2-1 纯气体的PVT关系修改.pptVIP

* -*- 第2章 流体的p-V-T关系 2.1 纯物质的p-V-T关系 2.2 气体的状态方程 2.3 对比态原理及应用 2.4 真实气体混合物的p-V-T关系 2.5 液体的p-V-T性质 教学目标 了解纯物质的p –V –T 关系。 掌握维里方程的几种形式及维里系数的物理意义；熟练运用二阶舍项的维里方程进行pVT 计算。 了解几个立方型状态方程，重点掌握RK 方程一般形式的使用。熟练运用RK 方程进行气体的pVT计算。 掌握RKS 和PR 方程。并能运用RKS 和PR 方程进行纯流体的pVT 计算。 掌握偏心因子的概念；理解对比态原理的基本概念和简单对比态原理。熟练掌握三参数的对应状态原理和压缩因子图的使用。 2.1 纯物质的p-V-T关系 教学重点 掌握纯物质的p –V –T 图、p –V 图和p –T 图 理解临界等温线在临界点的数学关系 了解直线直径定律 2.1 纯物质的p-V-T关系 纯物质的p-V-T相图 2.1 纯物质的p-V-T关系 2.1 纯物质的p-V-T关系 曲面上分单相区及两相共存区。曲线AC 和BC 代表汽液共存的边界线，它们相交于点C，C 点是纯物质的临界点，它所对应的温度、压力和摩尔体积分别称为临界温度Tc、临界压力pc 和临界体积Vc。 将p –V –T 曲面投影到平面上，则可以得到二维图形。p –T 图和p –V 图。 2.1 纯物质的p-V-T关系 液体水 带有活塞的汽缸保持恒压 常压下加热水 T v 1 2 5 3 4 液体和蒸汽 液体 气体 临界点 饱和液相线（泡点线） 饱和汽相线（露点线） 2.1 纯物质的p-V-T关系 临界等温线在临界点上的斜率和曲率都等于零。 数学上表示为 2.1 纯物质的p-V-T关系 直线直径定律 随着温度变化，饱和液体和饱和蒸汽的密度迅速改变，但两者改变的总和变化甚微。当以饱和液体和饱和蒸汽密度的算术平均值对温度作图时，得一近似的直线。 2.1 纯物质的p-V-T关系 * 推算热力学性质时需要输入流体最基本的性质以及表达系统特征的模型。流体最基本的性质有两大类，一类是p、V、T、组成和热容数据，另一类是热数据（如标准生成焓和标准生成熵等）。后者已在物理化学中进行过详细介绍。 状态方程不仅本身是重要的p-V-T关系式，而且是推算热力学性质不可缺少的模型之一。经典热力学原理给出了所有的热力学性质与p-V-T和cp的依赖关系，欲得到它们之间的具体函数形式，必须引入表达系统特征的模型。流体的p-V-T数据及其状态方程是计算热力学性质最重要的模型之一。 * 图2-1的三维曲面显示了处于平衡态下的纯物质p-V-T关系，曲面以上或以下的空间是不平衡区。三维曲面上“S”、“L”和“G”分别代表固体、液体和气体的单相区； “V/S”、“S/L”和“L/G”分别表示固汽、固液和液汽平衡共存的两相区。 * * 流体p-V-T关系，还可以用以T为参变量的p-T图表示，见图2-3。图中高于临界温度的等温线T1、T2，曲线平滑且不与相界线相交，近于双曲线，即pV=常数。小于临界温度的等温线T3、T4由三个不同部分组成。中间水平线段表示汽液平衡共存，在给定温度下对应一个确定不变的压力，即该纯物质的饱和蒸气压。汽液平衡混合物的组成从左端100%液体变化到右端100%气体。曲线AC为饱和液体线，曲线BC为饱和蒸气线。曲线ACB下面是两相区，其左、右面分别为液相区和气相区。 * 等温线在两相区中的水平线段随着温度升高而缩短，最后在临界温度时缩成一点C。 式(2-1)和式(2-2)提供了经典的临界点定义。Martin和侯虞钧(Hou Yujun)在研究气体状态方程时发现，在临界点p对V的三阶和四阶导数也是零或是很小的数值。 * -*-