《化工热力学》课程教学课件（PPT讲稿）第三章 流体的热力学性质

第三章 纯流体的热力学性质

第三章 纯流体的热力学性质

3.1热力学性质间的关系 3.2热力学性质的计算 3.3逸度与逸度系数 3.41 两相系统的热力学性质及 热力学图表

3.1 热力学性质间的关系 3.2 热力学性质的计算 3.3 逸度与逸度系数 3.4 两相系统的热力学性质及 热力学图表

3.1 热力学性质间的关系 一热力学性质分类 1.按性质与物质质量间的关系分类 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。 强度性质：表现出系统质的特性，与物质的 量无关，没有加和性。如P,T等

3.1 热力学性质间的关系 一 热力学性质分类 1.按性质与物质质量间的关系分类 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。 强度性质：表现出系统质的特性，与物质的 量无关，没有加和性。如P,T等

2.按其来源分类 可直接测量的：P,V,T等。 不能直接测量的：U,H,S,A,G等. 可直接测量也可推算：Cp,Cv,K,Z等

2.按其来源分类 可直接测量的：P,V,T等。 不能直接测量的：U,H,S,A,G等. 可直接测量也可推算：Cp,Cv,K,Z等

二、热力学性质的基本关系式 3.1.1 四大微分方程： dU-TdS-pdV (3-1) dH-TdS+Vdp (3-2) dA=-SdT-pdV (3-3) dG-SdT+Vdp (3-4) ■基本定义式： H=U+pV A=U-TS G-H-TS

二、 热力学性质的基本关系式 3.1.1 四大微分方程 : dU=TdS-pdV (3-1) dH=TdS+Vdp (3-2) dA=-SdT-pdV (3-3) dG=-SdT+Vdp (3-4) ▪ 基本定义式： H=U+pV A=U-TS G=H-TS

四大微分方程式是将热一律和热二律与这些性 质的定义式相结合推导出来的。 如（3-1)式： 由热一律知：dU=δQ-δW=δQ-PdV 由热二律知：δQ=TdS 由上述二式推出：dU=TdS-PdV 式(3-2)：由H=U+PV知： dH-dU+d(PV) =dU+VdP+PdV -TdS-PdV+VdP+PdV =TdS+VdP

四大微分方程式是将热一律和热二律与这些性 质的定义式相结合推导出来的。 如（3-1）式： 由热一律知： dU=Q-  W=  Q-PdV 由热二律知：  Q=TdS 由上述二式推出：dU=TdS-PdV 式(3-2) ：由H=U+PV知： dH=dU+d(PV) =dU+VdP+PdV =TdS-PdV+VdP+PdV =TdS+VdP

注意以下几点 四大微分方程的应用： 恒组分，恒质量体系一封闭体系 ●均相体系（单相） ●平衡态间的变化 ●常用于1mol性质

注意以下几点 ▪ 四大微分方程的应用： •恒组分，恒质量体系——封闭体系 •均相体系（单相） •平衡态间的变化 •常用于1mol性质

3.1.2 点函数间的数学关系 ●点函数 点函数就是函数能够通过自变量在图上用点表示出来的函数， Z=f(x,y） 微分得 z),+ dy dz=Mdx+Nd y (3-5) 在x不变时，M对y求偏微分： ) 在y不变时，N对x求偏微分： () 对于连续函数： 02z82 axay oyax →(x) (3-6)

在y不变时，N对x求偏微分： dy y Z dx x Z dZ y x            +        = x x y x z y y M                   =           =    x y z 2 y y x y z x x N                      =        y x z    2 Z=f(x,y) d z = M d x + N d y (3-5) 在x不变时，M对y求偏微分： 对于连续函数： x y x N y M         =           (3-6) 3.1.2 点函数间的数学关系 •点函数 点函数就是函数能够通过自变量在图上用点表示出来的函数. 微分得

(2)变量关系式 通过点函数的隐函数形式推出：p(x,y,z)=0 do dx+ dz 0 若x不变，则dx=0 (dz)=0 00 02 Ox 同理可得： op op ay a

(2)变量关系式 通过点函数的隐函数形式推出：(x,y,z)=0  = 0        +            +        = dz z dy y dx x d     若x不变，则dx=0 ( ) ( ) = 0        +           x x dz z dy y                      = −        y z x   z y 同理可得：                    = −        y x x z y                     = −           x y y x z    = −1                          z x y x z z y y x

3.1.3 Maxwel1l关系式 1.Maxwell第一关系式 dU-TdS-pdV dH-TdS+Vdp as aN dA=-SdT-pdV 1 av dG=-SdT+Vdp dZ=Mdx+Ndy

3.1.3 Maxwell关系式 1.Maxwell第一关系式 V S S V          = −       T p p S V p T         =           S T V T p          =        V S T T p V         = −           p S S V T p            = −       V S V p S T p          =        S T V p T            =        S V T V p T          = −        S p x y x N y M         =           dU=TdS-pdV dH=TdS+Vdp dA=-SdT-pdV dG=-SdT+Vdp dZ=Mdx+Ndy