實(shí)際氣體的熱力性質(zhì)課件

§6.1實(shí)際氣體與理想氣體的熱力性質(zhì)區(qū)別理想氣體為永久氣體，不存在氣-液相變的問題理想氣體有較為簡(jiǎn)單的狀態(tài)方程和熱力性質(zhì):·理想氣體遵循狀態(tài)方程Pv=RgT；·理想氣體的熱力學(xué)能、焓和比熱容都僅為溫度的函數(shù)·理想氣體遵循邁耶公式cp–cv=Rg，且有2023/7/201·理想氣體有下列熵變表達(dá)式：2023/7/202已得出的對(duì)理想氣體和實(shí)際氣體均適用的一些結(jié)論:·熱力學(xué)第一定律·定容比熱容和定壓比熱容的定義·焓的定義式·可逆定容過程·可逆定壓過程·絕熱過程；；；；；；；（無論可逆與否）2023/7/203§6.2汽-液相變的若干概念①純物質(zhì)系統(tǒng)：化學(xué)成分均勻一致的物質(zhì)系統(tǒng)②相：物質(zhì)內(nèi)部性質(zhì)均勻一致的某種聚集體相與相之間存在著相界面，界面兩邊的物質(zhì)的物理性質(zhì)或化學(xué)性質(zhì)各不相同純物質(zhì)的汽、液、固三相在一定條件下可以平衡共存，也可以在外界的作用下相互轉(zhuǎn)化通常物質(zhì)發(fā)生相變時(shí)體積要發(fā)生變化；伴有相變潛熱。相變時(shí)的體積變化和相變潛熱的大小與發(fā)生相變時(shí)的具體條件有關(guān)。對(duì)同一物質(zhì)，壓力一定，相變潛熱一定就同一物質(zhì)而言，不同集態(tài)將形成不同的相2023/7/204③汽化：指物質(zhì)由液態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)闅鈶B(tài)的過程汽化過程包括蒸發(fā)和沸騰兩種現(xiàn)象：

蒸發(fā)——特指發(fā)生在液體表面上的汽化過程，可在任何溫度下發(fā)生

沸騰——在液體內(nèi)部發(fā)生并產(chǎn)生大量氣泡的汽化過程。沸騰過程只在沸點(diǎn)下才會(huì)發(fā)生物質(zhì)的汽化潛熱隨壓力增大而減少④凝結(jié)：指物質(zhì)由氣態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)的過程，也稱液化⑤汽化潛熱：汽化過程中1kg液態(tài)物質(zhì)（飽和液）完全汽化所需的熱量一定壓力對(duì)應(yīng)一定的沸點(diǎn)2023/7/205沸騰時(shí)，系統(tǒng)中汽、液兩相隨時(shí)都是能夠平衡共存的，即系統(tǒng)時(shí)刻處于飽和狀態(tài)⑥飽和現(xiàn)象：系統(tǒng)中液化和汽化過程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，汽、液兩相平衡共存，各自質(zhì)量不變

沸點(diǎn)即飽和溫度汽化液化2023/7/2061v'11'1"Pvv"1§6.3氣-液相變過程CO2定溫壓縮——安德魯實(shí)驗(yàn)說明了物質(zhì)氣-液相變過程的特點(diǎn)

CO2氣體在T1下定溫壓縮至對(duì)應(yīng)的壓力P1(1，v1)時(shí)開始液化T1P1繼續(xù)定溫壓縮只是液體增多，不再升壓，過程既定溫又定壓

液化的整個(gè)過程中，除起始狀態(tài)為氣態(tài)，終了時(shí)為液態(tài)外，系統(tǒng)內(nèi)一直處于氣-液兩相平衡狀態(tài)——飽和狀態(tài)，液相的質(zhì)量份額從0逐漸增大到1，汽相則從1降到0最終CO2完全壓縮成為液體（1

）

1——純飽和蒸汽；1——純飽和液體2023/7/2071v'11'1"Pvv"1T1P1繼續(xù)對(duì)CO2液體進(jìn)行定溫壓縮，結(jié)果壓力急劇升高，不再保持與溫度對(duì)應(yīng)的關(guān)系，比體積減少極小——液體近似為不可壓縮1L提高溫度至T2（2），重復(fù)上述壓縮過程T2需壓縮到對(duì)應(yīng)較高的壓力P2較小的比體積v2(2)

時(shí)氣體才開始液化P2v"2液化完成時(shí)的比體積v2(2)則較大v'2液體的壓縮與前述過程一樣22"2'2023/7/2081v'11'1"Pvv"1T1P11LT2

CO2氣體若在304.19K下定溫壓縮，過程進(jìn)行到Pc=7.382

MPa，vc=0.00213675m3/kg時(shí)將發(fā)生從氣體到液體的連續(xù)過渡，不再出現(xiàn)定溫-定壓的過程段，過程曲線在該處(c)出現(xiàn)一拐點(diǎn)c超過304.19K后，再不可能把CO2氣體壓縮成液體。氣體將一直保持為氣態(tài)，其定溫壓縮線隨溫度升高愈來愈接近于等腰雙曲線（表現(xiàn)出理想氣體特性）TcPc2023/7/2091v'11'1"Pvv"1T1P11LT2c聯(lián)結(jié)液化開始和結(jié)束的各點(diǎn)，成為上界限線和下界限線，交匯于點(diǎn)c上界限線下界限線T=Tc情況下，T>Tc情況下，點(diǎn)c稱為臨界點(diǎn)原則上認(rèn)為：Tc氣體一旦壓縮到臨界點(diǎn)c立即全部液化氣體不可能壓縮成液體2023/7/20101v’11’1”Pvv”1T11Lc上界限線下界限線實(shí)際氣體在P-v圖上顯現(xiàn)出來的P-v-T關(guān)系，可用“1點(diǎn)、2線、3區(qū)、5態(tài)”一語(yǔ)作普遍概括：

5態(tài)：過熱蒸汽、（干）飽和蒸汽、濕蒸汽、飽和液體、未飽和液體

2線：飽和汽線（上界限線）、飽和液線（下界限線）

1點(diǎn)：臨界點(diǎn)c；

3區(qū)：過熱汽區(qū)（臨界等溫線上段與上界限線以右區(qū)域）、濕蒸汽區(qū)（上、下界限線之間的鐘罩型區(qū)域）、未飽和液區(qū)（臨界等溫線上段與下界限線以左區(qū)域）Tc過熱汽未飽和液濕蒸汽2023/7/2011

·不存在溫度超過Tc而能處于穩(wěn)定態(tài)的液體；臨界參數(shù)是物質(zhì)的重要特性：·臨界狀態(tài)下物質(zhì)的汽、液兩相沒有區(qū)別(v=v)，相界面消失；·在超臨界壓力的情況下，原則上液體被加熱到臨界溫度時(shí)立刻全部汽化液體的溫度不可能超過臨界溫度Tc

按飽和溫度與飽和壓力相對(duì)應(yīng)，且隨壓力升高而增大的關(guān)系實(shí)際氣體氣-液相變時(shí)所經(jīng)歷的5種狀態(tài)可定義如下：2023/7/2012

過熱蒸汽：一定壓力下溫度高于對(duì)應(yīng)飽和溫度的蒸汽；

濕蒸汽：飽和汽與飽和液的機(jī)械混合物（平衡共存）

飽和蒸汽：一定壓力下溫度等于對(duì)應(yīng)飽和溫度的蒸汽

飽和液體：一定壓力下溫度等于對(duì)應(yīng)飽和溫度的液體

未飽和液：一定壓力下溫度低于對(duì)應(yīng)飽和溫度的液體；或說，一定溫度下壓力低于對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓的氣體

或說，一定溫度下壓力高于對(duì)應(yīng)的飽和蒸汽壓的液體

1v’11’1”Pvv”1T11Lc上界限線下界限線Tc過熱汽未飽和液濕蒸汽2023/7/2013BAPtD汽態(tài)tc固態(tài)液態(tài)§6.4三相點(diǎn)(triplepoint)

在純物質(zhì)的P-v-T關(guān)系中，存在一個(gè)稱為三相點(diǎn)的汽、液、固三相平衡共存的特殊狀態(tài)三相點(diǎn)是物質(zhì)的一種容易復(fù)現(xiàn)的具有唯一性的狀態(tài)表明物質(zhì)汽-液-固三相相互轉(zhuǎn)換關(guān)系的P-t圖稱作三相圖

圖中AD——升華曲線

AC——汽化曲線

AB——熔解曲線A

為三相點(diǎn)

由于只在臨界溫度以下才存在液態(tài)物質(zhì)，所以汽化線AC止于臨界等溫線處

升華熔解汽化線上兩相平衡共存C2023/7/2014水的三相點(diǎn)參數(shù)Ptri=611.2Pa

Ttri=273.16K

vtri=0.00100022m3/kg2023/7/2015§6.5水蒸氣定壓形成過程⑴關(guān)于水的熵和熱力學(xué)能的起算零點(diǎn)國(guó)際會(huì)議約定：對(duì)H2O，取三相點(diǎn)(0.01℃，611.659Pa)下液態(tài)水的熵和熱力學(xué)能為零按此約定，液態(tài)水的焓值近似等于零水的三相點(diǎn)接近為0℃，所以進(jìn)一步更粗略地可以認(rèn)為：0℃下液態(tài)水的焓、熵、熱力學(xué)能均為零同溫度而壓力不同的液態(tài)水其熵相同，熱力學(xué)能相同，焓相差很小

液態(tài)水近似為不可壓縮流體鍋爐及各種蒸氣發(fā)生器中產(chǎn)生水蒸氣的過程絕大多數(shù)可理想化為定壓過程；這些裝置一般屬于開口系統(tǒng)2023/7/2016⑵水的定壓汽化過程未飽和水定壓加熱沸騰（汽化）產(chǎn)生飽和蒸汽系統(tǒng)中為飽和水+飽和蒸汽飽和水升溫至沸點(diǎn)（飽和溫度）繼續(xù)加熱溫度不變繼續(xù)加熱①②③（濕蒸汽）④⑤全部飽和水汽化完畢干飽和蒸汽繼續(xù)加熱升溫，超過飽和溫度過熱蒸汽⑶水蒸氣的T-s圖將上述未飽和水定壓汽化過程表示到T-s圖上將常溫未飽和水在定壓下進(jìn)行加熱：sT①②③④⑤飽和溫度2023/7/2017sT飽和溫度提高汽化過程的壓力，仍將水從0℃開始加熱水的飽和溫度ts↑s's↑s"s↓當(dāng)壓力提高至22.064Mpa

時(shí)，水加熱至373.99℃(臨界溫度)

立即全部汽化，相變實(shí)現(xiàn)連續(xù)過度，臨界狀態(tài)下汽化潛熱r=0;s=s。Tc=373.99℃Pc=22.064MPa水的臨界參數(shù)vc=0.003106m3/kgcTc2023/7/2018sT未飽和水定壓汽化成為過熱蒸汽的過程分成3段：

預(yù)熱段：未飽和水液體熱飽和水汽化熱r=h'h"qL=h'hL飽和水汽化段：飽和汽過熱熱qs=hsh"飽和汽過熱段：過熱汽預(yù)熱段預(yù)熱熱qL=h'hL汽化段汽化熱r=h"h'過熱段過熱熱qs=hs

h"對(duì)簡(jiǎn)單可壓縮物質(zhì)有熱力學(xué)關(guān)系

·T-s圖上水的預(yù)熱段及蒸汽的過熱段均為凹向上的曲線·汽化段因既定壓也定溫，比熱容為無窮大而呈水平狀2023/7/2019將T-s圖上各種壓力定壓汽化過程中水經(jīng)歷的狀態(tài)分類聯(lián)結(jié)起來，亦顯示出1點(diǎn)、2線、3區(qū)、5態(tài)的特征（所有物質(zhì)均如此）sT臨界等溫線下界限線(飽和水)上界限線(飽和汽)臨界點(diǎn)cTc濕蒸汽區(qū)過熱蒸汽區(qū)未飽和水區(qū)名義上臨界等溫線上段與下界限線以左區(qū)域?yàn)槲达柡退畢^(qū)，實(shí)際上液態(tài)水的狀態(tài)幾乎都集中在下界限線上下界限線上的點(diǎn)實(shí)際上既是飽和水的狀態(tài)，近似地也是未飽和水的狀態(tài)2023/7/2020§6.6水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)⑴未飽和水的狀態(tài)參數(shù)

·未飽和水的壓力與溫度可以獨(dú)立變化

·對(duì)0℃的未飽和水近似有s0=0，u0=0，h0=0

·壓力一定時(shí)，未飽和水的參數(shù)v、h、s均隨溫度升高而增大

·溫度一定時(shí)，未飽和水的參數(shù)v、s均隨壓力升高而減?。混蔴則隨壓力升高而增大，不過變化都很微小水的比熱容通常視為定值，近似取為c=4.187kJ/kg視水為不可壓縮流體時(shí)不存在可逆功模式，只有一個(gè)獨(dú)立狀態(tài)參數(shù)，沒有cp、cv之分2023/7/2021溫度與壓力有著對(duì)應(yīng)的關(guān)系，壓力愈高對(duì)應(yīng)的飽和溫度愈高，Ts,max=Tc⑵飽和水及飽和水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)習(xí)慣上對(duì)飽和水的參數(shù)符號(hào)加上標(biāo)（），對(duì)飽和水蒸汽的參數(shù)符號(hào)加上標(biāo)（）以示區(qū)別汽化時(shí)，定壓過程實(shí)際上也是定溫過程，因此

r——汽化潛熱h=h+Ts(s

s)=h+r僅憑溫度或壓力即可確定飽和水或飽和汽的狀態(tài)汽化潛熱隨壓力升高而減小，至臨界壓力時(shí)rc=02023/7/2022飽和水的參數(shù)v、h

、s

均隨壓力升高而增大飽和水蒸汽則相反:

·v、s

隨壓力升高而減?。弧

先是隨壓力升高而增大，當(dāng)壓力約為3MPa時(shí)出現(xiàn)最大值，其后反隨壓力升高而減少2023/7/2023⑶濕蒸汽的狀態(tài)參數(shù)

濕蒸汽的干度(x)：系統(tǒng)中飽和汽所占有的質(zhì)量份額若系統(tǒng)中飽和水及飽和汽的質(zhì)量分別為mw和mv，則不同干度下的濕蒸汽參數(shù)只能按壓力或溫度查得對(duì)應(yīng)的飽和水及飽和水蒸汽的參數(shù)，利用干度計(jì)算求得：vx=xv"+(1

x)v'=v'+x(v"

v')

xv"hx=xh"+(1

x)h'=h'+x(h"

h')=h'+xrsx=xs"+(1

x)s'=s'+x(s"

s')=s'+

濕蒸汽的參數(shù)介于飽和水和飽和水蒸氣之間，即v<vx<v；h

<hx<h

；s<sx<s；2023/7/2024由以上各式可得以下干度表達(dá)式：⑷過熱水蒸氣的狀態(tài)參數(shù)過熱汽的溫度和壓力可以獨(dú)立變化，通常按(P,t)形式給定其狀態(tài)當(dāng)壓力一定而溫度提高時(shí)，過熱汽的h、s、v均提高；當(dāng)溫度一定而壓力提高時(shí)，過熱汽的h、s、v均降低；

就相同壓力而比較，過熱汽的t、h、s、v均較飽和汽的大，即t>ts；h>h；s>s；v>v；2023/7/2025§6.7水蒸氣熱力性質(zhì)表及焓-熵圖⑴水和水蒸氣熱力性質(zhì)表

①飽和水與飽和水蒸氣熱力性質(zhì)表

飽和水及飽和水蒸汽的熱力性質(zhì)表分有按壓力排列和按溫度排列兩種，實(shí)質(zhì)上它們是一樣的2023/7/2026P

MPat℃vm3/kgvm3/kghkJ/kghkJ/kgrkJ/kgskJ/(kg·K)skJ/(kg·K)………………………………………………0.00428.980.00100434.803121.412554.12432.70.42248.4747………………………………………………3233.840.0012160.066621008.42801.91793.52.64556.1832………………………………………………Ⅰ、按壓力排列2023/7/2027Ⅱ按溫度排列t,℃P

MPavm3/kgvm3/kghkJ/kghkJ/kgrkJ/kgskJ/(kg·K)skJ/(kg·K)……………………………………………40.0008130.001157.26716.802508.32491.50.06119.0514……………………………………………500.0123350.00101212.048209.262591.82382.50.70358.0771……………………………………………2023/7/2028②未飽和水與過熱水蒸氣熱力性質(zhì)表

P6MPa7MPat,℃,v,m3/kgh,kJ/kgs,kJ/(kg·K)v,m3/kgh,kJ/kgs,kJ/(kg·K)……………………………………2700.0013011185.22.9751………………2800.033172804.05.92530.00133071236.73.06672900.034732846.56.00160.028012792.95.8509……………………………………未飽和水過熱蒸汽2023/7/2029⑵水蒸氣焓-熵圖

蒸汽動(dòng)力裝置中的一些熱力過程常被抽象成為絕熱或定壓過程焓-熵圖上也有上、下界限線及臨界點(diǎn)，但由于僅使用于過熱汽及干度較高的濕蒸汽，因此通常印出的只是它的右上部分，未包括下界限線和臨界點(diǎn)絕熱過程的技術(shù)功、定壓過程的吸熱量均直接與過程的焓變相關(guān)使用焓-熵圖顯示、求解這些過程有其獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)2023/7/2030②定溫線——濕蒸汽區(qū)內(nèi)定壓線即定溫線；定溫線以上部的溫度為高③定容線——凹向上，斜向右上方，斜率大于定壓線。在圖中常套色印出④定干度線——匯集于臨界點(diǎn)，凹向下，斜向左、右下方①定壓線——在濕蒸汽區(qū)內(nèi)為傾斜向上的直線段；定壓線以上方的壓力為大焓-熵圖上給出各種定值線群，計(jì)有：v在過熱區(qū)則為凹向上的指數(shù)曲線過熱區(qū)內(nèi)凹向下，斜向右上方，漸趨水平2023/7/2031例6-1（習(xí)題7-6）1kg水蒸氣由P1=3MPa、t1=450℃可逆絕熱膨脹至P2=0.004MPa，試確定終點(diǎn)狀態(tài)參數(shù)t2、v2、h2、s2，并求過程功w和技術(shù)功wt。

附水蒸氣表（節(jié)錄）：P

MPaT℃vm3/kgvm3/kghkJ/kghkJ/kgskJ/(kg·K)skJ/(kg·K)0.00428.980.00134.803121.412554.10.42248.47473233.840.0012160.066621008.42801.92.64556.1832飽和水與飽和蒸氣表

P=3.0MPat,℃,v,m3/kgh,kJ/kgs,kJ/(kg·K)4500.10783344.47.0847未飽和水與過熱蒸氣表

2023/7/2032解：h1=3344.4kJ/kg，v1=0.1078m3/kgs1=7.0847kJ/(kgK)因s1=s2=7.0847kJ/(kgK)s’<s2<s”

依P2=0.004MPa查飽和水蒸氣表，知故知終態(tài)為濕蒸汽狀態(tài)。由此①據(jù)終態(tài)濕蒸汽壓力P2可查得其溫度t2=28.98℃

由飽和水蒸氣表知，3MPa時(shí)飽和溫度為233.84℃查過熱水蒸氣表，得sT21t1P1P2S"S'

t1=450℃>233.84℃,故知初態(tài)為過熱蒸汽狀態(tài)2023/7/2033④終態(tài)濕蒸汽的比體積

v2=x2v+(1

x2)v=0.827434.803+0.17260.001=28.796m3/kg③終態(tài)濕蒸汽的焓

h2

=x2

h+(1

x2)h初態(tài)濕蒸汽的比熱力學(xué)能

u1=h1P1v1=3344.4301050.1078103=3021

kJ/kg終態(tài)濕蒸汽的比熱力學(xué)能

u2=h2P2v2=2134.280.0410528.796103=2019.1

kJ/kg②終態(tài)濕蒸汽的干度=0.82742554.1+0.1726121.41=2134.28kJ/kg

2023/7/2034⑤過程功

⑥技術(shù)功w

=u=30212019.1=1001.9kJ

/kgwt=h

=3344.42134.28=1210.12

kJ/kg

2023/7/2035內(nèi)儲(chǔ)壓力為5MPa的飽和水和飽和蒸汽，其中汽和水的質(zhì)量之比為19。將飽和水通過閥門排出容器，使容器內(nèi)蒸汽和水的總質(zhì)量減為原來的一半。若容器內(nèi)溫度保持不變，試問容器內(nèi)工質(zhì)最終處于什么狀態(tài)？剩余的質(zhì)量是多少？例6-2（習(xí)題7-10改）解：按題意，容器內(nèi)工質(zhì)的初始狀態(tài)為濕蒸汽，其干度

x1=1/(9+1)=0.1查飽和水蒸氣表，5MPa時(shí)，v=0.0012862m3/kg；v=0.039439m3/kg容器內(nèi)工質(zhì)的初始比體積

圖7-14所示剛性容器的容積為3m3，v1=x1+(1x1)v=0.10.039439+0.90.0012862=0.00510m3/kg2023/7/2036按題給，容器內(nèi)工質(zhì)的初始質(zhì)量為

容器內(nèi)最終剩余的工質(zhì)質(zhì)量為其比體積m2=0.5m1=0.5588.2353=294.1177kg其干度v'<v2<v"工質(zhì)最終仍為濕蒸汽第1次作業(yè)：7-6、7-7、7-9、7-10（允許使用水蒸氣表解題；7-10為非穩(wěn)態(tài)CV，答案6204.015kJ）2023/7/2037§6.8實(shí)際氣體的狀態(tài)方程⑴

范德瓦爾方程

①方程的建立

·實(shí)際氣體分子有體積，同樣條件下令分子運(yùn)動(dòng)的自由程縮短，壓力將比理想氣體的大應(yīng)以(vb)代替方程中的v

；

·分子間存在吸引力導(dǎo)致同樣條件下的實(shí)際氣體壓力小于理想氣體。此影響與分子密度二次方成正比從壓力P中減去項(xiàng)對(duì)實(shí)際氣體應(yīng)用理想氣體狀態(tài)方程需作修正：理想氣體狀態(tài)方程寫作范德瓦爾方程2023/7/2038a、b——范德瓦爾常數(shù)，與氣體種類有關(guān)范德瓦爾方程范德瓦爾方程展開后是v的三次方程

·T>Tc時(shí)，有一個(gè)實(shí)根，兩個(gè)虛根（對(duì)應(yīng)給定的P，v有一個(gè)實(shí)值）；

·在臨界點(diǎn)處方程有三個(gè)相等的實(shí)根（拐點(diǎn)）；

·T<Tc時(shí)，方程有三個(gè)不等的實(shí)根由熱力學(xué)一般關(guān)系知，P-v圖上氣體定溫線有負(fù)斜率圖中曲線有正斜率的區(qū)域內(nèi)范德瓦爾方程不真實(shí)

范德瓦爾方程對(duì)實(shí)際氣體的性狀反映得不夠真實(shí)和確切，誤差較大。但是該方程的建立開辟了一條道路，這是它的重要意義所在

它可以有一個(gè)或三個(gè)實(shí)根：

對(duì)所有物質(zhì)恒為負(fù)值2023/7/2039②范德瓦爾常數(shù)

P-v圖上臨界點(diǎn)c為臨界等溫線的一個(gè)拐點(diǎn)，應(yīng)有臨界點(diǎn)處的范德瓦爾方程為

Pc對(duì)vc求一階及二階偏導(dǎo)，并令之等于0(a)(b)(c)2023/7/2040聯(lián)解式(a)、(b)、(c)可得即通過實(shí)驗(yàn)測(cè)定物質(zhì)的臨界參數(shù)Pc和Tc

，便可求得范德瓦爾常數(shù)a和b2023/7/2041按照以上分析結(jié)果，對(duì)任何范德瓦爾氣體均有事實(shí)表明，對(duì)于不同的氣體上述比值并不相同:對(duì)大多數(shù)實(shí)際氣體該值都遠(yuǎn)小于0.375對(duì)理想氣體該值應(yīng)等于1；范德瓦爾方程在定量說明實(shí)際氣體熱力性質(zhì)方面不夠成功2023/7/2042①對(duì)比態(tài)方程⑵

對(duì)比態(tài)原理

在理想氣體狀態(tài)方程中引入修正系數(shù)Z，并把它應(yīng)用于實(shí)際氣體

Pv=ZRgTZ——壓縮性系數(shù)，或稱壓縮因子

壓縮因子Z表示實(shí)際氣體對(duì)理想氣體熱力性質(zhì)的偏離對(duì)于理想氣體，Z恒等于1；對(duì)于實(shí)際氣體，Z與氣體狀態(tài)有關(guān)，是狀態(tài)函數(shù)Z與1相差愈大表明氣體偏離理想氣體性質(zhì)愈遠(yuǎn)2023/7/2043函數(shù)關(guān)系Z=f(P,T)可在Z-P坐標(biāo)圖上以T為參變量用圖線表示出來，稱作壓縮性圖

右圖為氮的示意性壓縮性圖圖中可以看出：氮的壓縮性圖

·在臨界點(diǎn)c附近Z遠(yuǎn)小于1Z→1·所有溫度下P→0——趨于理想氣體性質(zhì)；

·當(dāng)壓力超過臨界壓力約10倍時(shí)，所有溫度下的Z都大于1?！?dú)怏w的非理想性特別嚴(yán)重；不同物質(zhì)的壓縮性圖在定量上雖各個(gè)不相同，但在上述的一些特點(diǎn)上則是相似的，這反映出不同物質(zhì)間的熱力學(xué)相似性。壓縮性因子Z=Pv=RgT2023/7/2044利用對(duì)比態(tài)原理可使壓縮因子Z的表示規(guī)律化，并極大地簡(jiǎn)化了它的近似值計(jì)算所謂對(duì)比態(tài)原理是一種熱力學(xué)相似理論根據(jù)上節(jié)的討論，范德瓦爾方程式作為物質(zhì)P-v-T關(guān)系的表述，對(duì)所有氣體其普遍數(shù)學(xué)表示方式應(yīng)為F(P,v,T,Rg,a,b)=0

式中氣體常數(shù)Rg及范德瓦爾常數(shù)a、b均可用物質(zhì)的臨界參數(shù)Pc、vc、Tc表達(dá)，因而上述函數(shù)式可改寫為F(P,v,T,Pc,vc,Tc)=0

引入對(duì)比參數(shù)2023/7/2045上式將演變成為一種以對(duì)比參數(shù)作為參量表達(dá)的所有物質(zhì)普遍適用的P-v-T關(guān)系