化工热力学总结剖析
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第2章流体的P-V-T关系基本要求1.掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。
2.了解偏心因子的概念,掌握有关图表及计算方法。
1.状态方程:在题意要求时使用该法。
①范德华方程:常用于公式证明和推导中。
②R—K 方程:③维里方程:2.普遍化法:使用条件:在不清楚用何种状态方程的情况下使用。
三参数法:①普遍化压缩因子法②普遍化第二维里系数法第3章纯物质的热力学性质本章要求1.掌握热力学性质间的基本关系式,并能用P-V-T关系计算有关热力学性质。
2.了解热力学性质图、表的制作原理,学会工程上常用热力学图表的使用。
重点弄清剩余性质的概念,并能计算。
3.1 热力学性质间的关系dU TdS pdV =- H=U+PV dH TdS Vdp =+A=U-TS d A S d T p =--G=H-TS d G S d T V =-+Maxwell 关系式S V T P V S ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭ S PT V P S ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭V TP S T V ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭P TV S T P ∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭推荐记忆法:T → V↑↓顺②P → S 逆①其中,顺②=逆①时,S P ∂⎛⎫ ⎪∂⎝⎭带“-”号要求:根据热力学第一定律,结合状态函数和数学知识,推导得出有关热力学性质之间的关系式。
推导H ∆和S ∆的计算公式的一般步骤:1.任意设关系。
------依题意,根据经验得出一推导简便的关系式2.利用全微分性质的公式过渡。
3.用Maxwell 关系式或热力学第一定律进行变换。
4.根据不同情况,运用数学知识变换。
此时有两条经验:①下标为P.V 的U ∂⎛⎫ ⎪⎝⎭,H ∂⎛⎫ ⎪⎝⎭,S ∂⎛⎫⎪⎝⎭的偏导数,常与pC ,Cv 有关。
②下标为H ,U ,S ,A ,G 的偏导数,一般应先利用偏微分转换公式换去下标为H ,U ,S ,A ,G 的偏导式,然后再进行推导。
化工热力学总结(1)写出多相系统的热力学方程;(2)二组分溶液,若已知一组分的逸度和组分含量,如何求另一组分的逸度? (3)低压下,由气液相平衡关系测得{P ,y ,x ,T },如何由提供的这些数据算出活度系数。
(4)GE> 0,属于正负偏差溶液?为什么?(5)真实溶液在反应器中,经过绝热变化后,系统熵变∆S= - 13000 J ,判断此过程的可能性。
(6)二组分溶液,其超额Gibbs 自由能满足:GE/RT=150-45x1-5x13,求各组分的活度系数r1, r2Gibbs 函数(G 函数) 应用反映真实气体与理想气体性质之差,称之为剩余G 函数。
与逸度或逸度系数的关系:反映真实溶液和理想溶液性质之差,称为过量Gibbs 函数。
与活度或活度系数的关系为:实验数据的热力学一致性检验 相平衡和化学平衡 有效能的综合利用:理想功与有效能也是一种Gibbs 函数。
理想功: 有效能: 第二章 流体的 P-V-T 关系2.1 纯物质的P-V-T 关系 2.2 气体的状态方程 2.3 对比态原理及其应用2.4 真实气体混合物的P-V-T 关系 2.5 液体的P-V-T 性质 理想气体方程TSH G -=RTTS H RT G RR R pf -===ϕln )ln(0ˆ(/)ln()ln ii i j iE f i f x i T p n nG RT n γ≠⎡⎤∂==⎢⎥∂⎣⎦、、0G T p ∆=、恒定id 00()W H T S G T p T =-∆+∆=∆,,X 00000()()(,,)E H H T S S G T p T p =--+-=∆,PV RTZ PVRT===11 在较低压力和较高温度下可用理想气体方程进行计算。
2 为真实气体状态方程计算提供初始值。
3 判断真实气体状态方程的极限情况的正确程度,当 或者 时,任何的状态方程都还原为理想气体方程。
立方型状态方程立方型状态方程可以展开成为 V 的三次方形式。
化工热力学复习总结一、热力学基本概念1.系统和边界:研究对象称为系统,系统与外界的交界称为边界;2.状态和过程:系统处于其中一时刻的状态称为状态,状态之间发生的变化称为过程;3.热力学平衡:热力学平衡要求系统内各部分之间及系统与外界之间达到各种内、外平衡;4.热、功和能量:热是指由于温度差而传递的能量,功是指由于外界对系统的压力或体积的改变而对系统做的功,能量是系统可做功的能力;5.热力学第一定律:能量守恒定律,系统的内能变化等于系统吸收的热量与对外界做的功之和。
二、热力学基本方程1.理想气体状态方程:PV=nRT,其中P为压力,V为体积,n为物质的物质量,R为气体常数,T为温度;2.物质的状态函数:物质的状态函数是热力学基本方程中所用的变量,如温度、压力、摩尔体积等;3.理想气体的内能和焓:理想气体的内能只与温度有关,与体积和压力无关;理想气体的焓只与温度和压力有关,与体积无关;4.热量和功的基本关系:热量和功都是能量的传递方式,热量是在压强不变的条件下传递的能量,功是在体积不变的条件下传递的能量;5.多组分混合物的热力学基本方程:多组分混合物的热力学基本方程包括质量平衡方程、组分平衡方程和能量平衡方程。
三、热力学第二定律1.热力学第二定律的表述:热力学第二定律描述了能量转化过程的方向性和可行性,包括开尔文表述和克劳修斯表述;2.热力学温度:热力学温度是热力学第二定律的一个基本概念,它可以用热量传递的可逆过程的效率来定义;3.卡诺循环:卡诺循环是一个可逆的热机循环过程,它由等温膨胀、绝热膨胀、等温压缩和绝热压缩四个过程构成;4.热力学第二定律的多种表述形式:热力学第二定律有很多表述形式,包括热力学不等式、消耗函数和熵增原理等;5.熵:熵是热力学第二定律的一个基本概念,描述了系统无序程度的量度,在自然界中只会增加不会减少。
四、热力学循环和过程1.热力学循环:热力学循环是一系列热力学过程的组合,最常见的有卡诺循环、斯特林循环和循环过程等;2.等温过程、绝热过程和等熵过程:等温过程是在恒温条件下进行的过程,绝热过程是在不发生热量传递的条件下进行的过程,等熵过程是在熵不变的条件下进行的过程;3.热力学效率:热力学效率描述了热机能量转化过程中对外做功的能力,可以用输出功与输入热量之比来表示;4.热力学循环的应用:热力学循环在实际工程中有广泛应用,如蒸汽发生器、汽轮发电机和制冷机等。