PVT过程及体积功
物理气相传输法(pvt)
物理气相传输法(pvt)物理气相传输法（PVT）是一种实验技术，用于研究油气在不同压力和温度下的行为。
该方法可以测量油气的体积、密度、压缩系数、黏度等参数，从而帮助我们了解油气的物理性质，同时也可以用于计算油藏的储量和残留油。
本文将介绍PVT方法的原理、实验步骤和应用。
PVT方法的原理PVT方法利用差压计测量油气在不同压力下的体积，通过“体积分离器”将不同组分的油气分离，测量不同相的压缩系数和黏度。
PVT实验的基本参数有三个：压力、温度和孔隙度。
当温度和孔隙度保持不变时，通过改变压力来测量不同条件下的物性参数。
实验步骤1.收集样品：从油井或气井中收集油气样品，保证样品质量与实验结果相关。
2.状态点实验：在PVT实验仪器中，将样品放入一个密闭的容器中，控制压力和温度以测量不同状态下的物性参数。
要得到精确的数据，每个状态点需要测试多次，以验证稳定性和重复性。
3.体积分离器：使用气相色谱或液相色谱技术，将原油样品分离成不同的相。
然后，可以通过稳态标记化学计量计算出油气体积和质量之间的比。
体积分离器还可用于收集和分离原油组分，以研究油气的物理和化学特性。
4.计算数据：收集已测得的物性参数数据，经过分析，可以得出PVT数据，比如油气压缩系数，体积系数，局部仓储容量等。
应用PVT方法已被广泛应用于油气勘探和生产领域。
它可以帮助研究人员设计最佳生产技术，从而优化采油效率。
例如，知道油气的压缩系数可以确定油藏的有效开发期。
在研究中，PVT方法还可用于计算储藏容量，判断油气的流动性和推断油气实际含量。
此外，这种方法还可以帮助人们了解油气储层的压力以及油气渗流和渗吸等特性。
总结PVT实验技术是一种重要的油气勘探和开发工具，使用PVT方法可以测量油气的物性参数。
掌握PVT方法对于对油气储层进行正确解释和量化是至关重要的。
目前，PVT技术还在不断发展，随着新技术的不断推出，有望为更加精确地掌握油气储藏的特性提供新的途径。
单纯pVT过程
∆βα
C
pdT
∫ ∆βα S(T ) = ∆βα S(T1) +
T T1
∆βα C
p
dT T
α, T , p1
β, T , p1 ∆βαG = ∆βα H − T∆βα S
已知体积或密度数据时, 设计变压途径.
∫ ∫ ∆
β α
G
=
p1 p
V
(α
)dp
+
∆
β α
G
(
p1
)
+
p V ( β )dp
p1
最稳定单质的标准摩尔生成吉布斯函数等于零.
一定温度下, 标准摩尔反应吉布斯函数的计算:
∆rGm\ = ∆rHm\ − T ∆rSm\
或
∆rGm\ = ΣνB ∆f Gm\(B)
298.15K 时的∆f Gm\(B) 可以查得.
3
标准摩尔反应热力学函数与温度的关系
化学反应最重要的热力学函数的变化是∆rHm\ , ∆rSm\ , ∆rGm\. 它们都是温度的函数, 在298.15K时的值容易求得.
−nRTln V2 V1
理想气体
∫ ∆AT
=
−
V2 V1
pdV
≈0
凝聚态物质 (∆V很小)
∫ ∫ ∆GT =
p2 Vdp =
p1
p2 nRT dp = nRTln p2 = ∆A
p1 p
p1
理想气体
∫ ∆GT =
p2 Vdp
p1
= V ( p2
−
p1 )
≈
0
凝聚态物质 (∆p不很大时 )
(2) 变温的 pVT 变化
温度范围很小
气体pvt公式
气体pvt公式气体PVT公式是描述气体行为的一种物理公式，它可以用来计算气体的压力、体积和温度之间的关系。
PVT代表了压力、体积和温度三个物理量，它们是描述气体状态的重要参数。
PVT公式是根据气体的状态方程推导而来的，常见的状态方程有理想气体状态方程、范德瓦尔斯状态方程等。
理想气体状态方程是最简单的状态方程，它假设气体是由大量完全弹性碰撞的质点组成，质点之间没有相互作用力，体积可以忽略不计。
根据理想气体状态方程，可以得到气体的PVT公式为P1V1/T1=P2V2/T2，其中P1、V1、T1分别表示气体的初始压力、体积和温度，P2、V2、T2表示气体的最终压力、体积和温度。
在实际应用中，气体的行为往往与理想气体状态方程存在一定的差异。
当气体的压力较高或温度较低时，分子之间的相互作用力就会显现出来，此时需要使用修正后的状态方程。
范德瓦尔斯状态方程是修正后的状态方程之一，它考虑了气体分子之间的吸引力和排斥力。
根据范德瓦尔斯状态方程，可以得到修正后的气体的PVT公式为(P+n^2a/V^2)(V-nb)=nRT，其中a和b分别是范德瓦尔斯常数，R是气体常数，n表示气体的摩尔数。
PVT公式的应用范围非常广泛。
例如在石油工程中，PVT公式可以用来描述油藏中的气体行为，从而帮助工程师判断油藏的性质和开发潜力。
在化学工程中，PVT公式可以用来计算气体的物理性质，如密度、粘度等，从而指导工程设计和操作。
在环境科学中，PVT 公式可以用来模拟大气中的气体运动和扩散过程，从而研究空气污染和气候变化等问题。
除了上述提到的理想气体状态方程和范德瓦尔斯状态方程，还有一些其他的状态方程和PVT公式可以用来描述气体行为。
例如，柯西状态方程适用于描述高温高压下的气体行为，它考虑了气体分子的非理想性和相互作用力的非线性性。
另外，对于特殊的气体，如湿气、混合气体等，还需要使用相应的状态方程和PVT公式进行描述和计算。
气体PVT公式是描述气体行为的重要工具，它可以用来计算气体的压力、体积和温度之间的关系。
pvt解算 方程
pvt解算方程在数学中，PVT(Pressure-Volume-Temperature)方程是用来描述气体状态的方程。
它是一个理想气体方程的扩展，考虑到了非理想气体的相互作用和分子体积。
PVT方程的形式为：P = ZnRT/V其中，P表示气体的压力，V表示气体的体积，T表示气体的温度，R表示气体的普适气体常数，Z表示压缩系数，n表示摩尔数。
PVT方程中的压缩系数Z是非常重要的，它体现了气体分子之间的相互作用力和分子体积对理想气体方程的修正。
如果压缩系数Z等于1，则说明气体是理想气体；如果Z大于1，则说明气体的分子之间存在吸引力，气体的实际体积小于理想气体体积；如果Z小于1，则说明气体的分子之间存在排斥力，气体的实际体积大于理想气体体积。
通过PVT方程，我们可以计算出气体的压力、体积和温度之间的相互关系，从而对气体的性质和行为进行预测和分析。
PVT方程在化学工程、石油工程、环境科学等领域中得到了广泛的应用。
在实际应用中，解PVT方程可以通过以下几种方法：1.图表法：根据实验数据绘制P-V和P-T图，然后通过图形的几何关系来确定方程中的参数。
这种方法适用于简单的气体体系和实验条件有限的情况。
2.实验法：通过实验测量气体的压力、体积和温度来确定方程中的参数。
例如，可以利用容器的压力计和温度计进行测量，然后将测得的数据带入方程进行求解。
3.状态方程法：利用已知的气体状态方程（如理想气体方程）和实验数据，通过求解方程组来确定方程中的参数。
这种方法适用于已知气体状态方程的情况，可以通过调整参数来使方程满足实验数据。
PVT方程的解算在石油工程中尤为重要。
石油储层中的油气主要以非理想气体的形式存在，需要通过PVT方程来描述其物性和行为。
石油开发中常常需要估计气体的体积和压力变化，以评估储层的可采储量和开发潜力。
PVT方程可以帮助工程师确定油藏的产能和产出行为，并指导油田开发方案的制定。
总而言之，PVT方程是用来描述气体状态的重要工具，可以通过解方程来计算气体的压力、体积和温度之间的相互关系。
PVT过程及体积功
提示: 放映时按鼠标右键, 从快捷菜单中选择“定 1molH p1 = 101.325kPa, t1 = 0℃, 分别经.(a)向真空膨胀; 位” “按标题” “？”, 便可调出所需要的例题 2由
(b)反抗恒定外压 pamb= 50.663kPa, 恒温膨胀至p2 = 50.663kPa, 气体的两种恒外压膨胀 试求两种不同途径中系统与环境交换的体积功W(a)及W(b). 两种途径均为恒外压膨胀. (a) pamb = 0, W =－ pamb (V2－V1) = 0
(b) pamb = 50.663kPa ,
W pamb (V2 V1 ) 0.5 p1 ( 2V1 V1 ) 0.5 p1V1 0.5nRT 0.5 1 8.314 273.15J 1135J
结果表明: 系统在相同的始态, 末态的条件下, 不同途径的体积 功并不相等, 反映出功并非状态函数的增量.
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例 10 mol的理想气体, 压力1013 kPa, 温度300 K, 分别求出恒 理想气体3种恒外压恒温过程 温时下列过程的功: (1)向真空中膨胀; (2)在外压力101.3 kPa下体积胀大1 dm3; (3)在外压力101.3 kPa下膨胀到该气体压力也是101.3 kPa;
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理想气体恒压升温、恒容升温、自由膨胀 例 求 5 mol H2 (视为理想气体)在下列各过程中的体积功. (1) 由300 K, 100 kPa恒压下加热到800 K; (2) 5 mol H2由300 K, 100 kPa恒容下加热到800 K; (3) 5 mol H2由300 K, 1.0 MPa自由膨胀到1.0 kPa. (1) 恒压过程 pamb = p1 = p2 = p
热力学第一定律
第二章 热力学第一定律 一、基本概念1. 系统与环境；状态与状态函数；过程与途径2. PVT 、相变化及化学变化独特的基本概念（略）3. 状态函数：内能、焓 →（H=U+pV ）4. 途径函数：功、热★热——恒容热：Q V =ΔU →适用条件：封闭系统、恒容过程、W ’=0； 恒压热：Q p =ΔH →适用条件：封闭系统、恒压过程、W ’=0。
★功——W =－∫p amb d V ：真空膨胀过程W =0 恒容过程W =0恒压过程W =－p ΔV ； 恒外压过程：W =－p amb ΔV5. pVT 变化基础热数据热容：C→C p , C V →C p,m ,C V ,m （理想气体的C p,m －C V ,m ＝R ）6. 可逆相变化基础热数据摩尔相变焓：(),m p m p H T C βα∂∆=∆; ΔC p,m =C p,m (β)－C p,m (α) 7. 化学变化基础热数据：θθr m B f m B Δ(B)H H ν∆∑＝; θθr m B c m BΔ(B)H H ν∆∑＝－二、热力学第一定律：ΔU =Q + W 三、基本过程热数据计算 1. 理想气体pVT 变化过程恒容过程：W =0；,;V V m Q U nC T =∆=∆ ΔH=nC p,m ΔT恒压过程：,;P p m Q H nC T =∆=∆ ΔU=nC V ,m ΔT ；（W =ΔU — Q = — p ΔV ） 恒温可逆过程：ΔU=ΔH=0；—Q= W （可逆）=—nR T ln(V 2/V 1)=nR T ln(p 2/p 1) 恒温恒外压过程：ΔU=ΔH=0；—Q= W （不可逆）=—p amb ΔV绝热可逆过程：过程方程式(重要，自行总结，)；Q=0；W =ΔU=nC V ,m ΔT ；ΔH=nC p,m ΔT绝热恒外压过程：Q=0；W =—p amb ΔV=ΔU=nC V ,m ΔT ；ΔH=nC p,m ΔT 节流膨胀：自行总结2. 相变化过程: 可逆相变(平衡温度及其平衡压力下的相变化过程)：凝聚相相变化：W=0；ΔU =Q p =ΔH =m n H βα∆含气相相变化：Q p =ΔH = m n H βα∆；W =－p ΔV=－p (V 末－V 始)；ΔU =Q p + W不可逆相变：状态函数法设计途径。
01章_物质的PVT关系和热性质02
W p ( V V ) e , 2 e 2 1
系统所作的功如阴影面积所示。
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等外压膨胀
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3.多次等外压膨胀 (1)克服外压为p’，体积从V1膨胀到V’； (2)克服外压为p”，体积从V’膨胀到V”； (3)克服外压为P2，体积从V”膨胀到V2。
W p '( V ' V ) p " ( V " V ') 3 1 p ( V V " ) 2 2
理想气体在绝热可逆过程中，p,V,T 三者遵循的 关系式称为绝热过程方程式，可表示为： K p V
1
1 T V K 2
1 T p K 3
式中， K ,K ,K 均为常数， C p /C V 。 1 2 3 在推导公式的过程中，引进了理想气体、绝热可逆过
程，非体积功为零，热容与温度无关的常数等限制条件。 2019/2/15
两种功的投影图
同样从A点出发，达到相同的终态体积，等温可 逆过程所作的功（AB线下面积）大于绝热可逆过程所
作的功（AC线下面积）。
p p 线斜率： ( )T AB
AC线斜率：
V V p p ( )S V V
1
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绝热功的求算
（1）理想气体绝热可逆过程的功
4、某真气体的压缩因子Z < 1，则表示该气体， （ ） A.易被压缩 B.难于压缩 C.易液化 D.难液化
5、对应状态原理的正确描述应该是（ ） A.各种气体处于相同的温度和压力之下 B.各种气体处于相同的对比压力和对比温度下 具有近似相同的对比体积 C.各种气体压缩因子都是1 D.各种气体都处于临界温度以上
热力学公式总结
第一章气体的pVT关系主要公式及使用条件1.理想气体状态方程式pV (m/ M )RT nRT或pV p(V /n) RTm式中p，V，T 及n 单位分别为Pa，m3，K 及mol。
3，K 及mol。
V m V / n 称为气体的摩尔体3 积，其单位为m-1·mol 。
R=8.314510 J m·ol-1·K -1 ，称为摩尔气体常数。
此式适用于理想气体，近似地适用于低压的真实气体。
2.气体混合物（1）组成摩尔分数y B (或x B) = n B / nAA体积分数 B y V /m, BBy A V m,AA式中n为混合气体总的物质的量。
V m,A 表示在一定T，p 下纯气体 A 的摩AA尔体积。
y A V 为在一定T，p下混合之前各纯组分体积的总和。
m, A y A V 为在一定T，p下混合之前各纯组分体积的总和。
A（2）摩尔质量M m ix y M m/ n M / nB B B BB B B式中m m 为混合气体的总质量，B n n 为混合气体总的物质的量。
上BB B述各式适用于任意的气体混合物。
（3）y n / n p / p V /VB B B B式中p B 为气体B，在混合的T，V 条件下，单独存在时所产生的压力，称为 B的分压力。
VB为B 气体在混合气体的T，p 下，单独存在时所占的体积。
3.道尔顿定律p B = y B p，p pBB上式适用于任意气体。
对于理想气体p B n B RT/V4.阿马加分体积定律*/V n RT pB B此式只适用于理想气体。
第二章热力学第一定律主要公式及使用条件1.热力学第一定律的数学表示式U Q W或'd UδQδWδQ p d VδWa m b规定系统吸热为正，放热为负。
系统得功为正，对环境作功为负。
式中p amb为环境的压力，W?为非体积功。
上式适用于封闭体系的一切过程。
2.焓的定义式H U pV3.焓变（1）H U(pV)式中(pV)为pV乘积的增量，只有在恒压下()()pV p V2V在数值上等于体1积功。
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理想气体恒压升温、恒容升温、自由膨胀 例 求 5 mol H2 (视为理想气体)在下列各过程中的体积功. (1) 由300 K, 100 kPa恒压下加热到800 K; (2) 5 mol H2由300 K, 100 kPa恒容下加热到800 K; (3) 5 mol H2由300 K, 1.0 MPa自由膨胀到1.0 kPa. (1) 恒压过程 pamb = p1 = p2 = p
(1) W = பைடு நூலகம் ( pamb = 0 )
(2) W = 101.3 kPa ×1 dm3 = 101.3 J
(3) W = pamb(nRT /p2 nRT/p1)
= 101.3×10×8.314×300 (1/101.3 1/1013)J = 22.45 kJ
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例 10 mol的理想气体, 压力1013 kPa, 温度300 K, 分别求出恒 理想气体3种恒外压恒温过程 温时下列过程的功: (1)向真空中膨胀; (2)在外压力101.3 kPa下体积胀大1 dm3; (3)在外压力101.3 kPa下膨胀到该气体压力也是101.3 kPa;
W2 = pamb(V2 V1) = 101.3(30.010.0)103 kJ = 2.03 kJ
(2) 恒压过程, pamb = p1 = nRT/V1 = (28.314298)/(10.0103)Pa = 4.96 105 Pa W3 = p(V2 V1) = 4.96105 (30.0 10.0)103 J = 9.91kJ
W = p(V2 V1) = nR (T2 T1) = 20.78 kJ
(2) 恒容过程, W = 0.
(3) 自由膨胀, pamb = 0, W = 0.
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例 计算2 mol理想气体在以下过程中所作的功: 理想气体恒外压、恒压过程 (1) 使外压力保持为101.3 kPa , 从10.0 dm3恒温膨胀到30.0 dm3; (2) 在气体压力与外压保持相等并恒定的条件下, 将气体加热, 温 度从T1 = 298 K升到T2, 体积从10.0 dm3膨胀到30.0 dm3; (1) 恒外压过程, pamb = 101.3 kPa
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例
提示: 放映时按鼠标右键, 从快捷菜单中选择“定 1molH p1 = 101.325kPa, t1 = 0℃, 分别经.(a)向真空膨胀; 位” “按标题” “？”, 便可调出所需要的例题 2由
(b)反抗恒定外压 pamb= 50.663kPa, 恒温膨胀至p2 = 50.663kPa, 气体的两种恒外压膨胀 试求两种不同途径中系统与环境交换的体积功W(a)及W(b). 两种途径均为恒外压膨胀. (a) pamb = 0, W =－ pamb (V2－V1) = 0
(b) pamb = 50.663kPa ,
W pamb (V2 V1 ) 0.5 p1 ( 2V1 V1 ) 0.5 p1V1 0.5nRT 0.5 1 8.314 273.15J 1135J
结果表明: 系统在相同的始态, 末态的条件下, 不同途径的体积 功并不相等, 反映出功并非状态函数的增量.