 相与相之间存在着相界面，界面两边的物质的物理性质或化学性质各不相同 纯物质的汽、液、固三相在一定条件下可以平衡共存，也可以在外界的作用下相互转化 通常物质发生相变时体积要发生变化；伴有相变潜热。相变时的体积变化和相变潜热的大小与发生相变时的具体条件有关 对于一种物质，压力一定，相变潜热一定 就同一物质而言，不同集态将形成不同的相 ⑶汽化：指物质由液态转变为气态的过程 汽化过程包括蒸发和沸腾两种现象： 蒸发——特指发生在液体表面上的汽化过程，可在任何温度下发生 沸腾——在液体内部发生并产生大量气泡的汽化过程。沸腾过程只在沸点下才会发生；一定压力对应一定的沸点 物质的汽化潜热随压力增大而减少 ⑷凝结：指物质由气态转变为液态的过程，也称液化 ⑸汽化潜热：汽化过程中1 kg液态物质（饱和液）完全汽化所需的热量 沸腾时，系统中汽、液两相随时都是能够是平衡共存的，即系统时刻处于饱和状态 ⑹饱和现象：系统中液化和汽化过程达到动态平衡，汽、液两相平衡共存，各自质量不变 沸点即饱和温度 汽化 液化 1 v’1 1’ 1” P v v”1 §6.3 气-液相变过程 安德鲁用CO2进行定温压缩试验，很好地说明了物质气-液相变过程的特点，人称安德鲁试验 CO2气体在T1下定温压缩至对应的一定压力P1（比体积v”1）时开始液化 T1 P1 继续定温压缩只是液体增多，不再升压，过程既定温又定压 从起始到完全液化的整个过程中，除起始状态为气态，终了时为液态外，系统内一直处于气-液两相平衡的状态——饱和状态，其中液相的质量份额从0逐渐增大到1，而汽相的质量份额则从1降到0 最终CO2气体完全压缩成为液体（比体积v’1 ） 开始液化时为饱和蒸汽； 液化结束时为饱和液体 1 v’1 1’ 1” P v v”1 T1 P1 继续对CO2液体进行定温压缩，结果压力急剧升高，不再保持与温度对应的关系，比体积减少极小——液体近似为不可压缩 1L 提高温度至T2，重复上述压缩过程 T2 气体要到对应较高的压力P2， 较小的比体积v”2 时才开始液化 P2 v”2 液化完成时的比体积v’2则较大 v’2 液体的压缩与前述过程一样 1 v’1 1’ 1” P v v”1 T1 P1 1L T2 对CO2气体，若在304.19K下定温压缩，过程进行到Pc=7.382 MPa，vc=03/kg时将发生从气体到液体的连续过渡，不再出现定温-定压的过程段，过程曲线在该处出现一拐点 该点称为临界点。临界参数是物质的重要特性 c 超过临界温度后，再不可能把气体压缩成液体，气体将一直保持为气态，其定温压缩线随温度升高愈来愈接近于等腰双曲线（表现出理想气体特性） 联结液化开始和结束的各点，成为上界限线和下界限线，交汇于临界点c 上界限线 下界限线 原则上认为气体一旦压缩到临界点c立即全部液化 1 v’1 1’ 1” P v v”1 T1 1L c 上界限线 下界限线 普遍说来，实际气体在P-v图上显现出来的所有状态，按不同类型汇集起来可用“1点、2线、3区、5态”一语概括： 5态：过热蒸汽、（干）饱和蒸汽、湿蒸汽、饱和液体、未饱和液体； 2线：饱和汽线（上界限线）、饱和液线（下界限线） 1点：临界点c； 3区：过热汽区（临界等温线上段与上界限线以右区域）、 湿蒸汽区（上、下界限线之间的钟罩型区域）、 未饱和液区（临界等温线上段与下界限线以左区域） Tc 过热汽 未饱和液 湿蒸汽 临界参数是物质的一种重要特性。临界状态下物质的汽、液两相没有区别(v’=v”)，相界面消失；不存在温度超过Tc而能够处于稳定平衡态