理论教育 流体状态方程解析

流体状态方程解析

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:描述流体p-V-T关系的函数表达式为式(2-3)称为状态方程,用来关联平衡状态下流体的压力p、摩尔体积V和温度T之间的关系。状态方程的发展最初是从气体开始的,但现在已有许多状态方程不仅能用于气相,而且可以用于液相,甚至还在向固相发展,这为用一个数学模型计算多种热力学性质提供了条件。到目前为止,已报道的状态方程有几百种,其中包括半经验半理论的状态方程,以及从统计热力学和分子动力学相结合导出的理论性状态方程。

流体状态方程解析

从相律可知,对于单相纯流体而言,p,V,T三者中的任意两者被确定后,就完全确定了其状态。描述流体p-V-T关系的函数表达式为

式(2-3)称为状态方程(equation of state,EOS),用来关联平衡状态下流体的压力p、摩尔体积V和温度T之间的关系。状态方程的重要价值在于它可以精确地表达相当广泛范围内的p-V-T数据,而且可推算不能直接测量的其他热力学性质。

状态方程的建立过程大都从纯物质着手,通过引入混合规则(mixing rule),使其可应用于混合物的热力学性质计算。状态方程的发展最初是从气体开始的,但现在已有许多状态方程不仅能用于气相,而且可以用于液相,甚至还在向固相发展,这为用一个数学模型计算多种热力学性质提供了条件。(www.daowen.com)

到目前为止,已报道的状态方程有几百种,其中包括半经验半理论的状态方程,以及从统计热力学和分子动力学相结合导出的理论性状态方程。但由于其通用性差,尚没有一个状态方程能在整个p-V-T范围内准确地描述流体的相行为。

状态方程通常分为如下几类:第一类是立方型状态(cubic type)方程,展开后可表示为关于摩尔体积V或压缩因子Z的三次方程;第二类是多参数状态方程,形式上类似于泰勒级数(Taylor series)类型的展开式;第三类是理论性状态方程。本书主要介绍前两类。

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