工程熱力學(xué)---第6章實(shí)際氣體性質(zhì)及熱力學(xué)一般關(guān)系式(已修改)
2025-03-05 10:39 本頁面
【正文】 1 第六章 實(shí)際氣體性質(zhì)及熱力學(xué)一般關(guān)系式 Behavior of real gases and generalized thermodynamic relationships 61 理想氣體狀態(tài)方程用于實(shí)際氣體偏差 62 范德瓦爾方程和 RK方程 63 維里型方程 64 對應(yīng)態(tài)原理和通用壓縮因子圖 65 麥克斯韋關(guān)系和熱系數(shù) 66 熱力學(xué)能、焓和熵的一般關(guān)系式 67 比熱容的一般關(guān)系式 68 通用焓和通用熵圖 69 克勞修斯 克拉貝隆方程和飽和蒸汽壓方程 610 單元系相平衡條件 2 6–1 理想氣體狀態(tài)方程用于實(shí)際氣體偏差 理想氣體 gg1pvp v R TRT??實(shí)際氣體 gpv Z R T?壓縮因子 (pressibility factor) Z gg ip v v vZRTR T vp? ? ?1 =1 1 gpvZRT?氫不同溫度時(shí)壓縮因子 與壓力關(guān)系 3 120 ffrr ???在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下 （ p = 1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓， K） 3 3 2 3m 2 2 . 4 1 0 m / m o l 6 . 0 2 1 0V ?? ? ? 個(gè) 分 子2 3 3 0 6 36 . 0 2 1 0 4 1 0 2 . 4 1 0 m / m o lV ??? ? ? ? ? ?0 0r r f??3 30 3004 4 1 0 m3Vr ??? ? ?0r r f???—分子當(dāng)量作用半徑 r? —分子有效作用半徑 0r所以，可在常溫常壓下 忽略 分子間作用力和體積。 4m1 . 0 7 1 0VV ???4 6–2 范德瓦爾方程和 RK方程 一、范德瓦爾方程 ? ?m2map V b R TV??? ? ?????a,b—物性常數(shù) 2maV內(nèi)壓力 氣態(tài)物質(zhì)較小 液態(tài)，如水 20℃ 時(shí) , 108Pa Vm —分子自由活動的空間 5 范氏方程： 1）定性反映氣體 pvT關(guān)系； 2）遠(yuǎn)離液態(tài)時(shí)， 即使壓力較高，計(jì) 算值與實(shí)驗(yàn)值誤差 較小。如 N2常溫下 100 MPa時(shí)無顯著誤 差。在接近液態(tài)時(shí)， 誤差較大，如 CO2常 溫下 5MPa時(shí)誤差約 4%， 100MPa時(shí)誤差 35%； 3）巨大理論意義。 6 范德瓦爾常數(shù) a， b求法： 1）利用 p、 v、 T 實(shí)測數(shù)據(jù)擬合 。 2）利用通過臨界點(diǎn) cr 的等溫線性質(zhì)求取 : 臨界點(diǎn) p、 v、 T值滿足范氏方程 crcr 2m , c r m , c rRT apV b V???? ?c r c rcr2 3m ,c rm ,c r200TTRTp p av v VVb??? ? ? ?? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??22c r m , c rc r c rc r c r c r2 7 1 86 4 8 3pVR T R Ta b Rp p T? ? ?? ?c r c r22c32 2 4m , c rm , c r2 600TTRTp p av v VVb? ? ? ???? ? ? ?? ? ? ??? ? ? ?7 物 質(zhì) 空氣 一氧化碳 正丁烷 氟利昂 12 甲烷 氮 乙烷 丙烷 二氧化硫 133 370 3 0 7 9 3 9 0 8 7 8 3 5 1 5 5 7 4 4 6 8 7 5 0 0 8 crT crp 3m ,cr 10V ?c r m , c rcrcrpVZRT???????a bK MPa 3m /mol 31m m ol??62m P a m o l???表 61 臨界參數(shù)及 a、 b值 8 二、 RK方程 ? ?0 . 5m m mR T apV b T V V b????a,b—物性常數(shù) 1）由 p， v， T實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合； 2）由臨界參數(shù)求取 2 2 . 5c r c rc r c r0 . 4 2 7 4 8 0 0 . 0 8 6 6 4R T R Tabpp??臨界溫度 /℃ 臨界壓力 /MPa 臨界比體積 /（ m3/kg） 水 155 二氧化碳 143 氧 438 氫 219 2 9 三、多常數(shù)方程 1. BWR方程 BWR系數(shù) ? ?2m000 2 2 3 6m m m m2m23m1111 VCR T ap B R T A bR T aV T V V VcVeTV??????? ? ? ? ? ? ?????????????其中 B0、 A0、 C0、 b、 a、 c、 α、 γ 為常數(shù) 10 2. MH方程 ? ? ? ?? ? ? ?2 2 2 3 3 3c r c r23m mm5 5 5cr445mme x p e x pe x pTTA B T C A B T CTTRTpVb V b V bTA B T CTAV b V b???? ? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ?? ????? ? ?????????2 3 4 5 2 3 5 2 3 55 .4 7 5 , , , , , , , , , ,A A A A B B B b C C C? ? ，11個(gè)常數(shù)。 11 6–3 維里型方程 23g1p v B C DZ R T v v v? ? ? ? ? ?特點(diǎn) ： 1）用統(tǒng)計(jì)力學(xué)方法能導(dǎo)出維里系數(shù)； 2）維里系數(shù)有明確物理意義；如第二維里系數(shù)表示二個(gè)分子間相互作用；
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