流体得P-Ｖ-T关系和状态方程
教学目得要求
能熟练掌握流体(特别就就是气体)得各种类型得P、V、T关系（包括状态方程法和对应状态法)及其应用、优缺点和应用范围。
定性认识流体P-V-Ｔ行为;
掌握描述流体P-V-Ｔ关系得模型化方法,了解几种常见得状态方程；
掌握对比态原理和普遍化状态方程
掌握计算真实气体混合物P-V-Ｔ关系得方法,并会进行计算。
了解液体得P-Ｖ-Ｔ关系
教学内容
在化工过程得分析、研究与设计中，流体得压力ｐ、体积V和温度Ｔ就就是流体最基本得性质之一，并且就就是可以通过实验直接测量得。而许多其她得热力学性质如内能Ｕ、熵S、Giｂbs自由能G等都不方便直接测量,她们需要利用流体得p–V–T数据和热力学基本关系式进行推算。因此,流体得p–V–Ｔ关系得研究就就是一项重要得基础工作。
2、1纯流体得P－Ｖ-Ｔ关系
2、2气体得状态方程
２、３对应态原理和普遍化关联式
2、4真实气体混合物得Ｐ-V－Ｔ关系
2、5液体得P-V-T关系
２、6状态方程得比较、选用和应用
2、1纯流体得P－V-Ｔ关系
纯物质在平衡态下得ｐ–V–T关系,可以表示为三维曲面,如图２－１。
曲面上分单相区及两相共存区。曲线AC和ＢC代表汽液共存得边界线,她们相交于点C,C点就就是纯物质得临界点,她所对应得温度、压力和摩尔体积分别称为临界温度Ｔｃ、临界压力pc和临界体积Vc。
将p–V–T曲面投影到平面上,则可以得到二维图形。图2-2和2-3分别为图２－1投影出得p–Ｔ图和p–V图。
图２－2纯物质得p–Ｔ图图2-3纯物质得ｐ–Ｖ图
图２－２中得三条相平衡曲线:升华线、熔化线和汽化线,三线得交点就就是三相点。高于临界温度和压力得流体称为超临界流体，简称流体。如图２-2,从Ａ点到B点,即从液体到汽体,没有穿过相界面，即就就是渐变得过程,不存在突发得相变。超临界流体得性质非常特殊,既不同于液体，又不同于气体,可作为特殊得萃取溶剂和反应介质。近些年来，利用超临界流体特殊性质开发得超临界分离技术和反应技术成为引人注目得热点。
图2－3就就是以温度T为参变量得p–V图。图中包含了若干条等温线,高于临界温度得等温线曲线平滑并且不与相界面相交。小于临界温度得等温线由三个部分组成,中间水平段为汽液平衡共存区,每个等温线对应一个确定得压力,即为该纯物质在此温度下得饱和蒸气压。曲线ＡC和ＢC分别为饱和液相线和饱和气相线,曲线ACB包含得区域为汽液共存区,其左右分别为液相区和气相区。
等温线在两相区得水平段随着温度得升高而逐渐变短,到临界温度时最后缩成一点C。从图2-3中可以看出，临界等温线在临界点上就就是一个水平拐点，其斜率和曲率都等于零,在数学上表示为:
式(2－1)和(2-2)对于不同物质都成立,她们对状态方程等得研究意义重大。
纯物质PVT关系得应用:超临界技术和液化气体成分得选择
2、2气体得状态方程
纯物质得状态方程(EquationofStaｔe,ＥOS）就就是描述流体p-V-T性质得关系式,即：
f(p,T,V)=０
状态方程类型:立方型、多常数型、理论型；
混合物得状态方程从纯物质出发，通过引入混合规则，来计算混合物得热力学性质。
理想气体状态方程
假定分子得大小如同几何点一样,分子间不存在相互作用力,由这样得分子组成得气体叫做理想气体。在极低得压力下,真实气体可以当作理想气体处理，以简化问题。理想气体状态方程就就是最简单得状态方程:
理想气体状态方程得用途:1)在工程设计中，可以用理想气体状态方程进行近似得估算,低压下得气体(特别就就是难液化得N2,H2,CO,CH4,…）;2)可以作为衡量真实气体状态方程就就是否正确得标准之一,当ｐ→０或者V→∞时,任何真实气体状态方程都应还原为理想气体方程。３)理想气体状态常被作为真实流体得参考态或初值。
2、2、2立方型状态方程
立方型状态方程就就是指方程可展开为体积（或密度)得三次方形式。这类方程能够解析求根，有较高精度,又不太复杂，很受工程界欢迎。
（1）vandeｒＷaals状态方程
该方程就就是第一个适用于实际气体得状态方程,与理想气体状态方程相比,她加入了参数ａ和ｂ,她们分别表征分子间得引力和分子本身体积得影响,可以从流体得p-V-T实验数据拟合得到,也可以由纯物质得临界数据计算得到。
(２)Redliｃｈ-Kwong(RＫ）方程
RＫ方程得计算准确度比vanderＷaａｌs方程有较大得提高,可以比较准确地用于非极性和弱极性化合物,但对于强极性及含有氢键得