第六章实际气体性质及熟 力学一般关糸式 Behavior of real gases and generalized thermodynamic relationships 6-1理想气体状态方程用于实际气体偏差 6-2范德亙尔方程和RK方程 6-3维里型方程 6-4对应态原理和通用压缩因子图 65麦克斯韦关系和热系数 6-6热力学能、焓和熵的一般关系式 6-7比热容的一般关系式 6-8通用焓和通用熵图 6-9克劳修斯-克拉贝隆方程和饱和蒸汽压方程 6-10单元系相平衡条件
1 第六章 实际气体性质及热 力学一般关系式 Behavior of real gases and generalized thermodynamic relationships 6-1 理想气体状态方程用于实际气体偏差 6-2 范德瓦尔方程和R-K方程 6-3 维里型方程 6-4 对应态原理和通用压缩因子图 6-5 麦克斯韦关系和热系数 6-6 热力学能、焓和熵的一般关系式 6-7 比热容的一般关系式 6-8 通用焓和通用熵图 6-9 克劳修斯-克拉贝隆方程和饱和蒸汽压方程 6-10 单元系相平衡条件
6-1理想气体状态方程用于实际气体偏差 1.5 35K(63R) 理想气体P=RT=1[mxw如m RT 200K(360°R) 1.0 300K(540°R) 实际气体p1=2R7 压缩因子 (compressibility factor)Z RT 200 p(atm >1 Z RT RT 氢不同温度时压缩因子 与压力关系 2
2 6–1 理想气体状态方程用于实际气体偏差 理想气体 g g 1 pv pv R T R T = = 实际气体 g pv ZR T = 压缩因子(compressibility factor) Z g g i pv v v Z R T v R T p = = = >1 =1 <1 g pv Z R T = 氢不同温度时压缩因子 与压力关系
< 76f2>>fi f2(斥力) =07分子当量作用半径 =2n3=4×10-3m 0 f1(引力) r>rf→>0r-分子有效作用半径 在标准状态下(p=1标准大气压,27315K) V=224×103m3/mo6.02×1023个分子 =602×1023×4×10=24×100m3/mol =107×10 所以,可在常温常压下忽略分子间作用力和体积。 4
3 0 2 1 r r f f 在标准状态下（p = 1标准大气压，273.15 K） 3 3 23 m V 22.4 10 m /mol 6.02 10 − = 个分子 23 30 6 3 V 6.02 10 4 10 2.4 10 m /mol − − = = r r f = = 0 0 3 30 3 0 0 4 4 10 m 3 V r − = = r r f → 0 —分子当量作用半径 r —分子有效作用半径 0 r 所以，可在常温常压下忽略分子间作用力和体积。 4 m 1.07 10 V V − =
6-2范德瓦尔方程和RK方程 范德瓦尔方程 CO 323K 10 350K p+M(m-b b=Rt 313 304K a,b物性常数 286KG 273.l6KH 内压力 0 0.2 0.4 气态物质较小 n/(10 3 液态,如水20℃时,1.05×10Pa V-分孑自由活动的空间
4 6–2 范德瓦尔方程和R-K方程 一、范德瓦尔方程 ( m ) 2 m a p V b RT V + − = a,b—物性常数 2 m a V 内压力 气态物质较小 液态，如水20℃时,1.05×108Pa Vm —分子自由活动的空间
范氏方程: 12 1)定性反映气体 CO 323K py7关系; 10 350K 2)远离液态时 313K 即使压力较高,计 304K 算值与实验值误差 较小。如N2常温下 286K 100MPa时无显著误 差。在接近液态时 273.l6KH 误差较大,如CO2常 温下5MPa时误差约 0 4%,100MPa时误差 0.2 0.4 0.6 35% n/(103m3mol-) 3)巨大理论意义。 5
5 范氏方程： 1）定性反映气体 p-v-T关系； 2）远离液态时， 即使压力较高，计 算值与实验值误差 较小。如N2常温下 100 MPa时无显著误 差。在接近液态时， 误差较大，如CO2常 温下5MPa时误差约 4%，100MPa时误差 35%； 3）巨大理论意义