汽車熱流學 課件 7.2.2-對應態原理及通壓縮因子圖

16-2實際氣體狀態方程1.范德瓦爾斯方程

(2)方程的分析

a.等溫線

t>31.1℃類雙曲線，與IdealGas近似

t=31.1℃出現拐點，無相變

t<31.1℃出現相變，壓力平行線AndrewCO2實驗1869年

p-v圖t>31.1℃只有1個實根，類雙曲線

t=31.1℃出現3個相等實根，拐點

t<31.1℃出現3個不等實根vanderWaals等溫線求v在單相區：vanderWaalsEOS較好反映物質性質變化趨勢。在兩相區：與事實不符，但是描述出了飽和狀態。26-2實際氣體狀態方程1.范德瓦爾斯方程

(2)方程的分析b.臨界點

聯立求解范德瓦爾斯方程臨界壓縮因子：

實際物質：水：Zc=0.23；烴類等：0.25~0.29，個別0.3136-2實際氣體狀態方程(4)vanderWaals型方程

Redlich-Kwang方程：Redlich-Kwang-Soave方程：Peng-Robinson方程：(3)van方程意義

科學意義：描述了物質氣、液相變的特征。準確性評價：描述了物質高溫時的性質；描述了物質臨界點的性質；描述了物質發生相變的特性。但精確度有限，兩相區規律不正確。46-2實際氣體狀態方程2.維里狀態方程1901年，KamerlinghOnnes提出Virial方程：無窮級數B、C、D……（B’、C’、D’）：第二、第三、第四……維里系數。

(1)方程的提出昂納斯（H.KamerlinghOnnes，1853-1926年），荷蘭物理學家。液化了最后一種氣體氦，并發現了低溫超導現象。獲得1913年Nobel獎。級數項可以看做是實際氣體與理想氣體差別的描述。項數越多，方程越復雜，精度越高。56-2實際氣體狀態方程2.維里狀態方程

(2)Virial型方程vanderWaals方程：Benedict-Webb-Rubin方程：Martin-Hou方程：工程應用——截斷型Virial方程：侯虞鈞(1922–2001年)，化學工程學家。1945年畢業于浙江大學化工系，1955年獲美國密西根大學博士學位。1997年當選為中國科學院院士。66-3對應態原理與通用壓縮因子圖1.vanderWaals對比態方程上述半理論半經驗狀態方程，有許多與物質有關的系數，雖然有一定的通用性，但是需要大量精確的實驗數據進行擬合。令對比參數(ReducedParameter):對比壓力、對比溫度、對比比體積verderWaals方程：vanderWaals對比態方程

代入能不能找到一個與物質無關的、普適性的通用狀態方程？76-3對應態原理與通用壓縮因子圖2.對應態原理對應態理論是相似理論在熱力學上的應用。物質的氣液性質熱力學面具有相似性，相似比的尋找？

在熱力學圖示上，如pr-vr圖，所有物質是一樣的變化規律。對應態原理：滿足同一對比態方程的物質，它們的對比態參數pr,vr,Tr中若有兩個相同，則第三個對比參數一定相同，各物質處于對應狀態之中。verderWaals方程：與a、b有關verderWaals對比態方程：86-3對應態原理與通用壓縮因子圖3.壓縮因子圖EOS：關系復雜，給出圖解，壓縮因子圖(1)已知p,T

求v

作圖，與等p線交點,得Z

查圖得Z

(2)已知p,v

求T

(3)已知T,v

求p

優點：方便、快捷、工程應用缺點：精確度差、需要很多圖96-3對應態原理與通用壓縮因子圖4.通用壓縮因子圖(1)已知p,T

求v

求pr和Tr、查圖得Z

、

(2)已知p,v

求T

(3)已知T,v

求p