C2纯物质的pVT关系总结.pptxVIP

第二章流体的p-V-T关系TheP-V-TRelationshipandEquationofState2.1纯物质的P-V-T相图2.2气体的状态方程2.3对应态原理2.4混合法则

流体指除固体以外的流动相（气体、液体）的总称。均匀流体一般分为液体和气体两类。万事万物状态、性质的变化绝大多数是由于物质T，p变化引起的。自然界最软的石墨在1400℃，5-10万atm的高温高压下，能变成最硬的金刚石；1atm下，-191℃下的空气会变成液体，-213℃则变成了坚硬的固体。火灾中的液化气罐之所以会发生爆炸，是由于温度升高使液化气由液体变成气体，继而内部压力急剧升高，使液化气罐超压爆炸；

化工生产恰恰就是巧妙利用物质随T、p变化，状态和性质大幅度变化的特点，依据热力学原理来实现物质的低成本大规模生产。例如，先进的超临界萃取技术，就是利用物质在超临界状态具有惊人的溶解能力，从而提取传统化学方法无法提取的高附加值物质。因此研究物质的p-V-T之间的关系有着极其重要的实际应用。

热力学最基本性质有两大类p,V,T，x如何解决？U,H,S,G但存在问题：1)有限的p-V-T数据，无法全面了解流体的p-V-T行为2)离散的p-V-T数据，不便于求导和积分，无法获得数据点以外的p-V-T和H，U，S，G数据易测难测!从容易获得的物性数据（p、V、T、x）来推算较难测定的数据（H，U，S，G）怎么办???

如何解决？只有建立能反映流体p-V-T关系的解析式才能解决。这就是状态方程EquationofState(EOS)的由来。流体p-V-T数据+状态方程EOS是计算热力学性质最重要的模型之一。EOS反映了系统的特征，是推算实验数据之外信息和其它物性数据不可缺少的模型。

2.1纯物质的P-V-T相图2.1.1T–V图2.1.2P-V图2.1.3P-T图2.1.4P-V-T立体相图2.1.5纯流体P-V-T关系的应用

例：在常压下加热水带有活塞的汽缸保持恒压液态水2.1.1T-V图

1－过冷水2－饱和水3－汽液混合物4－饱和水蒸汽5－过热水蒸汽Tv12534降温液化0.02atm85atm

过热蒸汽（过饱和液体）：指定温度下的纯物质，当外压低于该温度下的饱和蒸汽压(温度高于该外压下的沸点)时，该状态下的纯物质为过热蒸汽。饱和液体（或蒸汽）：指定温度下的纯物质，当外压等于该温度下的饱和蒸汽压(温度等于该外压下的沸点)时，该状态下的纯物质为饱和液体（或饱和蒸汽）。如：t=300℃，1atm的水；300℃水的饱和蒸汽压是85atm如：t=100℃，1atm的水过冷液体（未饱和液体）：指定温度下的纯物质，当外压高于该温度下的饱和蒸汽压（温度低于该压力下的沸点）时，该状态下的纯物质为过冷液体。如：t=20℃，1atm的水20℃水的饱和蒸汽压是0.02atm

Vm3/kgTTcvc临界点p=2MPapc=22.1MPa饱和液相线饱和气相线液体气体气液两相区p=0.01MPap=12MPap=25MPa压力越高沸点越高；压力越高饱和液体摩尔体积越大饱和水蒸气的摩尔体积越小。T-V图表明：温度小于临界温度加压液化

2.1.2P-V图Pv125341－过冷水2－饱和水3－汽液混合物4－饱和水蒸汽5－过热水蒸汽加压液化例：水在常温下减压

Vm3/kgpPcvcCriticalpointTTcTTcTc饱和液相线饱和气相线气相气液两相液相1）等温线为光滑的曲线或直线；2）高于临界温度的等温线光滑无转折点；3）低于临界温度的等温线有转折点，由三部分组成：左段代表液体，曲线较陡；右段是蒸气；中段水平线代表汽液平衡。中段等温线对应的压力是汽液平衡压力，即饱和蒸气压（简称蒸气压）。

当ppc,TTc时，加压或降温均可液化，属于蒸汽（V汽体）。当ppc,TTc时，只有降温才能液化，属于气相（G气体）。当p=pc,T=Tc时，气液两相性质相同。Vm3/kgpPcvcCriticalpointTTcTTcTc饱和液相线饱和气相线气相气液两相液相

气体液化有两种方法：加压和降温。降温是一定可以达到目的。而加压液化，则是有一定条件的，必须低于临界温度才可以。水的临界温度是374.14℃，也就是说，110℃的水蒸汽，加压可以液化。在临界温度以下的气体叫做“汽”。而400℃的水气，无论加多大的压力，也不会液化；在临界温度以上的气体叫做“气”。

CPV13(T降低)4251）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体2）过冷液体等压加热成过热蒸汽3）饱和蒸汽可逆绝热膨胀4）饱和液体恒容加热5）在临界点进行的恒温膨胀例、将下列纯物质经历的过程表示在p-