化工热力学期末复习重点

化工热力学一、重点1、临界点定义及表达式：维持气液平衡的最高温度和压力点。

、。

c 0T T p V =∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭220cT T p V =⎛⎫∂= ⎪∂⎝⎭2、Virial 方程体积表达式：231pV B C DZ RT V V V ==++++L 压力表达式：231pVZ B p C p D p RT'''==++++L3、偏心因子的定义及表达式：各种物质在时，纯态流体对比蒸汽0.7r T =压对数值与Ar ，Kr ，Xe 的值的偏差，即。

()0.7lg 1.00r s r T p ω==--物理意义：偏心因子表征物质的偏心度，即非球型分子偏离球对称的程度。

4、普遍化Virial 系数01ccBp B B RT ω=+011r r r rp p Z B B T T ω=++0 1.61 4.20.4220.0830.1720.139r r B T B T =-=-普遍化Virial系数与普遍化压缩因子适用范围5、Prausnitz 混合规则()()()()0.5311331222cij ci cj ijcicjcij cij ci zj cij cij cij cijcij i j T T T k V V V Z Z Z p Z RT V ωωω=-⎛⎫+ ⎪=⎪ ⎪⎝⎭=+==+6、熵的表达式的推导第一方程dS 当时，则有(),S S T V =V TS S dS dT dVT V ∂∂⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭因 V V V V Q TdS S C T T T T ∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭得 V V C S T T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭又 T V S p V T ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭所以 V VdT p dS C dV T T ∂⎛⎫=+ ⎪∂⎝⎭积分得到000ln T V V T V Vp S S S C d T dVT ∂⎛⎫-=∆=+ ⎪∂⎝⎭⎰⎰第二方程dS 当时，则有(),S S T p =p TS S dS dT dp T p ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭因 p p C S T T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭p TS V p T ⎛⎫∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭所以 p pdT V dS C dp T T ∂⎛⎫=- ⎪∂⎝⎭积分得到000ln Tpp T p pV S S S C d T dpT ∂⎛⎫-=∆=- ⎪∂⎝⎭⎰⎰第三方程dS 当时，则有(),S S p V =p VS S dS dp dVp V ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭因为VV V V V C S T S T p p T p T ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭p p p p p C S T S T V V T V T ∂∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫⎛⎫== ⎪ ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭p V pV C C T T dS dp dV T p TV ⎛⎫∂∂⎛⎫=+⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭积分得到000pV p V p V pVC C T T S S dp dV T p T V ⎛⎫∂∂⎛⎫-=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭⎰⎰7、焓的表达式推导利用刚刚导出的三个方程来得到三个方程。

高等化工热力学期末复习第一部分：作业题 第一次：1.试推导某二元混合物液体中组分1的活度系数可以表示为121,ln E ET pG RT G x x γ⎡⎤∂=+⎢⎥∂⎣⎦式中G E为溶液的摩尔超额Gibbs 自由能。

解：2211222222211111112211ln ln )ln ln ()ln ln (,.ln ,ln ,γγγμγμγμγμμμμμμμμγμμμμθθθθθθRTx RTx x RT x RT x x RT x RT x G thus x x x RT x RT G id ac E id ac id ac E +=--++--+=-=+=+=+=-= 根据 Gibbs-Duhem 公式,在T 和P 恒定的情况下)1:(ln ln ln ln ln ,)1:(lnln ln )()(,,02112122211,1221,12112122112221112211=+=++=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂+=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=+=+=-+-==+x x for RT RT x RTx RTx xG x G RT x G so x x for dx RT dx RT dx RT dx dx dG thus d x d x pT EEpT Eidac id ac E γγγγγγγγγγγμμμμμμ2.如果某流体服从范德华方程，试导出该流体的各种偏差函数的表达式。

解：范德华方程：2m m RT aP V b V =--（1）()ln mV m m m m m m V RTF F P dV RT V V ∞-=---⎰()2()ln ln ln ln ln ln lnmmV mm m m m mV mm m m m m mm m m m m mV RT a RTdV RT V b V V V V aRT V b RT V RT V V V V aRT RT V b V V VaRT V b V ∞∞=-----⎡⎤=---+-⎢⎥⎣⎦=---=--⎰（2）()lnm m mm mm VF F V S S R T V b⎡⎤∂-⎢⎥-=-=-∂-⎢⎥⎣⎦（3）()()m m m m m m m a U U F F T S S V -=-+-=-（4）()()m m m m m mH H U U PV P V -=-+-2m m m m m m V RT a aRT V V b V bRT a V b V ⎛⎫=-+-- ⎪-⎝⎭=--（5）()()m m m m m mG G F F PV P V -=-+-ln 2ln m m m m m m m m mV a bRT a RT V b V V b V V bRT aRT V b V b V ⎛⎫⎛⎫=-+-⎪ ⎪--⎝⎭⎝⎭=+---第二次试用P-V-T 关系表示T U V ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭从Gibbs 基础方程出发，即：dU TdS PdV =-得到热力学状态方程为：T T S U P T V V ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭右边第一项称为动压(Kinetic Pressure)；第二项称为内压，导出在理想气体情况下的动压与内压的常用表达式。

化工热力学——复习重点一． 流体混合物（必背公式）重要的摩尔性质和偏摩尔性质摩尔性质M偏摩尔性质二． 化工过程能量分析（简答题）1. 稳态流动系统的热力学第一定律 [J/Kg]2. 常见稳流体系装置以及能量分析i M ∑==Ni ii x M M 1{}in P T i ti nM M ≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=,,RTG Ei γln ∑==Ni i i Ex RT G 1ln γ{}in P T i E i n RT nG ≠⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂=,,)/(ln γf ln iiy f ˆln ∑==Ni i ii y fy f 1ˆln ln {}in P T i i i n f n y f≠⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=,,ln ˆln ϕln iϕˆln ∑==Ni i i y 1ˆln ln ϕϕ{}in P T i i n n ≠⎪⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=,,ln ˆln ϕϕ三．蒸汽动力循环与制冷循环（简答题）1.蒸汽动力循环能量分析(Energy Analysis)Turbine汽轮机：1 –2表示过热蒸汽在汽轮机中的可逆绝热膨胀过程，对外所做轴功可由膨胀前后水蒸汽的焓值求出。

Condensor冷凝器：2 –3表示乏汽在冷凝器中的等温等压冷凝过程，放出的热量。

Pump水泵：3 –4表示冷凝水通过水泵由P3升压至P4的可逆绝热压缩过程，需要消耗的轴功。

把水看作是不可压缩流体，则Boiler锅炉：4 –1表示液体水在锅炉中被等压加热汽化成为过热蒸汽的过程。

工质在锅炉中吸收的热量。

2.制冷循环（单级制冷循环）能量分析(Energy Analysis) 1-2可逆绝热压缩过程：W s = H2－H1 kJ/kg2-4等压冷却、冷凝过程：q2 = H4 - H2 kJ/kg4-5节流膨胀过程：H5 = H45-1等压、等温蒸发过程：q0 = H1－H5 kJ/kg。

化工热力学总复习一．绪论1．化工热力学的研究内容：①测量关联与推算不同条件下物质的平衡性质熵焓,温度压强(纯物质),组成(混合物)②能量的计算建立在热力学第一，第二定律基础上③单元操作相应的相平衡组分逸度④物性及热力学性质状态方程2.热力学的研究方法：①微观热力学（统计热力学）②宏观热力学（经典热力学）研究体系达到平衡时的热力学性质，物系从一个状态到另一状态中间的变化。

无法研究速率问题二．流体的P-V-T关系1．几个概念①状态方程：描述流体P-V-T关系的函数式f(P.V.T)=0 称为状态方程②临界点：表示气液两相能共存的最高压力和温度的汽化线的另一个端点，称为临界点③超临界流体：高于临界压力和温度的区域内的流体车称为超临界流体（既不同于液体，又不同于气体，它的密度可以接近液体，但具有类似气体的体积可变性和传递性质。

可作为特殊的萃取溶剂和反应介质）2..状态方程的比较①.Van der Waals 方程：可用于气液两相，但是精度不高，实际应用较少。

常数随物质而异，由临界参数计算而得②.RK方程：适用于非极性和弱极性化合物，对多数强极性化合物的计算偏差较大。

能较成功的应用于气相，但对液相效果较差，不能用于气液相平衡的计算。

常数于流体特性有关，可由物质的临界参数计算③.SRK方程：计算精度比RK方程高，用于气液相平衡计算时精度较高，工程上应用广泛。

方程常数b与RK方程一致，但认为a不再是常数而是温度的函数④.PR方程：从SRK方程改进而来，精度更高，也是气液平衡工程计算的常用方程，预测液体摩尔体积的准确度较SRK明显提高。

方程参数利用纯物质的临界参数和偏心因子计算⑤.Virial方程：用于液相计算误差较大，不能用于气液相平衡计算。

其系数仅是温度的函数。

一般用普遍化方法估算。

目前尚未全部解决维里系数的数值⑥.M-H方程：方程准确度高，适用范围广，能用于包括非极性至强极性的化合物。

方程常数只需使用纯物质的临界参数及一点蒸汽压数据便可求得，是能从较少输入信息便可获得多种热力学性质的最优秀的状态方程之一3.Virial方程与virial系数①.从什么角度导出的维里方程？分子之间相互作用的受力②.维里方程为什么是纯理论方程？维里方程系用统计力学的方法推导而来，故而具有坚实的理论基础③.维里系数的确切的物理意义：第二维里系数是考虑到两个分子碰撞或相互作用导致的与理想行为的偏差，第三则是反映了三个分子碰撞所导致的非理想行为④.为什么维里方程可以截断？∵维里方程是无穷级数的形式，而实际应用时由于维里系数数据的缺乏，常使用近似成立的舍项形式，而多分子相互作用的概率很低，对Z的贡献逐项减小，∴可以截断⑤.什么时候截断误差大？什么时候使用二项截断式？压力越高，多分子碰撞的几率越大，引起的误差也越大；通常中，低压时取二项截断式⑥.维里系数取决于什么？对于一定物质而言，纯物质中维里系数仅取决于温度（混合物中取决于温度和各相组成）4.对比态原理及其应用①.对比态原理的对比态参数是什么意思？②.对比态有几个参数？哪几个？有三个；是对比温度Tr，对比压力Pr，和偏心因子ω③.偏心因子的概念？任一流体在Tr=0.7处的纵坐标lgP rS值与氩氪氙在同一条件下的lgPrS的差值④.什么时候ω=0？当流体是简单流体时，ω=0⑤.什么是简单流体？是惰性气体系球形分子的流体是简单流体5普遍化状态方程（由对比态原理推出的方程）①.状态方程的三个参数Tr Pr Vr②.两种普遍化计算方法维里系数法，普遍化压缩因子法③.Z0 Z1是谁的函数？是Pr ,Tr的复杂函数6.真实气体混合物的P-V-T关系①.混合物的P-V-T关系的状态方程的基本思路：利用纯物质的状态方程，推广应用到混合物，将A B等常数用混合物的常数代入（利用混合规则，即纯物质的性质及其组成来转化）②.混合维里系数中交叉项维里系数为什么会存在？不同的分子之间相互作用的影响③.维里系数下标的意义：B11，B22：纯物质的第二维里系数B12=B21：交叉第二维里系数，反映不同组分分子1，2之间的相互作用④.给出Σ公式进行展开，合并：B=ΣiΣjYiYjBij=y1y1B11+y1y2B12+y2y1B21+y2y2B227.液体的P-V-T性质①. 了解两个名词：修正的Rackett方程三.纯流体的热力学性质1.热力学性质间的关系①.两个概念：体积膨胀系数β等温压缩系数k②.剩余性质的定义：气体在真实状态下的热力学性质在同一温度，压力下当气体处于理想状态下热力学性质之间的差额③.计算剩余性质的目的：为了计算实际流体的热力学性质2.气体热力学性质的普遍化关系法①.计算剩余性质使用普遍化法时，把剩余性质变成谁的函数？Tr Pr Z PV=ZRT [Z:普遍化压缩因子]3.逸度和逸度系数①.为什么要引入逸度？为了修正什么？为了便于表达真实气体的自由焓，为了表征体系的逃逸趋势;为了修正压力②.什么是逸度系数？什么时候逸度系数=1？逸度系数是物质的逸度与其压力之比；[低压]理想气体时φi=1③.逸度系数的计算普遍化方法-----三参数（P V T）4．液体的逸度①.液体的逸度怎么定义？②.怎么计算液体逸度？通过液体饱和蒸汽压进行两次修正③.什么是Poynting因子？什么时候需要它？指数校正项称为Poynting因子；在高压下需要四.流体混合物的热力学性质1.化学位和偏摩尔性质①.偏摩尔体积的下标：(T,P,Nj) 混合后的偏摩尔体积与组成有关②.M Mi Mi 与Mt的名称③.摩尔与偏摩尔体积＆性质之间的关系：M=Σ（XiMi）2.Gibbs-Duhem 方程x1dM1+x2dM2=0 从一个组分的偏摩尔性质推算另一个组分①.Gibbs-Duhem方程表示了谁与谁的关系：混合物性质M与混合物中各组分的偏摩尔性质Mi之间的依赖关系3.混合物的逸度和逸度系数①.两个区别：混合物的逸度-----混合物总压的修正混合物的组分逸度------对分压的修正②.混合物的组分逸度的定义：通过给出纯物质的逸度公式改写4.理想溶液和标准态①.什么是理想溶液？组成结构相似（同系物）②.如何计算理想溶液的逸度？(为了考试方便) Lewis-Randall定则5.活度与活度系数①.二者用来修正什么？用来修正摩尔浓度②.运用活度与活度系数可以说明什么？可以说明理想溶液（与真实溶液的区别？）6.超额性质①.超额性质的概念在相同的温度，压力和组成条件下真实溶液和理想溶液性质之差②.为什么只讲超额自由焓? ∵超额自由焓与活度系数一一对应③.引入超额性质的目的？为了计算活度系数④.超额自由焓的建模中为什么取消了压强？∵其研究对象是非理想液体溶液，而压强对液体的作用影响小，故而忽略了。

第一章绪论（1） 明确化工热力学的主要任务是应用经典热力学原理，推算物质的平衡性质，从而解决实际问题，所以物性计算是化工热力学的主要任务。

（2） 掌握热力学性质计算的一般方法（3） 热力学性质计算与系统有关。

大家必须明确不同系统的热力学性质计算与其热力学原理的对应关系，这一点对于理解本课程的框架结构十分重要。

第二章流体的P-V-T关系（4） 应该理解状态方程不仅可以计算流体的p-V-T性质，而且在推算热力学性质中状态方程是系统特征的重要模型。

（5） 熟悉纯物质的P-V-T相图及其相图上的重要概念，如三相点、临界点、汽化线、熔化线、升华线、等温线、等压线等容线、单相区、两相共存区、超临界流体区等。

能在p-v图和p-T图中定性表达出有关热力学过程和热力学循环。

（6） 掌握由纯物质的临界点的数学特征约束状态方程常数的方法。

（7） 理解以p为显函数和以V为显函数的状态方程的形式，以及它们在性质计算中的区别。

（8） 能借助于软件用PR和SRK方程进行p-V-T性质计算，清楚计算时所需要输入的物性常数及其来源。

对于均相混合物性质的计算，需要应用混合法则，了解相互作用参数的含义和取值。

（9） 理解对应态原理的概念，掌握用图表和三参数对应态原理计算物性的方法，了解偏心因子对应态原理。

（10） 能够通过查寻有关手册，估算蒸汽压、饱和气液相摩尔体积、汽化焓等物性，清楚它们之间的关系。

第三章纯流体热力学性质的计算（11） 均相封闭系统的热力学原理给出了热力学性质之间的普遍化依赖关系，结合表达系统特征的模型就能获得不同热力学性质之间的具体表达式。

在物性推算中应该明确需要给定的独立变量，需要计算的从属变量，以及从属变量与独立变量之间的关系式。

另外，还必须输入有关模型参数，结合一定的数学方法，才能完成物性推算。

（12） 清楚剩余性质的含义，能用剩余性质和理性气体热容表达状态函数的变化。

能够用给定的状态方程推导出剩余性质表达式。

热力学重点知识总结(期末复习必备)热力学重点知识总结 (期末复必备)1. 热力学基本概念- 热力学是研究物质和能量转化关系的科学领域。

- 系统：研究对象，研究所关注的物体或者物质。

- 环境：与系统相互作用的外部世界。

- 边界：系统与环境之间的分界面。

2. 热力学定律第一定律：能量守恒定律- 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只会在不同形式之间转化。

- $\Delta U = Q - W$，其中 $U$ 表示内能，$Q$ 表示传热量，$W$ 表示对外界做功。

第二定律：热力学箭头定律- 热量不会自发地从低温物体传递到高温物体，而是相反的方向。

- 热量自发地会沿着温度梯度从高温物体传递到低温物体。

- 第二定律的一个重要应用是热机效率计算：$\eta =\frac{W}{Q_H}$，其中 $Q_H$ 表示从高温热源吸收的热量，$W$ 表示对外界做的功。

第三定律：绝对零度定律- 温度无法降低到绝对零度，即 $0$K 是一个温度的下限。

- 第三定律提供了热力学的温标基准，即绝对温标。

3. 热力学过程绝热过程- 绝热过程是指在过程中不与环境发生热量交换的过程。

- 绝热过程中，系统的内能会发生改变，但传热量为零。

等温过程- 等温过程是指在过程中系统与环境保持恒定的温度。

- 在等温过程中，系统的内能不变，但会发生热量交换。

绝热可逆过程- 绝热可逆过程是指绝热过程与可逆过程的结合。

- 在绝热可逆过程中，系统不仅不与环境发生热量交换，还能够在过程中达到热力学平衡。

4. 热力学系统分类封闭系统- 封闭系统是指与环境隔绝，但能够通过物质和能量交换来进行工作的系统。

开放系统- 开放系统是指与环境可以进行物质和能量交换的系统，也称为流体系统。

孤立系统- 孤立系统是指与环境既不进行物质交换，也不进行能量交换的系统。

5. 热力学熵- 熵是热力学中一个重要的物理量，表示系统的无序程度或混乱程度。

- 熵的增加反映了系统的混乱程度的增大，熵的减少反映了系统的有序程度的增大。

《化工热力学》课程综合复习资料一、乙腈(1)和乙醛(2)在87.0kPa ，80℃时混合形成等分子蒸汽混合物，已知B 11= - 2.619m 3/kmol ，B 22=- 0.633m 3/kmol ，δ12= - 4.060m 3/kmol 。

请计算混合物中组分1和2的逸度1ˆf 和2ˆf 。

解：由附录2查得，乙腈(1)和乙醛(2)的T c ， p c ，按Kay 氏混合规则计算混合物的临界参数，即可得出T rp ， p rp 的值, 查图2-14可知数据点位于曲线之上，故可采用普遍化第二维里系数法计算。

(也可以不判断使用范围))(ˆln 1222111δφy B RTp +==-0.1077 )(ˆln 1221222δφy B RTp +==-0.0488 ∴ 8979.0ˆ1=φ 9523.0ˆ2=φ 混合物中组分逸度为：kPa p y f 06.39ˆˆ111==φkPa p y f 43.41ˆˆ222==φ二、甲醇(1)和甲乙酮(2)在337.3K 和1.013×105Pa 下形成恒沸物，其恒沸组成x 1为0.842，并已知在337.3K 时甲醇和甲乙酮的饱和蒸气压分别为Pa p s 4110826.9⨯=，Pa p s 4210078.6⨯=。

如气相可视为理想气体，液相服从Van Laar 方程。

试计算(1) Van Laar 方程的方程参数。

(2)由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值。

解：(1) 由于汽相可视为理想气体，而液相为非理想溶液∴ s i i i i p x p y γ= 对恒沸点 s i i p p /=γ031.126.983.10111===s p p γ667.178.603.10122===s p p γ 计算Van Laar 方程的参数524.0ln ln 1ln 21122112=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+='γγγx x A888.0ln ln 1ln 22211221=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+='γγγx x A(2) 由纯组分混合形成1 mol 该溶液的ΔG 值： []111222()ln()ln()ln()i i i i i i G x G G RT x x RT x x x x γγγ∆=-==+∑∑= -925.1 J/mol三、在某T , p 下，测得某二元体系的活度系数值可用下列方程表示：122ln (20.5) x x γ=+，211ln (20.5) x x γ=+，i γ为基于Lewis －Randall 规则标准状态下的活度系数。

《化工热力学》综合复习资料第2章 流体的p-V-T 关系一、试用Pitzer 三参数普遍化方法计算水蒸汽在107.9×105Pa 、593K 下的比容。

第3章 流体的热力学性质一、丙烷气体的始态为1.013×105Pa 、400K(可以视为理想气体)，终态为3.013×105Pa 、500K 。

已知丙烷在理想气体状态下的摩尔热容为：T C ig p 1775.099.22+= (J/mol.K)试采用三参数普遍化关系式计算始态至终态的焓变与熵变。

二、用三参数普遍化方法计算1kmol 的1,3-丁二烯，从25atm 及130℃压缩至125atm 和280℃时的ΔH 、ΔS 、ΔU 和ΔV 。

已知理想气体状态下的定压热容(cal/mol.K)与温度(K)的函数关系为: 26310649.1710224.53432.5T T C ig p--⨯-⨯+=第5章 化工过程的能量分析一、1.57MPa 、484℃的过热水蒸气推动透平作功，并在0.0687MPa 下排出。

此透平既不绝热也不可逆，输出的轴功相当于可逆绝热膨胀功的85％。

由于隔热不好，每kg 的蒸汽有7.12kJ 的热量散失于20℃的环境中。

求此过程的理想功、损失功及热力学效率。

二、某炼厂有一台蒸汽透平，已知水蒸汽入口的温度为440℃，压力为40×105Pa ，流率为4000kg/h ，蒸汽排出的压力为7.0×105Pa 。

(1) 假定透平绝热可逆操作，试计算透平的功率；(2) 若透平绝热操作，输出的轴功等于绝热可逆轴功的82.65％。

则蒸汽的出口温度为多少？并计算过程的有效能(火用 )损失。

三、有一逆流式换热器，利用废气加热空气，空气由0.1MPa ，293K 被加热到398K ，空气流量为1.5kg.s –1；而废气从0.13MPa 、523K 冷却到368K 。

空气的等压热容为1.04kJ.kg –1.K –1，而废气的等压热容为0.84 kJ.kg –1.K –1，假定空气与废气通过换热器的压力与动能变化可忽略不计，而且换热器与环境无热量交换，环境状态为0.1MPa 、293K 。

第一章绪论考核知识点1.1 化工热力学的地位和作用1.2 化工热力学的主要内容、方法与局限性1.2.1化工热力学研究的主要内容1.2.2化工热力学研究的主要方法1.2.3化工热力学的局限性1.3化工热力学在化工研究与开发中的重要应用1.4 如何学好化工热力学1.5 热力学基本概念回顾考核要求领会：（1）热力学是研究能量、能量转化以及与能量转化有关的热力学性质间相互关系的科学；（2）化工热力学是研究热力学原理在化工过程中的应用了解：热力学的状态函数法、热力学演绎方法与理想化方法等基本研究方法以及以Gibbs函数作为学习化工热力学课程的学习方法第二章流体的p-V-T关系考核知识点2.1纯物质的p-V-T性质2.2 流体的状态方程2.2.1 立方型状态方程2.2.2 多参数状态方程2.3 对应态原理及其应用2.3.1对应态原理2.3.2 三参数对应态原理2.3.3 普遍化状态方程2.4流体的蒸气压、蒸发焓和蒸发熵2.4.1 蒸气压2.4.2蒸发焓和蒸发熵2.5 混合规则与混合物的p-V-T关系2.5.1混合规则2.5.2混合物的状态方程2.6液体的pVT关系2.6.1液体状态方程2.6.2普遍化关联式考核重点：Virial 方程；立方型状态方程要求了解与掌握：(1)纯流体p、V、T行为：纯物质p-V图、p-T图及图中点、线和区域意义；临界点意义、超临界区（流相区）特性(2)状态方程分类和价值：①理想气体状态方程、气体通用常数R的意义和单位；②Virial方程：压力多项式、体积多项式、截项Virial方程Virial系数BC意义；③立方型状态方程：立方型状态方程中参数ab意义；立方型状态方程迭代计算法；立方型状态方程三个根的意义(3)对比态原理和普遍化关系①对比态原理②偏心因子ω定义、物理意义和计算；③以偏心因子ω为第三参数计算压缩因子的方法：普遍化第二Virial系数法和普遍化压缩因子法(4)真实气体混合物与液体的p-V-T关系①真实气体混合物p-V-T关系简便计算方法：虚拟临界参数法；②常用混合规则意义混合物的第二Virial系数与混合物立方型方程；③液体的p-V-T关系第三章纯物质(流体)的热力学性质与计算考核知识点3.1 热力学性质间的关系3.1.1 热力学基本方程3.1.2 点函数间的数学关系3.1.3 Maxwell关系式3.1.4 Maxwell关系式的应用3.2 单相系统的热力学性质3.3 用剩余性质计算系统的热力学性质3.4 用状态方程计算热力学性质3.5 气体热力学性质的普遍化关系3.5.1 普遍化Virial系数法3.5.2 普遍化压缩因子法3.6 纯组分的逸度与逸度系数3.6.1 逸度和逸度系数的定义3.6.2 纯气体逸度(系数)的计算3.6.3 温度和压力对逸度的影响3.6.4 纯液体的逸度3.7 纯物质的饱和热力学性质计算3.7.1 纯组分的气液平衡原理3.7.2 饱和热力学性质计算3.8 纯组分两相系统的热力学性质及热力学图表3.8.1 纯组分两相系统热力学性质3.8.2 热力学性质图表3.8.3 热力学性质图表制作原理考核重点：①热力学性质计算、剩余性质及其应用；②T-S图及水蒸气特性表意义和应用考核要求(1)热力学性质间关系①单相封闭系统的热力学基本方程；②状态函数间的数学关系式；③Maxwell关系式要求了解与掌握：(1)dS方程、dH方程和dU方程(2)热力学性质计算①剩余性质MR定义：HR、SR和GR基本计算式；②由HR和SR计算焓H和熵S的方法；③由普遍化第二Virial系数法和普遍化压缩因子法计算HR和SR以及H和S的方法(3)纯物质逸度和逸度系数①纯物质逸度、逸度系数完整定义和物理意义；②纯气体逸度计算方法；③纯液体逸度计算方法(4)两相系统热力学性质及热力学图表①单组分系统气液平衡两相混合物热力学性质计算方法；②干度x的意义；③T-S图意义及应用；常见化工过程物质状态变化在T-S图上的表示方法；用T-S图数据计算过程热和功以及热力学性质的变化值；④水蒸汽表中各栏目意义及关系水蒸汽表使用方法第四章溶液热力学基础考核知识点4.1 可变组成系统的热力学关系4.2 偏摩尔性质4.3 Gibbs.Duhem方程4.4 混合物组分的逸度和逸度系数4.4.1 混合物逸度与逸度系数的计算方法4.4.2 混合物逸度与组分逸度之间的关系4.4.3 组分逸度与温度、压力间的关系4.5 理想溶液4.5.1 理想溶液与标准态4.5.2理想溶液的特征4.5.3理想溶液标准态之间的关系4.6 混合过程性质变化、体积效应与热效应4.6.1 混合体积效应与混合热效应4.6.2 混合热效应4.7过量性质与活度系数4.8液体混合物中组分活度系数的测定方法4.8.1 汽液平衡法4.8.2 Gibbs-Duhem方程法4.8.3 溶剂与溶质的活度系数4.8.4 溶剂与溶质的活度系数测定法4.9 活度系数模型4.9.1 正规溶液与Scatchard-Hildebrand活度系数方程4.9.2 无热溶液与Flory-Huggins方程4.9.3 Wohl方程4.9.4 基于局部组成概念的活度系数方程考核重点: 偏摩尔性质；逸度和逸度系数；活度、活度系数和超额自由焓；理想溶液与非理想溶液考核要求(1)敞开系统的热力学基本方程①单相敞开系统的热力学基本方程：d(nU)d(nH)d(nG)d(nA)表达式及应用范围；②化学位μi定义式的各种形式(2)偏摩尔性质①偏摩尔性质定义和物理意义与计算法；②与M的关系；③与μi关系；④Gibbs - Duhem方程的常用形式及用途(3)混合物逸度和逸度系数①混合物的组分逸度和逸度系数定义；②混合物的组分逸度和逸度系数基本计算式；③混合物（整体）的逸度与组分逸度的关系温度和压力对逸度的影响(4)理想溶液①研究理想溶液的目的与理想溶液模型；②理想溶液中组分i的逸度与i组分在标准态下的逸度的关系；③两种理想溶液模型与相应的两种标准态、的表示方法；④理想溶液的特征(5)活度和活度系数活度和活度系数定义、物理意义和应用(6)混合性质变化ΔM①混合性质变化ΔM和混合偏摩尔性质变化定义、物理意义和两者关系；②ΔM和与标准关系；③ΔG与活度关系；④理想溶液混合性质变化ΔGid、ΔUid、ΔHid和ΔSid(7)过量性质ME①过量性质ME和偏摩尔过量性质定义和物理意义；②ME与混合过程过量性质变化ΔME以及混合性质变化ΔM的关系；③GE物理意义GE与活度系数γi关系式及应用(8)活度系数与组成关联式由实验数据确定活度系数①非理想溶液的GE模型：正规溶液模型和无热溶液模型；②常用活度系数与组成关联式：Redlich-Kister关系式；Wohl型方程及其常用形式；Margules方程、Van Laar 方程局部组成概念与Wilson方程、NRTL方程；③确定活度系数与组成关联式中参数的简便方法：由一组精确的气液平衡实验数据由恒沸点下气液平衡数据以及由无限稀释活度系数；以及由少量实验数据确定全浓度范围的活度系数了解与掌握(1)Wilson 方程优点和局限性；(2)UNIQUAC方程与UNIFAC方程第五章相平衡热力学考核知识点5.1 平衡性质与判据5.2 相律与Gibbs.Duhem方程5.3 二元气液平衡相图5.4 气液相平衡类型及计算类型5.4.1 气液相平衡类型5.4.2 气液相平衡计算的准则与方法5.4.3气液平衡过程5.5 由实验数据计算活度系数模型参数5.6 Gibbs-Duhem方程与实验数据的热力学一致性检验5.6.1等温二元汽液平衡数据热力学一致性校验5.6.2 等压二元汽液平衡数据热力学一致性校验5.7 共存方程与稳定性5.7.1 溶液相分裂的热力学条件5.7.2 液液平衡相图及类型5.8 液.液相平衡关系与计算类型5.8.1 液液相平衡准则5.8.2二元系液-液平衡的计算5.8.3 三元系液-液平衡的计算5.9 固.液相平衡关系及计算类型5.10 含超临界组分的气液相平衡考核重点：汽液平衡基本问题及中低压下汽液平衡计算考核要求(1)平衡判据与相律①多相多元系统的相平衡判据及其最常用形式：②相律及其应用(2)汽液平衡基本问题①相变化过程需解决的两类问题：由平衡的温度压力计算平衡各相组成及由平衡各相组成确定平衡的温度压力；②完全互溶二元体系汽液平衡相图；③汽液平衡两种常用的热力学处理方法：活度系数法和状态方程法(3)汽液平衡的计算①工程上常见汽液平衡问题的五种类型：泡点温度、泡点压力、露点温度、露点压力、闪蒸计算②常压或低压下汽液平衡计算方法：完全理想系（气相为理想气体、液相为理想溶液）和部分理想系（气相为理想气体、液相为非理想溶液）汽液平衡计算法(4)汽液平衡数据的热力学一致性检验①热力学一致性检验的基本方程Gibbs - Duhem方程及其扩展形式；②面积法检验恒温VLE数据和恒压VLE数据第六章热力学第一定律及其工程应用考核知识点6.1敞开系统热力学第一定律6.1.1 封闭系统的能量平衡6.1.2 敞开系统的能量平衡6.2 稳定流动与可逆过程6.2.1 稳定流动过程6.2.2 可逆过程6.3 轴功的计算6.3.1 可逆轴功6.3.2 气体压缩及膨胀过程热力学分析6.3.3节流膨胀6.3.4等熵膨胀6.3.5膨胀过程中的温度效应6.4 喷管的热力学基础6.4.1 等熵流动的基本特征6.4.2 气体的流速与临界速度考核重点：能量平衡方程在稳流过程中的应用考核要求：热力学第一定律和能量平衡方程①能量守恒和转化原理；②敞开体系能量平衡方程；③能量平衡方程的不同形式稳流体系能量平衡方程的应用；④轴功的计算；⑤喷管的热力学基础第七章热力学第二定律及其工程应用考核知识点7.1热力学第二定律的表述方法7.1.1过程的不可逆性7.1.2熵7.1.3热源熵变与功源熵变7.2熵平衡方程7.2.1 封闭系统的熵平衡方程式7.2.2 敞开系统熵平衡方程式7.3 热机效率7.4 理想功、损失功与热力学效率7.4.1 理想功7.4.2 稳定流动过程理想功7.4.3 损耗功7.4.4 热力学效率7.5 熵分析法在化工过程中的应用7.5.1 传热过程7.5.2混合与分离过程7.6 有效能及其计算方法7.6.1 有效能的概念7.6.2 有效能组成7.6.3 有效能的计算7.6.4 无效能7.7 有效能衡算方程与有效能损失7.7.1有效能平衡方程7.7.2有效能损失7.8 化工过程能量分析及合理用能7.8.1能量平衡法7.8.2 有效能分析法7.8.3 合理用能准则5.2 考核重点5.2.1能量平衡方程在稳流过程中的应用5.2.2 热功的不等价、熵增原理5.2.3 理想功和损失功考核目标(1)热力学第二定律热功转换的不等价性和熵①热力学第二定律原理热功转化的不等价性：功全部能变化成热热只能够部分变为功热变功的最大效率；②热力学第二定律的三种不同说法；③了解系统的熵变、熵流和熵产等基本概念与描述(2)理想功和损失功①理想功定义和物理意义"完全可逆"的含义；②损耗功定义和物理意义损耗功与过程不可逆性关系；③热力学效率定义和用途④稳流过程的理想功和损耗功的计算(4)有效能①能量存在品质（级别）差异；②有效能的物理意义基态；③有效能和理想功的关系；④稳流物系物理有效能、热量有效能、化学有效能及动能有效能、位能有效能的计算方法；以及有效能效率；(5)熵衡算方程、有效能衡算方程及其应用；(6) 化工过程能量分析及合理用能准则第八章蒸汽动力循环与制冷循环考核知识点8.1 蒸汽动力循环-Rankine 循环过程分析8.1.1 Rankine循环8.1.2 Rankine循环的改进8.2 内燃机热力过程分析8.2.1 定容加热循环8.2.2 定压加热循环8.4 燃气轮机过程分析8.5 制冷循环原理与蒸汽压缩制冷过程分析8.4.1 逆向Carnot循环8.4.2 蒸汽压缩制冷循环8.6 其它制冷循环8.6.1 蒸汽喷射制冷8.6.2 吸收制冷8.7 热泵及其应用8.8 深冷循环与气体液化8.7.1 Linde-Hampson系统工作原理8.7.2 系统的液化率及压缩功耗考核要求(1)蒸汽动力循环①理想Rankine循环装置、工作原理和循环工质状态变化；②循环过程热和功、热变功的效率、等熵效率及汽耗率的意义和计算；③提高Rankine循环效率和降低汽耗率的途径：使用回热循环和热电循环④用T-S图表示循环工质各状态点用蒸汽表数据进行有关计算(2)气体绝热膨胀的制冷原理①节流膨胀降温（制冷）原理、Joule-Tompson系数和温度降；②对外做功绝热膨胀降温（制冷）原理、等熵系数和温度降；③两种降温（制冷）方法比较（深度冷冻循环不作要求）(2)制冷循环①蒸汽压缩制冷循环装置、工作原理和工作参数（蒸发温度、冷凝温度和过冷温度）的确定制冷系数的意义；②制冷剂选择要求（多级制冷和复迭式制冷不要求）；③由制冷循环工作参数及制冷量确定制冷剂循环量、制冷系数和功耗在T-S图上表示循环工质各状态点④吸收制冷循环装置和工作原理和热能利用系数计算第九章化学反应平衡考核知识点9.1 反应进度与化学反应计量学9.2 化学反应平衡常数及其计算9.2.1化学反应平衡的判据9.2.2标准自由能变化与反应平衡常数9.2.3平衡常数的估算9.3 温度对平衡常数的影响9.4 平衡常数与组成的关系9.4.1 气相反应9.4.2 液相反应9.4.3非均相化学反应9.5 单一反应平衡转化率的计算9.6反应系统的相律和Duhem理论9.7复杂化学反应平衡的计算9.7.1 以反应进度为变量的计算方法9.7.2 Gibbs自由能最小原理计算方法考核要求(1)化学反应计量系数与反应进度①反应进度定义；②封闭系统物质摩尔数微分变化与反应进度微分变化的关系(2)化学反应平衡常数及有关计算①化学反应平衡判据：标准自由焓变化ΔGΘ与平衡常数K的关系用活度或逸度表示平衡常数K；ΔGΘ与ΔG意义和作用差异；②平衡常数估算方法(3)平衡常数与平衡组成关系①气相反应中K、Kf 、Kp、Ky的意义及相互关系；②由K计算平衡组成的方法（气相反应）；液相反应中由K计算平衡组成的方法(4)温度对平衡常数的影响温度与平衡常数关系基本方程-Van't Hoff等压方程式微分形式和积分形式(5)工艺参数与平衡组成关系温度、压力及惰气量对平衡组成影响表达式及应用。

化工热力学专业知识点总结一、物质的热力学性质1.热力学状态方程：描述热力学系统状态的方程，可以通过实验数据拟合得到，常见的有理想气体状态方程、范德华方程等。

2.热力学过程：系统经历的状态变化过程，包括等温过程、等容过程、绝热过程等，这些过程可以通过热力学定律进行定量描述和分析。

3.热力学势函数：用来描述系统稳定状态的函数，常见的有焓、内能、吉布斯函数等。

4.相变热力学性质：液相、气相、固相之间的相互转化过程，包括液气平衡、固液平衡等。

5.热力学平衡条件：系统达到热力学平衡的条件，包括热平衡、力学平衡、相平衡等。

二、热力学定律1.热力学第一定律：能量守恒定律，即能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，只会在不同形式之间进行转化。

2.热力学第二定律：热不能自发地从低温物体传递到高温物体，这是宇宙中熵增加的基本规律。

3.热力学第三定律：当温度趋近于绝对零度时，系统的熵趋于常数，这是绝对零度不可能实现的热力学定律。

化工热力学不仅包含了上述物质的热力学性质和热力学定律，还涉及到一些实际的应用技术和工程问题。

例如，化工过程中的热力学分析、热力学循环、热能利用、燃烧热力学等内容。

下面我们来重点介绍一些与化工工程实际相关的热力学知识点。

三、热力学循环1.卡诺循环：理想可逆循环过程，由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程组成，是热机效率的理论极限。

2.汽轮机循环：以水蒸气为工质的循环，包括理想朗肯循环、实际朗肯循环、再热朗肯循环等。

3.制冷循环：以制冷剂为工质的循环，包括制冷机、空调机、冷冻机等。

四、燃烧热力学1.燃烧过程：燃烧是一种复杂的热力学过程，包括燃烧反应机理、燃料燃烧热值、燃烧平衡等内容。

2.燃烧产物：燃料燃烧的产物包括二氧化碳、水蒸汽、一氧化碳、氨气、硫化物等，这些产物的生成与燃烧条件密切相关。

3.燃烧效率：燃料的利用效率，可以通过燃烧反应焓变来计算。

五、化工热力学应用1.热力学分析：化工反应器设计、炼油装置设计、化工装备热力计算等都需要进行热力学分析。

第一章 绪论一、选择题(共3小题，3分)1、(1分)关于化工热力学用途的下列说法中不正确的是（ C ）A.可以判断新工艺、新方法的可行性。

B.优化工艺过程。

C.预测反应的速率。

D.通过热力学模型，用易测得数据推算难测数据；用少量实验数据推算大量有用数据。

E.相平衡数据是分离技术及分离设备开发、设计的理论基础。

2、(1分)关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ B ）（A ）研究体系为实际状态。

（B ）解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。

（C ）处理方法为以理想态为标准态加上校正。

（D ）获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。

（E ）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。

3、(1分)关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是（ C ）A.判断新工艺的可行性。

B.化工过程能量分析。

C.反应速率预测。

D.相平衡研究第二章 流体的PVT 关系一、选择题(共17小题，17分)1、(1分)纯流体在一定温度下，如压力低于该温度下的饱和蒸汽压，则此物质的状态为（D ）。

A ．饱和蒸汽 B.饱和液体C ．过冷液体 D.过热蒸汽2、(1分)超临界流体是下列 A 条件下存在的物质。

A.高于T c 和高于P cB.临界温度和临界压力下C.低于T c 和高于P cD.高于T c 和低于P c3、(1分)对单原子气体和甲烷，其偏心因子ω，近似等于 A 。

A. 0B. 1C. 2D. 34、(1分)0.1Mpa ,400K 的2N 1kmol 体积约为____D______A 3326LB 332.6LC 3.326LD 33.263m5、(1分)下列气体通用常数R 的数值和单位，正确的是__A_______A K kmol m Pa ⋅⋅⨯/10314.833 B 1.987cal/kmol KC 82.05 K atm cm /3⋅D 8.314K kmol J ⋅/7、(1分)理想气体从同一初态V 1作等温可逆膨胀或绝热可逆膨胀到达相同的终态压力，则等温可逆膨胀后体积V 2与绝热可逆膨胀后体积V ’2相比 A 。