[拼音]：p－V－T guanxi

[外文]：p-V-T relation

物質(zhì)在平衡狀態(tài)下壓力(p)－體積(V)-溫度（T）之間的相互關(guān)系的簡(jiǎn)稱(chēng)。這三個(gè)變量之間存在一定的關(guān)系，如物質(zhì)體積的熱脹冷縮和隨壓力增加而減小，這都是人們所共知的現(xiàn)象。在化工熱力學(xué)中，需要對(duì)各種物質(zhì)特別是對(duì)流體（氣體和液體的統(tǒng)稱(chēng)）的p－V–T關(guān)系進(jìn)行定量研究。其目的之一是直接利用p–V–T數(shù)據(jù)，對(duì)已知溫度、壓力的流體作質(zhì)量與體積的互算，進(jìn)而用于計(jì)算流體的流量、輸送管道、反應(yīng)器等的幾何尺寸。其目的之二是利用p－V–T關(guān)系計(jì)算某些不能直接測(cè)定的熱力學(xué)性質(zhì)如焓、熵、逸度等，進(jìn)而作熱力學(xué)過(guò)程的熱功計(jì)算或相平衡計(jì)算、化學(xué)平衡計(jì)算。一定量純物質(zhì)的p－V–T關(guān)系常在三維直角坐標(biāo)系中表示，稱(chēng)作p–V–T關(guān)系立體圖。

典型p－V－T關(guān)系立體圖

一定量純物質(zhì)在平衡狀態(tài)下的p–V–T關(guān)系，在以p、V_m(摩爾體積)和T為坐標(biāo)軸的空間形成曲面(圖1)，

它表明在p、V_m、T三個(gè)變量中確定了任何兩個(gè)變量之后，第三個(gè)變量即可隨之確定，并可從圖中曲面讀出其數(shù)值。曲面的不同部位可以表示不同的相，包括單相或兩相共存，甚至三相共存。當(dāng)物質(zhì)的p、V_m、T數(shù)值落在單相區(qū)時(shí)，系統(tǒng)中只能存在一個(gè)相(氣相、液相或固相)；當(dāng)p、V_m、T數(shù)值落中兩相區(qū)時(shí)，系統(tǒng)就為兩相(汽液、汽固或液固)共存;當(dāng)物質(zhì)的p、V_m、T數(shù)值恰好落在三相共存線上時(shí)，系統(tǒng)就為汽液固三相共存。

圖中的LCV是汽液共存面。通過(guò)此面的O點(diǎn)，作等溫面或等壓面與LCV面相交于L′OV′線，L′和V′分別代表平衡時(shí)的液相和汽相。兩相的溫度、壓力與 O點(diǎn)相同，但摩爾體積不等。液相摩爾體積小，汽相摩爾體積大。汽相與液相的相對(duì)量則取決于O點(diǎn)的具體位置，O點(diǎn)越接近L′點(diǎn)，液相量越多。隨溫度升高，汽液共存線趨短，結(jié)束于C點(diǎn)，此點(diǎn)稱(chēng)為臨界點(diǎn)。在此點(diǎn)，汽相與液相的差別消失。溫度高于C點(diǎn)之值時(shí)，不可能再出現(xiàn)象LCV面上所代表的那種汽液兩相共存的狀態(tài)。 C點(diǎn)所在位置的壓力、體積和溫度，分別稱(chēng)為臨界壓力p_C、臨界體積V_C和臨界溫度T_C。在臨界點(diǎn)上，p對(duì)V的一階偏導(dǎo)數(shù)和二階偏導(dǎo)數(shù)均為零，即。當(dāng)溫度低于臨界溫度時(shí)，流體（如V″點(diǎn)）被等溫加壓后，便經(jīng)過(guò)V′L′轉(zhuǎn)變?yōu)橐后w（如L″點(diǎn)）；當(dāng)溫度高于臨界溫度時(shí)，流體經(jīng)等溫加壓，就不可能出現(xiàn)液化現(xiàn)象。因此，將低于臨界溫度的流體稱(chēng)為蒸氣，簡(jiǎn)稱(chēng)汽，將高于臨界溫度的流體稱(chēng)為氣體或超臨界流體（常指壓力較高時(shí)的氣體，它具有較大的分子擴(kuò)散系數(shù)和密度，以及較小的粘度）。三個(gè)兩相共存面相交于SLV線，當(dāng)p、V_m、T數(shù)值恰好落在此線上時(shí)，系統(tǒng)中汽液固三相共存，V、L、S三點(diǎn)分別代表汽相、液相和固相。三個(gè)相的溫度和壓力雖然相等，但它們的摩爾體積各不相同?！?在實(shí)際應(yīng)用中，p–V–T關(guān)系常用p–V_m為坐標(biāo)軸的平面圖來(lái)表示，這種圖稱(chēng)為p–V圖（圖2）。圖中的虛線是等溫線，圖上的臨界點(diǎn)C，各共存區(qū)和各單相區(qū)均可與p–V–T圖對(duì)照。

p–V–T關(guān)系的數(shù)學(xué)描述

p－V－T關(guān)系的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)須由實(shí)驗(yàn)測(cè)得。為了便于應(yīng)用，常將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)成某種形式的數(shù)學(xué)方程，即狀態(tài)方程。為滿(mǎn)足工程計(jì)算的需要，還利用對(duì)應(yīng)態(tài)原理建立了各種普遍化的p–V–T關(guān)系，如普遍化壓縮因子圖和普遍化狀態(tài)方程，它們可近似應(yīng)用于缺乏實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的物質(zhì)。

建筑資質(zhì)代辦咨詢(xún)熱線：13198516101

標(biāo)簽：p－V－T guanxi、p－V－T關(guān)系

版權(quán)聲明：本文采用知識(shí)共享 署名4.0國(guó)際許可協(xié)議 [BY-NC-SA] 進(jìn)行授權(quán)

文章名稱(chēng)：《pVT關(guān)系》

文章鏈接：http://www.fjemb.com/12427.html

該作品系作者結(jié)合建筑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、政府官網(wǎng)及互聯(lián)網(wǎng)相關(guān)知識(shí)整合。如若侵權(quán)請(qǐng)通過(guò)投訴通道提交信息，我們將按照規(guī)定及時(shí)處理。