文档介绍：相变贮能 ——理论与应用
焦冬生
热科学和能源工程系
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第一章贮热相变材料的分类和选择
主要内容:
1、贮热相变材料的相变形式
2、有关相变材料的常用术语
3、中常温相变贮能材料性能简介
4、贮热相变材料的遴选原则
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1、贮热相变材料的相变形式
相变现象
液体凝固与融化
冰雪融化、盐碱溶化、金属熔化、溶液结晶
气体沸腾,凝结
气体结霜、樟脑挥发
固体转捩
自由能方程
两种参数的相互作用
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1、贮热相变材料的相变形式
克拉贝龙方程
相变过程伴随明显的热量释放或吸收
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1、贮热相变材料的相变形式
描述物质状态的三个基本参数不是相互独立的。
这就是物质的状态方程
理想气体
范德瓦尔斯方程
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1、贮热相变材料的相变形式
理想气体
范德瓦尔斯气体
CO2实验等温线
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1、贮热相变材料的相变形式
当物质分子热运动动能远小于分子间的相互作用势能时, 分子力作用上升到主要地位, 分子运动降到次要地位, 组成物质的粒子(分子、原子或离子)只能在各自的平衡位置附近作微小振动,这就是物质的固态。处于固态的物质称为固体。
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1、贮热相变材料的相变形式
相可定义如下:
“相是系统中均匀的与其他部分有界面分开的部分。”
所谓均匀的,是指这部分的成分和性质从给定范围或宏观来说是相同的,或是以一种连续的方式变化,也就是没有突然的变化。一个多相系统是不均匀的,在相界处有物理性质或化学性质或两者兼有突变。例如,在一个包含有冰和水的两相系统中,其物理性质在相界面处有突然变化。
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1、贮热相变材料的相变形式
在一定条件下,物质不同相之间的相互转变叫做相变。
如果系统中各相经历很长时间而不互相转化,则是处于平衡状态。实际上相平衡是一种动态平衡,从系统内部来看,分子或原子仍在相界处不停地转换,只不过同一时间内各相之间的转化速度相同。
相变是有序和无序两种倾向相互竞争的结果。相互作用是有序的起因,热运动是无序的来源。在热力学理论中表现为U和ST的消长。在缓慢降温的过程中,每当温度降低到一定程度,以致热运动不再能破坏某种特定相互作用造成的有序时,就可能出现新相。
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1、贮热相变材料的相变形式
相变分类
厄伦菲斯特依据热力学势及其导数的连续性对相变进行分类。
自由能、内能都是热力学函数。它们的第一阶导数是压力(或体积)、熵(或温度)、平均磁化强度等等,而第二阶导数给出压缩率、膨胀率、。
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