沈维道-工程热力学配套多媒体课件-第6章 实际气体性质.pptxVIP

实际气体性质本章将深入探讨实际气体的性质,包括与理想气体的差异、状态方程、压缩系数和膨胀系数等关键概念。此外,还将介绍范德瓦尔斯方程、维里方程以及其他一些描述实际气体性质的状态方程。最后,还将介绍实际气体性质的测定方法及其在工程应用中的重要性。qabyqaewfessdvgsd

6.1实际气体的性质实际气体与理想气体的区别:实际气体分子间存在排斥力和吸引力,而理想气体分子之间不存在相互作用。这些分子相互作用力影响着气体的状态方程和热力学性质。实际气体的状态方程:与理想气体不同,实际气体的状态方程需要考虑分子间相互作用力和分子自身体积的影响,如范德瓦尔斯方程和维里方程。实际气体的压缩系数和膨胀系数:实际气体的压缩系数和膨胀系数与理想气体有所不同,体现了分子间相互作用力的影响。这些性质在工程计算中很重要。

6.1.1实际气体与理想气体的区别实际气体分子之间存在着排斥力和吸引力,而理想气体分子则不存在相互作用。这些分子之间的相互作用力会影响气体的状态方程和热力学性质。实际气体需要考虑这些分子间相互作用力和分子自身体积的影响,而理想气体则假设分子之间没有相互作用,可以忽略分子的体积。

6.1.2实际气体的状态方程与理想气体不同,实际气体的状态方程需要考虑分子间相互作用力和分子自身体积的影响。这种影响导致实际气体的体积、压力和温度之间的关系更加复杂,无法简单地用理想气体状态方程来描述。因此,科学家们提出了一系列更精确的状态方程来描述实际气体的性质,如范德瓦尔斯方程和维里方程。

6.1.3实际气体的压缩系数实际气体的压缩系数与理想气体有所不同,主要是由于分子间相互作用力的影响。当气体受到压力作用时,分子间距缩小,分子相互作用力增大,从而使气体的压缩系数大于理想气体。这种影响在高压下尤为明显。

6.1.4实际气体的膨胀系数分子间相互作用力影响膨胀与理想气体不同,实际气体分子间存在着吸引力和排斥力。这些相互作用力会影响气体的膨胀性质,使实际气体的膨胀系数有别于理想气体。当温度升高时,分子间距增大,相互作用力减弱,从而加快了实际气体的膨胀。实际气体膨胀系数更大由于分子间相互作用力的影响,实际气体的膨胀系数通常大于理想气体。这种差异在高压下尤为明显,需要在工程计算中予以考虑。

6.2范德瓦尔斯方程1推导过程范德瓦尔斯方程是在考虑气体分子间相互作用力和体积的基础上,对理想气体状态方程进行修正而得到的更精确的气体状态方程。其推导过程较为复杂,涉及分子动力学理论等内容。2常数确定范德瓦尔斯方程中包含两个常数a和b,代表分子之间的吸引力和排斥力。这两个常数需要通过实验数据和经验公式进行确定。3应用领域范德瓦尔斯方程可以更准确地描述实际气体的状态,在工程热力学、化工过程设计等领域得到广泛应用。它为气体性质的预测和计算提供了重要依据。

6.2.1范德瓦尔斯方程的推导分子间相互作用范德瓦尔斯方程是在考虑气体分子间相互作用力的基础上对理想气体状态方程进行修正而得到的。分子之间存在着吸引力和排斥力,这些力会影响气体的体积、压力和温度之间的关系。分子体积的影响理想气体假设分子之间没有相互作用,分子体积可以忽略不计。但实际气体中,分子体积不可忽略,会对气体状态产生影响,需要在状态方程中体现出来。数学推导过程范德瓦尔斯方程的推导过程较为复杂,涉及到分子动力学理论、分子间相互作用势能以及气体分子运动方程等内容。整个推导过程是从理想气体状态方程出发,逐步引入分子相互作用和体积的影响因素。拓展应用范德瓦尔斯方程为描述实际气体性质提供了更准确的数学模型,在工程热力学、化工过程模拟等领域得到广泛应用。它为气体性质的预测和计算奠定了重要基础。

6.2.2范德瓦尔斯常数的确定1实验测定通过实验测量气体在不同温度和压力下的体积和压力数据,可以利用这些实测参数计算得出范德瓦尔斯常数a和b的具体值。2经验公式法科学家们也提出了一些经验公式,通过气体的临界参数和分子量等已知量,可以间接推算出范德瓦尔斯常数的值。3理论计算法对于某些气体分子,还可以运用分子动力学理论和相关的量子化学方法,通过理论计算的方式来确定范德瓦尔斯常数。4数据库查询目前已经建立了完备的范德瓦尔斯常数数据库,可以直接查找某种气体的a和b值。这对工程应用很方便。

6.2.3范德瓦尔斯方程的应用精确描述实际气体性质相比理想气体状态方程,范德瓦尔斯方程能更准确地描述高压下气体的体积、压力和温度之间的关系,从而更好地预测实际气体的性质。化工工艺模拟在化工过程设计中,范德瓦尔斯方程可用于模拟反应釜、蒸馏塔等设备中气体的状态,有助于优化工艺参数和设备尺寸。能源领域应用在天然气开采、石油勘探等能源工程中,范德瓦尔斯方程可用于预测地层气体的状态,为设备选型和生产计划提供依据。

6.3维里方程方程推导维里方程是在考虑气体分子间相互