化工热力学的教学课件2.ppt

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1、第二章流体的p-V-T关系§1、纯物质的p-V-T关系§2、气体的状态方程§3、对比状态原理及其应用§4、真实气体混合物的p-V-T关系§5、液体的p-V-T关系第二章流体的p-V-T关系本章要求：1.了解纯物质的P-T图和P-V图2.正确、熟练地应用R-K方程、两项维力方程计算单组分气体的P-V-T关系3.正确、熟练地应用三参数普遍化方法计算单组分气体的P-V-T关系4.了解计算真实气体混合物P-V-T关系的方法，并会进行计算。第二章流体的p-V-T关系本章可解决的实际问题：1.流体的P-V-T关系可直接用于设计如：1）一定T、P下，ρ？Vm?2)管道直径的选取

2、：流量3）储罐的承受压力：P2.利用可测的热力学性质（T，P，V，Cp）计算不可测的热力学性质（H，S，G，f，φ，α，γ）（将在第三、四章介绍）第二章流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系图2-1物质的p-V-T相图第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系图2-2纯物质的p-T图第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系c点：临界点(CriticalPoint)，该点表示纯物质汽-液两相可以共存的最高温度Tc和最高压力Pc。在图中高于Tc和Pc，由虚线隔开的区域成为密流区，密流区的流体称超临界流体或简称流体，在这个区域

3、流体的属性不同与气体也不同于液体，它具有特殊的属性。第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系图2-3纯物质的p-V图第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系对于纯物质而言，在单相区里，P-V-T三者之间存在着一定的函数关系，用数学式表示为：(隐函数关系）f(T,V,P)=0第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系显函数关系：第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系第二章   流体

4、的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系第二章   流体的p-V-T关系——纯物质的p-V-T关系第二章   流体的p-V-T——纯物质的p-V-T关系第二章   流体的p-V-T关系——气体的状态方程状态方程是流体p-V-T的解析表达式。既有将p作为函数（T，V作自变量）的形式如，p=p（T，V），也有以V为函数（T，p作自变量）的形式，如V=V（T，p）。这两种形式所适用的范围有所不同。目前以前者为普遍，也是介绍和应用的重点。第二章   流体的p-V-T关系——气体的状态方程应当注意，以T，V为自变量的状态方程，虽然能方便地用以T，V为独立变量的系统的性质计

5、算，但也可以用于以T，p为独立变量的系统的性质计算，只是计算时需要先计算V（类似于数学上的求反函数）。对于T，p为自变量的情况也是相似的。第二章   流体的p-V-T关系——气体的状态方程从研究方法上看，状态方程可以分为理论型、经验型和半理论型；从形式上看，又可以分为立方型（可化为V的三次多项式）和高次型。第二章   流体的p-V-T关系——气体的状态方程状态方程的应用：（1）精确计算广泛范围内的p-V-T数据，减少实验数据工作量；（2）用状态方程计算不能实验测定的其他热力学性质；（3）状态方程用进行相平衡计算，如饱和蒸汽压、气液平衡、液液平衡等。第二章   流体

6、的p-V-T关系——气体的状态方程1理想气体状态方程?2维里方程?3立方型状态方程(两常数)4多常数状态方程（精密型）第二章   流体的p-V-T关系——气体的状态方程1、理想气体状态方程PV=nRT（1）理想气体的两个假设A.气体分子间无作用力?B.气体分子本身不占有体积第二章   流体的p-V-T关系——气体的状态方程（2）掌握理想气体气体状态方程需明确的三个问题�A.理想气体本身是假设的，实际上是不存在的。但它是一切真实气体当P→0时可以接近的极限，因而该方程可以用来判断真实气体状态方程的正确程度，即：真实气体状态方程在P→0时，应变为PV=nRT第二章  

7、 流体的p-V-T关系——气体的状态方程（2）掌握理想气体气体状态方程需明确的三个问题�B.低压下的气体（特别是难液化的N2，H2，CO，CH4，…），在工程设计中，在几十个大气压（几个MPa）下，仍可按理想气体状态方程计算P、V、T：而对较易液化的气体，如NH3，CO2，C2H4（乙炔）等，在较低压力下，也不能用理想气体状态方程计算。第二章   流体的p-V-T关系——气体的状态方程（2）掌握理想气体气体状态方程需明确的三个问题�C.应用理想气体状态方程时要注意R的单位（第6页，表2-1）常用的是（SI制）?当T（K），P（Pa），V（m3/mol）时，R=8.

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