工程热力学课件：第六章实际气体的性质

1、第六章 实际气体的性质及热力学一般关系式Thermodynamic differential relation and the property of real gas研究实际气体热力性质的方法1. 理论分析方法 从实际气体的微观结构出发，物理意义清晰，但建模时作了一定简化，精确度不够。2.实验研究方法 以热力学微分方程式为工具，确定 与可测参数（p,v,T,cp )之间的关系，编制工质热力性质表。为什么研究状态方程？ 热力学微分关系式，建立了各热力学参数与状态方程的关系，只要已知某物质的状态方程和可测参数，其它参数均可求出。 问题归结于如何建立实际气体的状态方程。（1）分子不占有体积（2）分

2、子之间没有作用力6-1 实际气体对理想气体性质的偏离 实际气体理想气体两个假定： 为反映实际气体与理想气体的偏离程度定义压缩因子。压缩因子Z的物理意义 相同T,p下理想气体比容表明实际气体难于压缩Z反映实际气体压缩性的大小，从可压缩性大小的角度来描述实际气体对理想气体的偏离。表明实际气体易于压缩实际气体可压缩性产生偏离的原因？(1) 分子占有容积，自由空间减少，不利于压缩(2) 分子间有吸引力，易于压缩关键看何为主要因素O2取决于气体种类和状态压缩性大压缩性小pZH2CO2idealgas1范围广，精度差范围窄，精度高6-2 范.德瓦尔方程和R-K方程提出最早，影响最大， 1873年范.德瓦尔

3、方程几百种状态方程范.德瓦尔从对理想气体假设的修正出发为得到准确的实际气体状态方程范.德瓦尔状态方程 （1）分子本身有体积，分子可自由活动空间减小，用Vm b 表示；理想气体：范.德瓦尔方程（2）分子间有吸引力，减少对壁面的压力，用内压力修正；内压力用表示；注：式中 a , b 由实验测得。范.德瓦尔状态方程定性分析 随（p,T）不同，v可以有：一个实根，两个虚根范.德瓦尔方程三个不等实根三个相等实根实际气体的p-v图在各种温度下定温压缩某物质得p-v图临界点C：三个相等实根拐点极值点范.德瓦尔方程的临界点参数 不准确实验确定表6-1C点压缩因子多数物质范.德瓦尔斯方程的缺陷：用在临界区或其附

4、近区存在较大的误差，定量计算不准确；后人在此基础上提出许多派生方程其它经验性状态方程 R-K方程P-R方程影响最大6-3 对应态原理与通用压缩因子图 能不能找到一个普遍化的通用的状态方程？ 上述经验性状态方程，不同物质的a和b不同，所以方程没有通用性。 且a和b的拟合需要有足够的实验数据。通用状态方程 对物质实验数据显示 ：发现各物质在临界点附近物性曲线相似； 临界点C，均有取对比参数 用 建立方程，有可能得到通用化方程范.德瓦尔对比态方程 与物质种类无关对比态原理 不同物质，p,T相同，v不同能满足同一个 的同类物质，若两个对比参数相等，则另一个必相等 对比态原理 对比态方程满足同一个对比态方程的物质，称为热力学相似的物质。对比态原理 另一形式的对比态方程大多数物质取ZC为某常数编制通用压缩因子图的理论依据通用压缩因子图ZC=0.29Zpr1.01.06.010.0