1.2 流体的状态方程（EOS）

f（p，V，T）=0

从研究方法上看，状态方程可以分为理论型、经验型和半理论型；从形式上看，又可以分为立方型（可化为V的三次多项式）和高次型。 1.2.1 理想气体状态方程

PV=nRT PVm=RT

PV=mRgT或Pv=RgT

其中：Rg=R/M

V：气体的体积，m3

Vm：气体的摩尔体积，m3/mol v：气体的比体积，m3/kg M：气体的摩尔分子质量，kg 1.2.2 维里方程

pV Z??1?B'p?C'p2?D'p3??RT

BCD

?1??2?3?? VVV

23?1?B?C?D??

1.2.3 立方型状态方程 （1）范德华状态方程

RTa p??2 V?bV

???（2）R-K方程

（3)SRK方程

（4）PR方程

（5）立方型状态方程的通用形式

1.2.4 硬球扰动方程

（1） Carnahanand-Starling方程

（2） Ishikawa et al方程

1.2.5 多参数状态方程

1.Benedict-Webb-Rubin方程

0

3

2.Martin-Hou方程

RTap??0.5V?bTV(V?b)RTa(T)p??V?bV(V?b)RTa(T)p??V?bV(V?b)?b(V?b)RTa(T)p??V?bV(V??b)(V??b)23RT(1?y?y?y)ap??23V(1?y)VRT(2V?b)ap??0.5V(2V?b)TV(V?b)C02p?RT??(BRT?A0?2)?Tc36?(bRT?a)??a???2?(1???2)exp(???2)T

5

i

i1.3 对比态原理 i?1一、对比态原理 V1TpV?? Tr?rpr?Vc?rTcpc

简单对比态原理就是两参数对比态原理：表述为：对于不同的流体，当具有相同的对比温度和对比压力时，则具有大致相同的压缩因子，并且其偏离理想气体的程度相同。

二、三参数对比态原理

1.以Zc为第三参数的对比态原理

Z=f（Tr，pr，Zc）

2.以偏心因子ω作为第三参数的对比态原理

1.4 普遍化状态方程（了解） 一、普遍化第二维里系数 二、普遍化立方型状态方程 1.5 流体的PVT关系式比较

1.6 真实流体混合物的PVT关系 一、混合规则

对于理想气体混合物，即采用道尔顿分压定律和阿玛格分体积定律

pi=pyi Vi=（nV）yi

二、流体混合物的虚拟临界参数 Kay规则，简单

1.7 液体的PVT关系

液体的摩尔体积容易测定，且一般条件下，压力对液体密度影响不大，温度的影响也不很大，在临界区，压力和温度对液体容积性质的影响较复杂。

f(T)p??(V?b)项目二 单组元流体及其过程的热力学性质

在学习单组元流体及其过程的热力学性质时，不可避免的要使用到热力学基本定律，因此要首先掌握热力学基本定律的应用。

2.1 热力学第一定律

热力学第一定律是工程热力学的理论基础。它是能量转换和守恒定律在热力学上的应用，确定了热能和机械能之间相互转换的数量关系，从能量“量”上面揭示了能量转换的基本规律。本节以热力学第一定律为理论基础，建立闭口系和开口系的能量方程，即热力学第一定律的数学表达式，它们是分析能量转换的基本关系式。正确、灵活地应用热力学第一定律是解决工程实际问题的重要基础和工具。

一、热力学第一定律及其本质

能量是物质运动的度量，物质处于不同的运动形式，便有不同的能量形式。储存在系统内部的能量有两部分组成：一部分取决于系统本身的状态，它与系统内工质的分子结构及微观运动形式有关统称为热力学能；另一部分取决于系统工质与外立场的相互作用（如重力位能）及以外界为参考坐标的系统宏观运动所具有的能量（宏观动能），这两种能量统称为外储存能。

在能量的传递和转换过程中，能量的“量”既不能创生也不能消灭，其总量保持不变。将这一定律应用到涉及热现象的能量转换过程中，即是热力学第一定律。热力学第一定律主要说明热能和机械能（或其他能量）在转移和转换时，能量的总量必定守恒，它可以表述为：热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时，能量的总量必定守恒，它可以表述为：热可以变为功，功也可以变为热；一定量的热消失时，必定伴随产生相应量的功；消耗一定的功时，必然出现与之对应量的热。

历史上，热力学第一定律的发现和建立正处在资本主义发展初期，当时有人曾幻想制造一种可以不消耗能量而连续做功的设备，这种设备被称为“第一类永动机”。显然，由于它违反第一定律，就注定了失败的命运。因此，热力学第一定律也可表述为：第一类永动机是不可能制造成功的。

二、热力学能

热力学能是指组成热力系的大量微观粒子本身所具有的能量。它包括两部分：一部分是分子热运动所具有的内动能和分子间由于相互作用力所具有的内位能；另一部分为在分子尺度以下有维持一定分子结构的化学能和原子核内部的核能。对于不发生化学反映和核变化的简单可压缩系统，热力学能仅包括分子的内动能和内位能。

根据分子运动论，分子的内动能与工质的温度有关；分子的内位能与分子间距离（即工质占据的体积）有关。因此工质的热力学能是温度和体积的函数。因此热力学能也是状态函数，具有状态函数的性质：即热力学能的变化量完全取决于工质变化的初态和终态，与工质所经历的途径无关。

热力学能的单位是J或kJ，用U表示，用u表示1kg工质的热力学能。称为比热力学能，单位是J/kg或kJ/kg。

除储存在热力系内部的热力学能外，热力系作为一宏观整体相对于某参考坐标系还具有宏观的能量：当热力系以速度c做宏观运动时，具有宏观动能Ek；当热力系相对高度为z时，具有宏观位能Ep。相对于储存在系统内部的热力学能，他们称为外部储存能

由物理学可知，若设工质质量为m，则，

Ek?12mc ； Ep?mgz 2热力系储存能（或总能量）E是热力学能和外部储存能的总和，即