当前课程知识点:工程热力学(下) > 第10章 热力学微分关系式及实际气体的性质 > 10-8 实际气体对理想气体性质的偏离 > Video 10-8 实际气体对理想气体性质的偏离
实际到这 我们这一章的前半部分
我们介绍完了
前半部分是讲什么
熵 内能 焓 分别是p v T
以及两个比热容的函数
或者说与比热容有一定的关系
当然这是一个微分关系
然后 定压比热容 定容比热容
与这p v T也是存在一定关系的
也就是说
我只要知道了p v T的关系
我们就可以利用这些微分关系式
来计算内能的变化量 熵的变化量
或者焓的变化量
也就是说你研究一个物质
或者说确定一个物质
热力性质的关键是什么
就是确定p v T的关系
也就是它的状态方程
研究一个物质的状态方程
我从哪下手
或者说我的切入点应该在什么地方
首先就想到的是什么
我跟理想情况相比
理想是什么 理想气体
理想气体的状态方程我们是知道的
首先我们可能就想到
我这实际的工质或者是实际气体
对理想气体它的偏离是咋样的
那我们一起就来看一下
我们知道理想气体
我们讲过它有两个假设
一个是分子不占容积
或者说不占体积 它是一个质点
第二个理想气体的分子之间
没有相互作用
我们不考虑它分子之间的相互作用
它仅仅对管壁进行碰撞而已
这是它的两点
满足这两点的情况下
它就是理想气体
它就满足理想气体状态方程
状态方程的表达式是什么 pv=RT
而对于实际气体它不满足这两点
它分子之间有相互作用
分子本身占有容积
所以它的pv就不等于RT
为了反映你这实际气体
与理想气体的偏离
我就可以用实际气体的p乘以v
除以它的RT
我看看这个比值
跟理想气体的差多少
理想气体的pv/RT等于多少 等于1
为了反映实际气体
与理想气体的偏离程度
我们定义这个压缩因子
这个压缩因子是什么 pv/RT
对于理想气体
它的压缩子肯定是等于1了
而对于实际气体不等于1
我们来看一下这压缩因子的物理意义
或者说它的实质是什么
回到我们的定义式Z=pv/RT
然后我们把这p放到分母的分母
我们来看它就是v/(RT/p)
我们来看这分母什么东西
分母是什么
分母就是这个压力温度下
也就是pT下的理想气体的比容
就是这个温度和压力下的比容 pv=RT
那你可以很直观地看出来
这压缩因子是什么
它就是相同的温度压力下
实际气体的比容
与理想气体比容的比值
那我们具体再来看一下
如果说这Z>1以意味着什么
那意味着你这实际气体的比容
比相同温度和压力下的
理想气体的比容要大 v>v0
那意味着什么
那意味着实际气体
比理想气体更难压缩
它的比容比理想气体大
我在相同的温度和压力下
理想气体的比容在这 它比容在这
它肯定比理想气体难压缩
如果说Z<1
也就是说实际气体的比容
比理想气体的比容要小
也就是说它比理想气体容易压缩
所以我们说这个压缩因子Z
它反映了气体压缩性的大小
那我们再来看一下实际气体的压缩性
它有哪些因素来影响
那实际上就是那两点
一个是你的分子它本身是占容积的
实际气体 本身它占容积
如果它占容积
相对理想气体来说你自由间也就小了
自由空间如果小那就不利压缩
这是第一点
第二点分子之间有吸引力
分子之间有吸引力
就对它容易压缩
一个是有利于压缩的一面
一个是不利于压缩的一面
那你就看哪个因素作用更强一些
或者说哪个因素是主导的
我们来看一下
我们熟悉的几种气体
它的压缩因子的大小
纵坐标是压缩因子
横坐标是压力
然后1这个水平线 1这条线
表示理想气体
理想气体的压缩因子等于1
然后我们来看一下
如果说Z是小于1的
那就是它的比容
比理想气体的比容要小
也就是说在1的下面
那意味着什么 意味它的压缩性大
然后如果说Z>1
也就是说实际气体的比容
比理想气体的比容要大
它的压缩性也就小
然后我们来看我们实际生活
或者实际工业中
我们用到的我们比较熟悉的几种气体
首先来看氢气
氢气的压缩因子随着压力的增加
它是一直是增加的
然后我们再来看氧气
氧气它是随着压力的增加先是减小
然后又增加了
然后再来看二氧化碳
二氧化碳的变化性质跟氧气是类似的
但是它这变化幅度比氧气可大了很多
或者说它与理想气体偏离的程度
比氧气要大很多
记得我们前面讲理想气体的时候
我们说双原子分子
比如说氢气 氧气
它可以看成理想气体
原因是什么
我们从这图上可以看出来
它在较大的这压力范围内
它与理想气体的偏差不是很大
所以我们把它作为理想气体
而二氧化碳
它不是双元子分子
它与理想气体的偏离就是比较大
所以我们不能把它
作为理想气体来处理
通过这个图
我们可以很直观地看出来
压缩因子取决于气体的种类
以及它的状态
也就是说它是一个变化的一个参数
那我们一起来总结一下
这一小节的主要内容 这一小节是
实际气体对理想气体的偏离
核心就是我们的压缩因子
你一定要非常清楚压缩因子的定义式
Z=pv/RT
对于理想气体Z是等于1
对于实际气体它是不等于1的
压缩因子的物理意义
它是相同温度压力下实际气体的比容
与理想气体比容的比值
这是这一小节的核心内容
-6-0 导引
-6-0 作业
-6-1 纯物质的热力学面及相图
-6-1 作业
-6-2 汽化与饱和
-6-2 作业
-6-3 水蒸气的定压发生过程
-6-3 作业
-6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表
-6-4 作业
-6-5 水蒸气的热力过程
-6-5 作业
-第6章 章节小测验
-7-1 概述
-7-2 朗肯循环
-7-2 作业
-7-3 实际蒸汽动力循环分析
-7-3 作业
-7-4 蒸汽再热循环
-7-4 作业
-7-5 蒸汽回热循环
-7-5 作业
-7-6 热电联产循环
-7-6 作业
-7-7 燃气-蒸汽联合循环
-7-7 作业
-7-8* 高效及绿色发电技术
-第7章 章节小测验
-8-0 导引
-8-0 作业
-8-1 空气压缩制冷循环
-8-1 作业
-8-2 蒸气压缩制冷循环
-8-2 作业
-8-3 热泵
-8-3 作业
-8-4* 热泵与节能环保
-8-5 吸收式制冷循环
-8-5 作业
-8-6 其他形式制冷循环
-8-6 作业
-8-7* 制冷剂与环保
-第8章 章节小测验
-9-0 导引
-9-0 作业
-9-1 混合气体的成分
-9-1 作业
-9-2 分压定律与分容积定律
-9-2 作业
-9-3 混合气体参数的计算
-9-3 作业
-9-4 理想气体的混合熵增
-9-4 作业
-9-5 湿空气及其状态参数
-9-5 作业
-9-6 湿空气的焓及熵
-9-6 作业
-9-7 比湿度的确定及湿球温度
-9-7 作业
-9-8 湿空气的焓湿图与热湿比
-9-8 作业
-9-9 湿空气的基本热力过程
-9-9 作业
-9-10* 环保节水型冷却塔简介
-第9章 章节小测验
-10-0 导引
-10-0 作业
-10-1 研究热力学微分关系式的目的
-10-1 作业
-10-2 特征函数
-10-2 作业
-10-3 数学基础
-10-3 作业
-10-4 热系数
-10-4 作业
-10-5 熵、内能和焓的微分关系式
-10-5 作业
-10-6 比热容的微分关系式
-10-6 作业
-10-7 克拉贝龙方程和焦汤系数
-10-7 作业
-10-8 实际气体对理想气体性质的偏离
-10-8 作业
-10-9 维里方程
-10-9 作业
-10-10 经验性状态方程
-10-10 作业
-10-11 普遍化状态方程与对比态原理
-10-11 作业
-第10章 章节小测验
-11-1 概述
-11-1 作业
-11-2 热力学第一定律在反应系统中的应用
-11-2 作业
-11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析
-11-3 作业
-11-4 化学反应过程的热力学第二定律分析
-11-4 作业
-11-5 理想气体的化学平衡
-11-5 作业
-11-6 热力学第三定律及绝对熵
-11-6 作业
-第11章 章节小测验
-期末考试