热力学性质间的关系.ppt

热力学基本关系式 Maxwell关系式,第3章 纯流体的热力学性质,能量方程的导数式：,第3章 纯流体的热力学性质,上述关系式的意义在于：可用易于测得的热力学数据来计算那些难于测量的热力学数据。其它的关系式：,第3章 纯流体的热力学性质,本章内容熟练掌握热力学基本方程掌握麦克斯韦关系式掌握理想气体焓变和熵变的计算方法。理解剩余性质的概念，重点掌握剩余性质与流体pVT 的关系。掌握蒸汽压的概念，熟练运用安托尼方程计算纯物质的蒸汽压。,第3章 纯流体的热力学性质,纯物质的热力学性质：温度、压力、体积、焓、熵、内能、Gibbs 自由能、Helmholtz 自由能、热容、逸度等。第二章描述可以测量的温度、压力、体积的关系，本章主要任务就是将不易测量的热力学性质表达成为p VT 的函数，并结合状态方程，得到从p V T 推算其它热力学性质的具体关系式。,第3章 纯流体的热力学性质,主要思路：（1）从热力学第一定律和第二定律出发，导出关联各热力学性质的基本方程。这些方程非常重要，它们把U，H，S 等热力学性质与容易度量的量如p、V、T、热容（）等联系起来。（2）以过程的焓变、熵变为例，说明通过p V T 及热容，计算过程热力学性质变化的方法。,第3章 纯流体的热力学性质,第5讲 热力学基本关系式,本讲内容封闭系统热力学基本方程式点函数间的数学关系式麦克斯韦关系式膨胀系数与压缩系数麦克斯韦场,封闭系统热力学基本方程式推导 热力学第一定律：（适用于恒质量封闭系统，可逆和不可逆过程）微分：其中，W为总功，包括膨胀功、表面张力功、电功、磁功、重力功、动能功等。令，其中为膨胀功，为净功。对于可逆过程，则p为系统压力；对于不可逆过程，p为环境压力。,封闭系统热力学基本关系式,对于可逆过程，根据热力学第二定律：,有：如果略去净功，即忽略表面张力功、电功、磁功、重力功、动能功等，则得到：,封闭系统热力学基本关系式,推广：根据热力学的定义 微分得到,封闭系统热力学基本关系式,封闭系统热力学基本关系式（适用于只有体积功存在的封闭系统，在符合封闭系统的条件下（即组成不变），用于两个不同相态间性质变化）。推导条件：封闭系统，非体积功（净功）为零，可逆过程。适用条件：封闭系统，可逆或者不可逆过程（只有状态函数，与过程无关）。,封闭系统热力学基本关系式,点函数间的数学关系式,推导 对于单组分单相系统三种性质之间的关系可以表示为：微分：令,有如果是dz全微分，则：,点函数间的数学关系式,讨论：充要条件,点函数间的数学关系式,提问 推导点函数与其导数之间的循环关系式,点函数间的数学关系式,点函数间的数学关系式,麦克斯韦（Maxwell）关系式,推导,由于U、A、H、G都是系统的性质（状态函数），因此它们的微分是全微分。,由,得到,因为,所以,麦克斯韦方程应用,在实际工程计算中，Maxwell 关系式的重要应用是用易于实测的基本数据来代替或计算那些难于实测的物理量，如熵S 是不能直接测量的，S 随温度T、压力p、体积V 的变化就更加需要计算。,例如：,可以用 代替,膨胀系数与压缩系数,恒压时体积随温度的变化,恒温时体积随温度的变化,麦克斯韦场,V,P,S,T,U,H,G,A,