沈阳工业大学：《化工热力学 Chemical Engineering thermodynamics》教学资源（PPT课件）第三章 流体的热力学性质

3流体的热力学性质 3.1概述 3.3热力学性质间的关系 3.3热容 34热力学性质的计算 3.5逸度与逸度系数 3.6两相系统的热力学性质及热力学图表 22:05:40

22:05:40 3 流体的热力学性质 3.1 概述 3.3 热力学性质间的关系 3.3 热容 3.4 热力学性质的计算 3.5 逸度与逸度系数 3.6 两相系统的热力学性 质及热力学图表

31概述 学习化工热力学的目的在于应用,最根本 的应用就是热力学性质的推算 本章的主要任务就是将纯物质和均相定组 成混合物系统的一些有用的热力学性质表达成 为能够直接测定的p、V、T及c(理想气体 热容)的普遍化函数,再结合状态方程和c 模型,就可以得到从p、V、T推算其它热力学 性质的具体关系式。即可以实现由一个状态方 程和理想气体热容模型推算其它热力学性质。 22:05:40

22:05:40 3.1 概述 学习化工热力学的目的在于应用，最根本 的应用就是热力学性质的推算。 本章的主要任务就是将纯物质和均相定组 成混合物系统的一些有用的热力学性质表达成 为能够直接测定的p、V、T及Cp *（理想气体 热容）的普遍化函数，再结合状态方程和Cp * 模型，就可以得到从p、V、T推算其它热力学 性质的具体关系式。即可以实现由一个状态方 程和理想气体热容模型推算其它热力学性质

3.2热力学性质间的关系 32.1热力学基本关系式 du= tds-Pdv dh= tds+vdp dA=-Pdy-sdT dg=dpst 热力学基本关系式适用于只有体积功存在的 均相封闭系统 22:05:40

22:05:40 3.2 热力学性质间的关系 3.2.1 热力学基本关系式 热力学基本关系式适用于只有体积功存在的 均相封闭系统 dU TdS PdV dH TdS VdP dA PdV SdT dG VdP SdT = − = + = − − = −

322点函数间的数学关系式 (1)对于全微分 dz dx+ 或 dz=Max ndi 存在着 aM N (2) z ax八a八(az 22:05:40

22:05:40 3.2.2 点函数间的数学关系式 （1） 对于全 微分 或 存在着 （2） dz = Mdx + Ndy x y x N y M         =           dy y z dx x z dz y x            +        =  = −1                          y z x z y y x x z

323 Maxwe关系式 热力学基本关系式 Maxwel系式 du=tds-Pdv OT OP OS OT dh=Tas+vdP P OS OP da=-Pdy-Sat OT O丿 OS do=ldP-SdT OT OP 22:05:40

22:05:40 3.2.3 Maxwell关系式 P T V T S P S V P S T V V S T P S V P T S P V T          = −                 =                 =                 = −        dG VdP SdT dA PdV SdT dH TdS VdP dU TdS PdV = − = − − = + = − 热力学基本关系式 Maxwell关系式

33热容 331理想气体的热容 工程上常用的恒压热容的定义为 C-/OH aT 22:05:40

22:05:40 3.3 热容 3.3.1 理想气体的热容 工程上常用的恒压热容的定义为 p p H C T    =     

理想气体的热容只是温度的函数,通常表 示成温度的幂函数,例如 C=A+b+ct2 + dt3 P 常数A、B、C、D可以通过文献查取,或 者通过实验测定。通过前两种途径获取数据有 困难时,这些常数也可以根据分子结构,用基 团贡献法推算。 22:05:40

22:05:40 理想气体的热容只是温度的函数，通常表 示成温度的幂函数，例如 常数A、B、C、D可以通过文献查取，或 者通过实验测定。通过前两种途径获取数据有 困难时，这些常数也可以根据分子结构，用基 团贡献法推算。 * 2 3 C A BT CT DT p = + + +

332真实气体的热容 真实气体的热容是温度、压力的函数。 工程上常常借助理想气体的热容,通过下列关系 计算同样温度下真实气体的热容 P P +4Cr △C"=△C0(T,P)+△C P △C,△C可以利用普遍化图表或者普遍化关系 式求得。 22:05:40

22:05:40 3.3.2 真实气体的热容 C C C p p p  = +   ( ) ( ) ( ) ( ) 0 1 , , C C T P C T P p p r r p r r  =  +   (0 1 ) ( ) ,   C C p p 真实气体的热容是温度、压力的函数。 工程上常常借助理想气体的热容，通过下列关系 计算同样温度下真实气体的热容 可以利用普遍化图表或者普遍化关系 式求得

333液体的热容 由于压力对液体性质影响较小,通常仅考 虑温度的作用,液体的热容 C=a+bT+ct+dT P 常数a、b、c、d可以通过文献查取,或 者通过实验测定。 22:05:40

22:05:40 3.3.3 液体的热容 由于压力对液体性质影响较小，通常仅考 虑温度的作用，液体的热容 常数a、b、c、d可以通过文献查取，或 者通过实验测定。 l 2 3 C a bT cT dT p = + + +

34热力学性质的计算 341基本关系式 根据相律 T(相数)十(独立变量数)=N(组分数)十2 对于均相单组分的系统来说 i=N+2-T=12.1=2 即热力学状态函数只要根据两个变量即可计算 22:05:40

22:05:40 3.4 热力学性质的计算 3.4.1 基本关系式 根据相律 π(相数)十i(独立变量数)＝N(组分数)十2 对于均相单组分的系统来说 i＝N+2- π ＝1+2- 1 =2 即热力学状态函数只要根据两个变量即可计算