工程熱力學(xué)---第6章實際氣體性質(zhì)及熱力學(xué)一般關(guān)系式-免費閱讀
【正文】 49 變質(zhì)量單元系統(tǒng)熱力學(xué)能 ，因此 ),( nVSUU ?, , ,d d d dV n S n V SU U UU S V nS V n? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?? ? ?? ? ? ? ? ?質(zhì)量不變的單元系統(tǒng)，其熱力學(xué)能微元變量可寫成 d d dU T S p V??pVUTSUnSnV???????????????????,所以 ?表征了推動物質(zhì)轉(zhuǎn)移的勢 — 單元系的化學(xué)勢 變質(zhì)量單元系微元過程中熱力學(xué)能變化為： d d d dU T S p V n?? ? ?式中右側(cè)三項分別表示熱傳遞、功傳遞和質(zhì)量傳遞對 熱力學(xué)能變化的貢獻(xiàn)。所以孤立系統(tǒng)的熵增原理給出了 平衡的一般判據(jù) 。 Ss TThhss ????? ????dd ( )S spT T v v????? ??? ??? 克勞修斯 克拉貝隆方程是普遍適用的微分方程式，它將兩相平衡時的斜率、相變潛熱和比體積三者相互聯(lián)系起來。 例 A320309 例 A320377 ) 0 K pVb T c c??41 *68 通用焓與通用熵圖 通常 ,實際氣體的焓、熵等數(shù)據(jù)以圖表形式給出，供工程應(yīng)用。和垂直向上加符號。 14 二、通用壓縮因子和通用壓縮因子圖 mp V Z R T?2. 通用壓縮因子圖 mc r c r m , c r c r//p V R TZZ p V R T?若取 Zcr為常數(shù)，則 ? ?2 r r,Z f p T?1. 壓縮因子圖 r m ,rrpVT?? ?1 r r m , r c r, , ,Z f p T V Z? ? ?1 39。 23g1 39。1 第六章 實際氣體性質(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)方程用于實際氣體偏差 理想氣體 gg1pvp v R TRT??實際氣體 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 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。 39。 r r c r,f p T Z?對應(yīng)態(tài)原理 15 16 17 18 19 21 6–5 麥克斯韋關(guān)系和熱系數(shù) 理想氣體 實際氣體 gdddddddVpVu c Th c TTvs c RTv????d?d?d?uhs??? 氣體的 u、 h、 s等參數(shù)無法直接測量，實際氣體的 U、 h、 s也不能利用理想氣體的簡單關(guān)系，通常需依 據(jù)熱力學(xué)第一、第二定律建立這些參數(shù)與可測參數(shù)的 微分關(guān)系求解 。 例 A322343 例 A320254 30 五、熱系數(shù) 1. 定義 1 1 / KVpvvT??????????(the volumetric expansion coefficient) 等溫壓縮率（ 又稱 定溫壓縮系數(shù) ） 1 1 / PaTTvvp???????????(the isothermal coefficient of pressibility) 定容壓力溫度系數(shù) ： 11 / KvppT? ???? ?????2. 相互關(guān)系 由循環(huán)關(guān)系可導(dǎo)得： TV p ??? ?體積膨脹系數(shù) (又稱 定壓熱膨脹系數(shù) ） 31 3. 其他熱系數(shù) 等熵壓縮率 (coefficient of adiabatic pressibility)： ss pvv ???????????? 1?焦耳 湯姆遜系數(shù) (the JouleThomson coefficient)等 這些熱系數(shù)有明顯物理意義，由可測量（ p,v,T）構(gòu)成，故應(yīng)用廣泛。這些圖表是據(jù)氣體的狀態(tài)方程及焓、熵等一般關(guān)系，結(jié)合實驗數(shù)據(jù)制得的。因此，可以從其中的任意兩個數(shù)據(jù)求取第三個。這個判據(jù)稱為平衡的熵判據(jù)，表述為 “ 孤立系統(tǒng)處在平衡狀態(tài)時，熵具有最大值 ” 。 50 結(jié)合 H、 F和 G的定義，可得 d d d dH T S V p n?? ? ?d d d dF S T p V n?? ? ? ?d d d dG S T V p n?? ? ? ?pTTVSpSV nGnFnHnU,????????????????????????????????????? 進一步分析還可得出，化學(xué)勢在數(shù)值上與摩爾吉布斯函數(shù)相等 mG? ?三、 單元系相平衡條件 考慮由同一種物質(zhì)的兩個不同的相和組成的孤立系 ， 51 兩相已分別達(dá)到平衡，它們的溫度、壓力和化學(xué)勢分別為 Tα、Tβ、 pα 、 pβ和 μα 、 μβ，則根據(jù)孤立系統(tǒng)熵
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