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工程热力学第6章实际气体性质及-v3.ppt

发布:2018-04-12约8.2千字共83页下载文档
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* 查水蒸气表,西德斯禾特,格里古尔,水利社83年1版 返回 * 水的等温压缩系数为 (a、b是温度函数)。 试求1 kg 水在60 ℃时,由1 atm恒温可逆压缩到500 atm 所需的功。已知60℃时 解: A420275 恒温,dT = 0 * 返回 * 6–6 热力学能、焓和熵的一般关系式 一、熵的一般关系式(generalized entropy relations) 令s= s (v,T),则 第一ds方程(the first Tds equation) p s T v h f g u * 类似可得 讨论: 1)三式可用于任意工质 如理想气体 2)cp实验测定较易,所以第二ds方程应用更广 第二 方程 第三 方程 * 二、热力学能的一般关系式 (generalized internal energy relations) 第一ds方程 第一du方程 第二du方程 类似得 * 第 三du方程 对于理想气体: u与v无关,只取决于T * 三、焓的一般关系式(generalized enthalpy relations) 将ds方程代入dh = Tds + vdp可得 * P221:例6-7 设气体遵守以下的状态方程式 或 式中c和c (c = cRg) 均为常数。试推导这种气体在等温过程中焓 变化的表达式。 解:焓的一般关系式 等温过程, dT = 0,因此 积分 * 据题给出状态方程式 等温 返回 * A3223772 若上例中气体在压力pab(上述状态方程适用范围)时 比定压热容cp=A+BT,其中A和B均为常数,试导出在上述关系 满足的范围内熵变的计算式。 解: 熵是状态参数,计算 可任选中间过程。 但由于仅知压力pab时比定压热容cp的数据故选 择先等温(T1)由1到a, 再由定压(pab)自a到 b,最后由定温(T2)从b到2的途径进行积分。 据上例 过程1-a, 温度为T1 * 过程a-b,压力恒为pab 定温过程b-2 返回 * P222:例6-8 1kg水由t1=50℃、p1=0.1MPa经定熵增压过程到p2=15MPa。 50℃时水v = 0.0010121 , , , 并可以将它们视为定值。试确定水的终温及焓的变化量。 解:由第二ds方程 根据状态参数特性,选择先沿T1=50+273.15=323.15K等温由p1 到p2,再在p2下定压地由T1到T2进行积分。 因等熵增压 * 解得T2=323.69K,t2=50.54℃。 由焓的一般关系式 仍沿上述两途径积分 返回 * 6–7 比热容的一般关系式 研究比热容一般关系式的目的: 1)s、u、h的微分方程中均含有cp、cV; 2)利用较易实验测量的cp计算cV; 3)利用由实验数据构造的cp导出状态方程。 一、比热容与p、v关系 二阶混合 偏导数相等 * 讨论: 1)若已知气体状态方程f (p,v,T)=0,只需测得该数据在某一足够低压力时的cp,可据式(A)计算任意压力p时的cp ,大大减少实验工作量。因为定温下积分(A)式 其中若p0足够小,cp 0 即为理想气体定压比热容,只是温度的函数,右边积分即可得任意压力下cp ,无需实验测定。 2)利用cp= f (T, p)数据,求 积分,结合少量p、v,T数据可确定f ( p,v,T)= 0 ,然后对T两次 3)利用式(A)或式(B),可确定已有比热容数据和状态方程精度。 * 二、 cp- cV的一般关系 第一ds方程 第二ds方程 * 讨论: 1)cp–cV取决于状态方程; 2) 3)液体及固体v、αv均很小,故工程上近似取cp=cV。 例A320309 例A320377 * 某气体服从p(v-b)=RgT,式中b为常数,若其比热容 cV =常数,试证其比热比γ=cp/cV是常数。已知 证明: 两边均除以cV,则 求导 A320309 证毕 返回 * 导出遵守范德瓦尔状态方程的气体的cp- cV表达式,并说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的性质。 解: 据循环关系 P225:例6-9 范德瓦尔方程 * 据式 表明比定容热容不随比体积变化,这与实际情况不符,说明范德瓦尔方程并不能准确的描述实际气体的这方面的性质。 返回 * * * * 通用压缩因子图的用法 前提:已知
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