文档介绍：第三章均相封闭系统热力学原理及应用
Thermodynamics and its Application of Homogeneous System
第三章内容安排
引言
热力学定律与热力学基本关系式
Maxwell关系式
偏离函数
以T,P为独立变量的偏离函数
以T,V为独立变量的偏离函数
逸度和逸度系数
用对应态原理计算偏离函数和逸度系数
均相热力学性质计算
纯物质的饱和热力学性质计算
热力学性质图、表
引言
化工热力学目的:
①从容易测量的性质推算难测量的性质;
②从有限物性获得更多信息;
③从纯物质性质获得混合物性质……
本章主要讨论
①均相系统中,将一些热力学性质表达为P-V-T的普遍化函数,结合状态方程,推算其他热力学性质。
②定义新的热力学函数--逸度和逸度系数。
③利用对应态原理推算其他热力学性质。
④介绍热力学图表原理和应用。
热力学定律与热力学基本关系式
⑴热力学第一定律全用状态函数表示的形式
热力学第一定律,
状态函数
微分形式,
单个非状态函数,而和是状态函数。
用状态函数替换
左右均为状态函数,可用于不可逆过程。
仅含状态函数的新方程,是联系体系性质的热力学基本关系式之一。
适用条件:(平衡状态),只有体积功,均相封闭体系。初、终态可以是两个不同相态的均相封闭体系,但此时要求两相的组成相同。
注意:可逆过程中,外压和系统压力的关系为:
p外=-(p+dp)
所以(δW)rev用系统性质表示为:
(δW)rev= p外dV=-(p+dp)dV
(2)等压条件下的焓变化
代入
等压条件,Vdp=0
所以工程中等压过程的热效应就能用状态函数H分析和计算。
(3)其他热力学基本关系式
定义
焓 H=U+PV
亥氏函数 A=U-TS
吉氏函数 G=H-TS
基本关系式
dH= TdS+VdP
dA=-SdT-PdV
dG=-SdT+VdP
适用条件同dU。
若要计算两个状态之间的U,H,A或G的变化值,原则上可以由热力学基本关系式积分得到。
数学上,右边的积分需要P,V,T,S之间的函数关系;独立变量是P、V、T中的两个。找到U,S,H,A和G等函数与P-V-T之间的关系对实际应用很重要。
只有将S和V表达成为T,p的函数
S=S(T,p) 和 V=V(T,p)
才有 G=G(T,p)
可以推测,在T,p一定的条件下,对于均相封闭体系,V以及其它的函数U,S,H,A和G都能确定下来了。
原则上,作为独立变量也不一定只取T,p,而可以取八个变量(p,V,T,U,H,S,A,G)中的任何两个, 但以(T,p)和(T,V)为自变量最有实际意义。
(T,p)或(T,V)为独立变量最常见。
(4)以T,P为独立变量
Maxwell关系式
对于全微分 dZ=MdX+NdY ,则存在
由Green定律,能得到许多的状态间的关系式—— Maxwell关系式.
(1) Green定律
Green定律的推导