中国石油大学（华东）：《化工热力学》课程教学资源（课件讲义）第2章 流体的pVT关系和状态方程

物质状态、性质的变化多数是由于T,变化引起的。 ◆ 自然界最软的石墨在高温高压（催化剂作用）下，能变成最 硬的金刚石； 1000-2000℃ 5-6万atm Cat. 2 惟真帷實

 物质状态、性质的变化多数是由于T，p变化引起的。  自然界最软的石墨在高温高压 (催化剂作用)下，能变成最 硬的金刚石； 1000-2000℃ 5-6万atm Cat. 2

◆ 空气在1atm下，-191℃会变成液体，在-213℃则变成了坚 硬的固体。 3 惟真實

 空气在1atm下，-191℃会变成液体，在-213℃则变成了坚 硬的固体。 3

液化气罐 爆炸手 N T升高→压力升高 p超过气罐的耐受压力 4惟真帷置

液化气罐 T 升高→压力升高 p 超过气罐的耐受压力 4

◆化工生产过程：物质的性质会随温度、压力而变化 石化TBE 正西修粉到管马利 甲醇回收单元 在化工生产中， -1e 多数场合涉及 的是—气体 和液体，即流 体

5  化工生产过程：物质的性质会随温度、压力而变化 在化工生产中， 多数场合涉及 的 是 —— 气 体 和液体，即流 体

第2章 流体的p-T关系和状态方程 ◆流体指除固体以外的流动相（气体、液体）的总称。 ◆流体的p、V、T是物质最基本的性质之一，是研究热力学的基 础，而且流体的p,V,T是可以直接测量的性质，这三者称为 容积性质。 ◆流体最基本的性质有两大类，一是p,VT、组成和热容数据， 另一是热数据（如标准生成焓和标准生成熵等)。 6 惟真帷竇

 流体指除固体以外的流动相（气体、液体）的总称。  流体的p、V、T是物质最基本的性质之一，是研究热力学的基 础，而且流体的p、V、T是可以直接测量的性质，这三者称为 容积性质。  流体最基本的性质有两大类，一是p、V、T 、组成和热容数据， 另一是热数据（如标准生成焓和标准生成熵等）。 第2章 流体的p-V-T关系和状态方程 6

流体最基本的热力学性质有两大类 P,K TCpx 推算 H、U、S、G 易测 难测 存在问题： 1)测定p-V-T数据费时耗资，且只能测定有限的p-V-T数据； 2)离散的p-V-T数据，不便于求导和积分，无法获得数据点以外的p-V T和H、U、S、G数据。 7 惟真帷竇

流体最基本的热力学性质有两大类 存在问题： 1)测定p-V-T数据费时耗资，且只能测定有限的p-V-T数据； 2)离散的p-V-T数据，不便于求导和积分，无法获得数据点以外的p-V￾T 和H、U、S、G数据。 p , V, T, Cp , x H、U、S、G 易测 难测 推算 7

需要建立能反映流体p-VT关系的解析形式-状态方程 Equation of State(EOS). 流体的p-VT数据+状态方程EOS是计算热力学性质最重要 的模型之一。 。E0S+C,id 所有的热力学性质(Ch3) 有了p-八T关系，热力学的大多数问题均可得到解决。 8 惟真帷實

需要建立能反映流体p-V-T关系的解析形式-状态方程 Equation of State(EOS) 。 流体的p-V-T数据＋状态方程EOS是计算热力学性质最重要 的模型之一。 EOS＋Cp id 所有的热力学性质(Ch3) 有了p-V-T关系，热力学的大多数问题均可得到解决。 8

研究流体p-VT关系： ◆用于化工过程中计算容量性质，如确定容器和管线的尺寸、储 罐承受的压力等。 ◆f 由p-VT关系+C,id→计算H,S→理想功、损失功、㶲→化工过 程能量分析→能量的有效利用； ◆ 由p-VT关系→混合物中各组分的逸度系数→相平衡（或化学平 衡)→物质分离→物质的有效利用 研究流体的pT关系是为过程发展提供基础数据的一项 重要的基础工作。 9 惟真帷實

研究流体p-V-T关系： 用于化工过程中计算容量性质，如确定容器和管线的尺寸、储 罐承受的压力等。 由p-V-T关系+Cp id →计算H、S →理想功、损失功、㶲→化工过 程能量分析→能量的有效利用; 由p-V-T关系→混合物中各组分的逸度系数→相平衡(或化学平 衡)→物质分离→物质的有效利用 研究流体的pVT关系是为过程发展提供基础数据的一项 重要的基础工作。 9

第2章 流体的p-VT关系和状态方程 2.1纯流体的p-V-T关系 2.2气体的状态方程 2.3对应态原理和普遍化关联式 2.4液体的p-V-T性质 2.5真实气体混合物的pVT关系 10 膣真帷實

第2章 流体的p-V-T关系和状态方程 2.1 纯流体的p-V-T 关系 2.2 气体的状态方程 2.3 对应态原理和普遍化关联式 2.4 液体的p-V-T性质 2.5 真实气体混合物的pVT关系 10

2.1纯流体的p-T关系 2.1.1纯物质的p-VT相图 压 液 界 压 液 固 墨 固 点 液-汽 液汽 三相线 三相线 汽 固汽 固-汽 汽 体积 温度 体积 温度 凝固时收缩 凝固时膨胀11 惟真帷竇

2.1 纯流体的p-V-T关系 2.1.1 纯物质的p-V-T相图 凝固时收缩 凝固时膨胀 11