化工熱力學(xué)-第三章-資料下載頁
2025-08-04 14:31本頁面
【正文】 點(diǎn)表現(xiàn)在： ? 使用方便； ? 易看出變化趨勢(shì) ， 易分析問題； ? 讀數(shù)不如表格準(zhǔn)確 。 TS圖 ◆ 作用：幫助解決熱功效率問題， 獲取熱力學(xué)性質(zhì)。 ◆ 圖形 C A B D T S 固 固+液 液 汽 +液 氣 （ 1） 6個(gè)區(qū)： 3個(gè)單相區(qū)： S、 L、 V 3個(gè)兩相區(qū)： S/V、 S/L 、 V/L 固 +汽 （ 2）完整的Ｔ－Ｓ圖具有以下曲線 S T ◎ 飽和曲線ＢＣＤ BC－ 飽和液體線 CD－ 飽和蒸汽線 B C D ◎ 等壓線 P ◎ 等Ｈ線 H V ◎ 等容線 x ◎ 等干度線 ◎ 等 T線 ◎ 等 S線 由 T、 P、 V、 H、 S中的任意 2個(gè)性質(zhì)可查得其余 3個(gè)性質(zhì)。 濕蒸汽：汽液共存時(shí)的 蒸汽 。 干 度：汽相的重量分 率或摩爾分率 。 飽和液體與飽和蒸汽混合物的性質(zhì) M由下式計(jì)算： xMxMM svsl ??? )1(式中： g— 氣相； l— 液相； x— 干度 。 ?當(dāng)物質(zhì)狀態(tài)確定后 ， 其熱力學(xué)性質(zhì)均可以在 TS圖上查得 。 ?對(duì)于單組分物系 ， 給定兩個(gè)參數(shù)后 ， 其性質(zhì)就完全確定 ，該狀態(tài)在 T－ S圖中的位置亦就確定 。 ?對(duì)于單組份兩相共存區(qū) ， 自由度是 1， 確定狀態(tài)只需確定一個(gè)參數(shù) ， 它是飽和曲線上的一點(diǎn) ， 若還要確定兩相共存物系中汽液相對(duì)量 ， 還需要規(guī)定一個(gè)容量性質(zhì)的獨(dú)立參數(shù) 。 ?TS圖概括了物質(zhì)性質(zhì)的變化規(guī)律 。 （ 3） TS圖小結(jié) （ 4）利用 T－ S圖表示過程 ? ① 等壓加熱過程過程 S T 物系與外界所交換的能量 ??? 21SSp T d SHQ ?= 面積 12341 3 4 2 1 等 P T1 T2 等 P線 由于節(jié)流過程與外界無熱和功的交換 ， △ S環(huán) =0 節(jié)流后 ,S2＞ S1 4564?液汽T S 說明節(jié)流過程是不可逆過程 。 P2 P1 等 H線 5 6 3 4 等 H線 ② 節(jié)流膨脹過程： 高壓氣體節(jié)流至低壓，是等焓過程。 012 ＞SSSS t ?? ＝體??體環(huán) SSt ??? ??S據(jù)熱力學(xué)第二定律： 1 2 T1 T2 若膨脹前物流溫度較低 (3點(diǎn) ),等焓膨脹后 (4點(diǎn) ) 進(jìn)入兩相區(qū) 。 S T ③ 絕熱膨脹過程 ◆ 可逆絕熱膨脹過程 是等熵過程 (線段 1→2) 據(jù)熱力學(xué)第一定律 ? ? 12 HHHW SSR ??? ?◆ 不可逆絕熱膨脹過程 是熵增加的過程，不可逆絕熱膨脹功為 12 HHW S ?? ?P1 P2 2’ 1 2 ㏑ PH圖 ? 這種圖主要用于熱機(jī) ，壓縮機(jī) ,冷凍機(jī)中工質(zhì)狀態(tài)變化有關(guān)問題 。 等變量線：等干度 x線、 等 T線 、 等 S線 、 等 V線 。 由 T、 P、 V、 H、 S中的任意 2個(gè)性質(zhì)可查得其余 3個(gè)性質(zhì)。 例題 311 剛性容器的體積為 1m3， 內(nèi)存有 ， 壓力是 。 問至少需要多少熱量才能使容器中的水完全汽化 ？ 此時(shí)容器的壓力多大 ？ 飽和汽31 mVsvt ?31 mV slt ?飽和汽32 1mVt ?21 tt UU ?解：對(duì)于封閉系統(tǒng) ， 有 UWQ ???故因 0?WtUQ ??：）計(jì)算（ 11 tU由 p1= ： ?????????????????1111131131 5 0 1 81 6 7 30 4 3 gJUgJUgcmVgcmVsvslsvsl12 tt UU ??slslsvsvt UmUmU 11111 ??gVVm svsvtsv 16 73 6111 ????gVVm slsltsl 6111 ????slslsvsvt UmUmU 11111 ?? 91 ??????：）計(jì)算（ 22 tU svtt UmU 222 ?gmmm slsvt 8 4 8 3112 ???)( 00 13222????? gcmmVVttsv查得：由 132 ??? gcmV sv?????????? 1252gJUPapsvssvtt UmU 222 ? J810241 83 ????JUUUQ ttt 8712 100 2 6 )1 4 9 1 ( ???????? ?總 結(jié) 一 、 純物質(zhì)熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算 ◆ 基本思路：由可測量的熱力學(xué)性質(zhì) （ p、 V、 T、 Cp、 Cv）推算不可測量的熱力學(xué)性質(zhì) （ H、 S、 U、 A、 G、 f 和 φ等 。 ◆ 依據(jù)：熱力學(xué)第一 、 第二定律 V d pS d TdGp d VS d TdAV d pT d SdHp d VT d SdU??????????◆ 方法： （ 1） EOS+Cpig ◎ 偏離函數(shù)：定義 、 參考態(tài)的選取 。 ◎ 熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算： ? ? ? ?? ?),(),(),(),(),(),(),(),(1122111122221122PTMPTMPTMPTMPTMPTMPTMPTMigigigig???????偏離函數(shù) + EOS + CPig 可計(jì)算任意熱力學(xué)性質(zhì)變化 （ 2） 三參數(shù)對(duì)應(yīng)狀態(tài)原理 )1()0( ???? ?????CcPT???rrPTT、 P ???)1()0(??查圖 ω Ω （ 3） 熱力學(xué)性質(zhì)圖表 二 、 定組成混合物熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算 純物質(zhì)的計(jì)算＋混合法則 三 、 逸度和逸度系數(shù) 逸度的定義：微分式和積分式 fR T ddG ln????pfP ?? 0lim參考態(tài) 逸度系數(shù)的定義： 逸度和逸度系數(shù)的計(jì)算 由逸度和逸度系數(shù)表示的平衡準(zhǔn)則 slsvslsv ff ?? ?? 或 一 、 是否題 象 dU=TdSPdV等熱力學(xué)基本方程只能用于氣體 ， 而不能用于液體或固相 。 （ 錯(cuò) 。 能于任何相態(tài) ） 理想氣體的狀態(tài)方程是 PV=RT， 若其中的壓力 P用逸度 f代替后就成為了真實(shí)流體狀態(tài)方程 。 （ 錯(cuò) 。 因?yàn)橐荻炔皇沁@樣定義的 ） 逸度與壓力的單位是相同的 。 （ 對(duì) 。 ） 由于偏離函數(shù)是在均相體系中引出的概念 ， 故我們不能用偏離函數(shù)來計(jì)算汽化過程的熱力學(xué)性質(zhì)的變化 。 （ 錯(cuò) 。 可以解決組成不變的相變過程的性質(zhì)變化 ） 由一個(gè)優(yōu)秀的狀態(tài)方程 ， 就可以計(jì)算所有的均相熱力學(xué)性質(zhì)隨著狀態(tài)的變化 。 （ 錯(cuò) 。 還需要模型 ） 二 、 選擇題： 對(duì)于一均勻的物質(zhì) ， 其 H和 U的關(guān)系為 （ ） A. H≥U B. HU C. H=U D. 不能確定 （ B。 因 H＝ U＋ PV）
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