化工热力学的教学课件3

第三章纯流体的热力学性质流体的热力学性质包括气体、液体的T（温度）、P（压力）、V（体积）、Cp（等压热容）、Cv（等容热容）、U（内能）、H（焓）、S（熵）、A（自由能）、G（自由焓），f（逸度）等。第三章纯流体的热力学性质§1、热力学性质间的关系§2、热力学性质的计算§3、逸度与逸度系数§4、两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质本章目的：由易测的热力学性质（T、P、V、CP、CV）经过适当的数学方法（微积分）求得不可测定的热力学性质（H、U、S、G、…），为以后的热力学分析计算打下基础。第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系热力学函数的分类1）按函数与物质质量间的关系分类⑴广度性质：表现出系统量的特性，与物质的量有关，具有加和性。如：V，U，H，G，A，S等。⑵强度性质：表现出系统的特性，与物质的量无关，没有加和性。如：P，T等。第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系2）按其来源分类⑴可直接测量的：P，V，T等；⑵不能直接测量的：U，H，S，A，G等；⑶可直接测量，也可推算的：Cp，Cv，K，z，β,µJ等。第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系热力学函数的基本关系式第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系四个微分方程式，是我们常用到的微分方程，使用这些方程时一定要注意以下几点：⒈恒组分、恒质量体系，也就是封闭体系；⒉均相体系（单相）；⒊平衡态间的变化；⒋常用于1摩尔时的性质。第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质间的关系第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算1、计算焓变△H和熵变△S的关系式工程上主要用到△H、△S，把dH、dS与P、T、V、CP、CV等易测的性质关联起来。对于单相、纯（定）组分体系，自由度F=2，热力学函数可以表示为两个强度性质的函数，通常选T、P第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算二、理想气体热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算三、真实气体热力学性质计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——热力学性质的计算第三章纯流体的热力学性质——逸度与逸度系数一、逸度与逸度系数的定义逸度是由美国物理学家GibertNentonLews提出的。他引入逸度的概念，用于描述真实溶液的性质，这种方法不但方便，而且数学模式也很简单。第三章纯流体的热力学性质——逸度与逸度系数一、逸度与逸度系数的定义他提出自由焓是化学热力学中特别重要的一个性质，它与温度、压力的基本关系式为dG=-SdT+VdP􀂄恒温时dG=VdP对理想气体对真实气体第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表3.3两相系统的热力学性质及热力学图表对化工过程进行热力学分析，对工程进行工艺与设备计算时，需要物质在各种状态下的焓、熵、比容等热力学参数的数据，虽然可以用前面介绍的方法进行计算，但工程技术人员在解决各种问题时，却希望能够迅速、简便的获得所研究物质的各种热力学性质参数。第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表3.3两相系统的热力学性质及热力学图表为此，人们将某些常用物质（如水蒸气、空气、氟里昂等）的焓、熵、比容和温度、压力的关系制成专用的图或表，常用的有水和水蒸气的热力学性质表（附录四），温熵图、压焓图、焓熵图，这些热力学性质图表使用极为方便。第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表3.3两相系统的热力学性质及热力学图表在同一张图上，知道了温度、压力就可以查出各种热力学性质参数。那么这些图表是如何制作的，有什么共性?如何用？这就是本节我们重点要解决的问题。第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表3.3.1热力学性质表􀂄热力学性质表很简单，它是把热力学个性质以一一对应的表格形式表示出来，其特征表现在：对确定点数据准确，对非确定点需要内插计算，一般用直线内插。􀂄P302附录四水蒸气表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表3.3.2热力学性质图热力学性质图在工程中经常遇到，如空气、氨、氟里昂等物质的热力学性质都制作成图，以便工程计算需要。热力学性质图的特点表现在：使用方便，易看出变化趋势，易于分析问题，但读数不如表格准确。第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表3.3.2热力学性质图􀂄（1）T-S图􀂄（2）H-S图􀂄（3）H-x图第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表3.3.2热力学性质图（1）T-S图作用:帮助解决热功效率问题热力学性质图直观，给人以具体化的概念，也便于内插求出中间值。第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表第三章纯流体的热力学性质——两相系统的热力学性质及热力学图表