化工热力学课件第三章

化工热力学第3章解答

第3章 均相封闭体系热力学原理及其应用

一、是否题

1. 体系经过一绝热可逆过程，其熵没有变化。(对。 dS Q 0

rev)

（错。如一个吸热的循环，熵2. 吸热过程一定使体系熵增，反之，熵增过程也是吸热的。

变为零）

（错。不需要可逆条件，适用于只3. 热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。

有体积功存在的封闭体系）

（错。能于任4. 象dU=TdS-PdV等热力学基本方程只能用于气体，而不能用于液体或固相。

何相态） 5. 当压力趋于零时，M T,P M

ig

。＝V时，不恒

T,P 0（M是摩尔性质）

6.

S Sig

7. G G0 RTln8. 程。9. 当P10. 因为（错。从积分 0。

RT

0

P T T

B

（对） 11. 逸度与压力的单位是相同的。

ig

（错G(T,P) G(T, 12. 吉氏函数与逸度系数的关系是G T,P G

T,P 1 RTln 。

ig

P 1) RTlnf）

故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的13. 由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，

变化。（错。因为：

M T2,P2 M T1,P1 M T2,P2 M

ig

T2,P0 M T1,P1 M T1,P0 M T2,P0 M T1,P0

ig

ig

ig

） 故我们不能用偏离函数来计算汽化过程的热14. 由于偏离函数是在均相体系中引出的概念，

力学性质的变化。（错。可以解决组成不变的相变过程的性质变化）

（错。还15. 由一个优秀的状态方程，就可以计算所有的均相热力学性质随着状态的变化。

_

第三章 均相封闭系统热力学原理及其应用

§3-1 引 言本章提要(教师录像)

学习化工热力学的目的在于应用，最根本的应用就是热力学性质的推算。这项工作是建筑在经典热力学原理的基础之上，当然，也离不开反映系统特征的模型，这是化工热力学解决问题特色。第2章介绍的状态方程就是重要的模型之一，另外，还有在第4章将讨论的活度系数模型。

热力学性质是系统在平衡状态下所表现出来的。平衡状态可以是均相形式，也可以多相共存。本章的讨论仅限于均相系统，具体地讲有两种体系，即纯物质和均相定组成混合物。这里应该指出，在"纯物质"前没有用"均相"两字限定，均相封闭体系的热力学原理可以同时适用于非均相纯组分系统中的任何一个处于平衡状态的相，原因是纯组分体系即使发生相变化，各相的组成都没有变化（即是1），但对于混合物的情况就不同了，一般情况下，混合物发生相变化时，各相的组成要发生变化（除非是处于共沸点）。

本章的主要任务就是将纯物质和均相定组成混合物系统的一些有用的热力学性质表达成为容易测定

的p、V、T及理想气体及理想气体 的普遍化函数，再结合状态方程和 模型，就可以得到从

p、V、T推算其它热力学性质的具体关系式。即可以实现由一个状态方程和理想气体热容 模型推

算所有的热力学性质。在实际应用中有重要的意义。

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§3-2 热力学基本关系式

dU=TdS－pdV 公式 3-1

dH= TdS＋Vdp 公式 3-2

dA=－SdT－pdV 公式 3-3

dG=－SdT＋Vdp 公式 3-4

以上四个关系式称为封闭系统热力学基本关系式。热力学基本关系式适用于只有体积功存在的封闭系统。在符合封闭系统的条件下（即组成不变），热力学基本关系式能用于两个不同相态间性质变化，如纯物质的相变化过程。

均相封闭系统的自由度是2，常见的八个变量（p，V，T，U，H，S，A，G）中的任何两个都可以作为独立变量，给定独立变量后，其余的变量（从属变量）都将被确定下来。但由于p-V-T状态方程非常有用，U，H，S，A，G等性质的测定较p、V、T困难，故以（Ｔ，p）和（T，V）为独立变量，由此来推算其它从属变量最有实际价值。推导出从属变量与独立变量之间的热力学关系是推算的基础。

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1 / 4 习题讲解：

一、是非题

1、热力学基本关系式dH=TdS+VdP只适用于可逆过程。（错。不需要可逆条件，适用于只有体积功存在的封闭体系）

2、 当压力趋于零时，0,,PTMPTMig（M是摩尔性质）。（错。当M＝V时，不恒等于零，只有在T＝TB时，才等于零）

3、 纯物质逸度的完整定义是，在等温条件下，fRTddGln。（错。应该是igGG0

0lnPfRT等）

4、 当0P时，Pf。（错。当0P时，1Pf）

5、 因为PdPPRTVRT01ln，当0P时，1，所以，0PRTV。（错。从积分式看，当0P时，PRTV为任何值，都有1；实际上，0lim0BTTPPRTV

6、 吉氏函数与逸度系数的关系是ln 1,,RTPTGPTGig。（错,(),(TGPTGigfRTPln)1）

7、 由于偏离函数是两个等温状态的性质之差，故不可能用偏离函数来计算性质随着温度的变化。（错。因为：0102011102221122,,,,,,,,PTMPTMPTMPTMPTMPTMPTMPTMigigigig）

二、选择题

1、对于一均相体系，VPTSTTST等于（D。PVVPVPTVTPTCCTSTTST）

A. 零

B. CP/CV

C. R

D. PVTVTPT 真诚为您提供优质参考资料，若有不当之处，请指正。

2 / 4

2、 一气体符合P=RT/(V-b)的状态方程从V1等温可逆膨胀至V2，则体系的S为（C。bVbVRdVbVRdVTPdVVSSVVVVVVVT12ln212121）

化工热力学讲义-第三章 纯流体的热力学性质-第三讲

1 第三章 纯流体的热力学性质

3.1热力学性质间的关系

3.1.1单相流体系统基本方程

根据热力学第一、二定律，对单位质量定组成均匀流体体系，在非流动条件下，其热力学性质之间存在如下关系：

pdVTdSdU；VdpTdSdH

pdVSdTdA；VdpSdTdG

上述方程组是最基本的关系式，所有其他的函数关系式均由此导出。

上述基本方程给我们的启示是：p-V-T关系数据可以通过实验测定，关键是要知道S的变化规律，若知道S的变化规律，则U、H、A、G也就全部知道了。下面所讲主要是针对S的计算。

3.1.2点函数间的数学关系式

对于函数：yxfz,，微分得：

dyyzdxxzdzxy，或者：1NdyMdxdz

如果x、y、z都是点函数，且z是自变量x、y的连续函数，NdyMdx是z（x，y）的全微分，则M、N之间有：

2yxxNyM

该式有两种意义：

①在进行热力学研究时，如遇到（1）式，则可以根据（2）式来判断dz是否全微分，进而可判定z是否为系统的状态函数；

②如已知z是状态函数，则可根据（2）式求得x与y之间的数学关系。

以下循环关系式也经常遇到：

1xzyzyyxxz

3.1.3Maxwell关系式

由于U、H、A和G都是状态函数，将（2）式应用于热力学基本方程，则可获得著名的Maxwell方程：

VSSpVT；pSSVpT

TVVSTp；TppSTV

能量方程的导数式： 化工热力学讲义-第三章 纯流体的热力学性质-第三讲