C4 均相流体混合物的热力学性质

8
3.1 热力学性质之间的关系
由于
M

y
z
2z





x y x y x xy
z
2z
N





x y x y x y yx
S T
因





p V T V p V T p V
C p T
S S T






V p T p V p T V p
得第三dS方程：
T V
1 V


V T p
pV
z
RT
T
J
p H
第三章 流体的热力学性质
6
3.1 热力学性质之间的关系
3.1.2 单相流体系统热力学基本方程
dU=TdS-pdV
dH=TdS+Vdp
dA=-SdT-pdV
dG=-SdT +Vdp
上述方程也称为微分能量表达式。有关定义式：
10
3.1 热力学性质之间的关系
[证] Q dU pdV
U
U
dU
dT
dV
T V
V T
U
U
Q
dT
dV pdV
T V
V T
U

U

dT
的数学方法求得不可测定的热力学性质（H、U、S、

“课程思政”理念下的《化工热力学》教学作者：韩效钊王百年张旭刘亚华秦广龙李正星来源：《课程教育研究》2021年第40期【摘要】分析了《化工热力学》课程的教学目标与“思政”目标，介绍了“偏摩尔性质及其计算”的“课程思政”教学设计，自然融入了“中西口罩观”“防冻液配制”“白酒中的热力学”“乙醇与汽油”4个教学案例来开展“知识讲解、案例分析、价值引领”教育教学工作，实施“立德树人”根本任务。

【关键词】课程思政专业课化工热力学【基金项目】2019年度合肥工业大学“课程思政”教学示范课程，2021年度合肥工业大学“课程思政”教学改革示范精品课程，2020年度安徽省课程思政建设研究项目（2020kcszyjxm1），2020年度合肥工业大学（研）教学改革重点项目。

【中图分类号】TQ021.2-4;G641 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2021）40-0147-04青少年阶段是人生的“拔节孕穗期”，这一时期心智逐渐健全，思维进入最活跃状态，最需要精心引导和栽培[1]。

“课程思政”作为一种新的教育理念，是新时期加强高校人才培养和思想政治教育的新要求、新举措、新方向，从根本上回应了“为谁培养人、培养什么样的人、怎样培养人”等重大理论与实践问题[2]。

中国是世界上最大的化工产品消费国和生产国，也是化工产品需求增量最大的国家[3]。

结合化工类专业课程教学内容，充分挖掘化工行业和日常生活中的思政元素，把做人做事的基本道理、科学技术探索的基本素质要求、实现中华民族伟大复兴的理想和责任融入化工类专业课堂教学之中，激励学生自觉把个人的理想追求融入国家和民族的事业之中，为我国化工行业培养高质量的建设者，为中国特色社会主义事业培养可靠的接班人[3-4]。

《化工热力学》课程在化工类人才培养中起着重要的承前启后、由基础到专业的桥梁作用，是化工类人才持续深造和研究开发必须打好的知识功底[5]。

本文以“偏摩尔性质及其计算”为例介绍《化工热力学》“课程思政”教学设计。

求取混合物的PVT性质
4
3、真实气体混合物的非理想性
纯气体的非理想性 混合作用的非理想性
4、研究思路
查出每一个纯物质的Tc、Pc， 选定混合规则 计算虚拟临界特征数据 计算PVT性质（用与计算纯物质同样的方法）
5
§3.1.1 虚拟临界参数法
1、虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物 质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合 物上。
Mi
M i 即为偏摩尔性质
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说明：
Mi
[
(nM ni
)
]T
,
P
,
n
j
i
1.偏摩尔性质的物理意义是：在T、P和其它组分量nj
均不变情况下，向无限多的溶液中加入1mol的组分i所
引起的一系列热力学性质的变化。
2.只有广度性质才有偏摩尔性质，而偏摩尔性质 是强度性质。
3.纯物质的偏摩尔性质就是它的摩尔性质。
的体积。
硫酸（1）与水（2）混合后溶液的焓=??? ∵混合过程有显著放热现象，混合后溶液的焓
H≠X1*H1+X2*H2 。 因此硫酸和水在溶液中所“具有”的焓并不等于其
纯态的焓。
25
结论：溶液性质不能用纯物质摩尔性质Mi的线性加 和来表达即：M≠ ∑Xi*Mi
M—U，H，A，G，V，S 等广度性质。
,nj
i
[
(nG ni
)
]T
,
P
,n
j
i
Gi
[
(nG ni
)
]T
,
P
,n
j
i
=μi
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注意化学位与偏摩尔性质的区别！
化学位的定义 偏摩尔性质的定义 它们的区别就在于下标！

在一个无限大的颈部有刻度的容量瓶中，盛入大 量的乙醇水溶液，在乙醇水溶液的温度、压力、浓 度都保持不变的情况下，加入1摩尔乙醇，充分混 合后，量取瓶颈上的溶液体积的变化，这个变化值 即为乙醇在这个温度、压力和浓度下的偏摩尔体积 。
12
2. 与溶液摩尔性质M间的关系
Mi
溶液性质M： 如H，S，A，U，G，V等 纯组分性质Mi： 如 Hi，Si，Ai，Ui，Gi，Vi等
4
对应微分方程
对1mol • dU=TdS-PdV • dH=TdS+VdP • dA=-SdT-PdV • dG=-SdT+VdP
对nmol • dUt=d(nU)=Td(nS)-Pd(nV) • dHt=d(nH)=Td(nS)+(nV)dP • dAt=d(nA)=-(nS)dT-Pd(nV) • dGt=d(nG)=-(nS)dT+(nV)dP
▪① 逸度和逸度系数都是强度性质的热力学函数
纯组分
fi=f(T,p)
混合物中组分i 混合物
^
f i f(T,p, xi )
f=f(T,p,x)
② 逸度的单位与压力相同，逸度系数无因次；
③ 理想气体的逸度等于p，逸度系数等于1.
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二. 物质逸度的计算
（一）计算逸度的关系式
1. 基础式
由四大微分式之一知 dGi=Vidp
M2
M
x1
M x1
T,P ,n1
∵ 二元体系
dM dx1
与( M x1
)T,P,n1 相同
故有
M2
M
x1
•
dM dx1
比较（A）, (B)二式，即有
M2 GE
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同理可以证明