化工热力学期末复习讲义课件.ppt
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- 化工 热力学 期末 复习 讲义 课件
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1、 1 绪论绪论 2 流体的流体的pvt关系关系 3 流体的热力学性质(焓、熵、逸度的计算)流体的热力学性质(焓、熵、逸度的计算)4 流体混合物的热力学性质流体混合物的热力学性质 1 绪论绪论 从总体上对化工热力学及相关学科的情况有所认识从总体上对化工热力学及相关学科的情况有所认识和了解:经典热力学、统计热力学和了解:经典热力学、统计热力学 掌握有关名词和定义:状态函数、热、功、热力学掌握有关名词和定义:状态函数、热、功、热力学第零、一、二、三定律、可逆过程第零、一、二、三定律、可逆过程 2 流体的流体的pvt关系关系 P、V、T、CP是流体的最基本性质,是热力是流体的最基本性质,是热力学计算的
2、基础学计算的基础 P、V、T、CP H、S、A、U、G计算(已知某些条件)实验(实测)或查文献PCTVPMAXWell 关系式P-T图P-V图0VPTcT0VPTcT22 2 流体的流体的pvt关系关系 PVT关系数据的计算关系数据的计算 理想气体理想气体RTPV 低压、高温低压、高温 2 流体的流体的pvt关系关系 真实气体真实气体 状态方程法状态方程法 Van der Waals方程方程 R-K方程方程 Virial方程方程 普遍化方法普遍化方法(对比态原理、三参数、偏心因子)(对比态原理、三参数、偏心因子)普维法普维法 普压法普压法 2 流体的流体的pvt关系关系 真实气体混合物真实气体
3、混合物 状态方程法状态方程法 Virial方程方程 R-K方程方程 普遍化方法普遍化方法 虚拟临界常数法虚拟临界常数法 三参数普遍化方法三参数普遍化方法 2 流体的流体的pvt关系关系 液体的液体的PVT 性质(知道即可)性质(知道即可)3 流体的热力学性质(焓、熵、逸度的计算)流体的热力学性质(焓、熵、逸度的计算)基本概念基本概念 强度性质强度性质 P、T 广度性质(容量性质)广度性质(容量性质)偏微分、全微分、点函数、状态函数偏微分、全微分、点函数、状态函数 剩余性质的定义剩余性质的定义 热容的定义热容的定义CP、CV 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)热力学
4、关系式热力学关系式PdVTdSdUVdPTdSdHPdVSdTdAVdPSdTdG 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)三个基本定义三个基本定义TSHGTSUAPVUH 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)Maxwell关系式 P34-35 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)导出计算导出计算H、S的基本关系式的基本关系式dPTVTVCpdTdHPdPTVdTTCpdSP 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)有关计算有关计算 理想气体的理想气体的H、S计算计算igigdHCp dTi
5、gigigigPCpVCpRdSdTdPdTdPTTTP 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)真实气体真实气体dPTVdTTCpdSPdPTVTVCpdTdHP 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)剩余性质法解决真实气体的焓、熵计算剩余性质法解决真实气体的焓、熵计算 图解积分法图解积分法 状态方程法(状态方程法(表表3-1)普遍化方法普遍化方法 普维法(计算)(条件)普维法(计算)(条件)(工程)(工程)普压法(查图)普压法(查图)01RRRcccHHHRTRTRT01RRRSSSRRR0101RrrrcrrHdBdBPBTBTRTdTd
6、T01RrrrSdBdBPRdTdT 6.10422.0083.0rTB14.20.1720.139rBT6.20675.0rrTdTdB15.20.722rrdBdTT 3 流体的热力学性质(焓、熵计算)流体的热力学性质(焓、熵计算)热力学图表热力学图表 水蒸气表的查用水蒸气表的查用 T-S图的查用(重点)图的查用(重点)干度干度 等等P线、等线、等H线、等线、等V线、等线、等S线(垂线)、等线(垂线)、等T线(水线(水平线)、平线)、VLE(两相区)(两相区)4 流体混合物的热力学性质流体混合物的热力学性质(1)偏摩尔性质)偏摩尔性质(2)化学位)化学位(3)Gibbs-Duhem方程方程
7、(4)逸度和逸度系数)逸度和逸度系数(5)理想溶液)理想溶液(6)活度与活度系数)活度与活度系数(7)超额性质)超额性质(1)偏摩尔性质)偏摩尔性质ijnPTiinnMM,)((410)计算:计算:1)作图法)作图法 2)解析计算法(例题)解析计算法(例题4-1,4-2)iM=f(T,P,xi)iiMxMiiMnMn221dxdMxMM121dxdMxMM112dxdMxMM212dxdMxMM(4-16)(4-17)(2)化学位)化学位,()j iiiT P ninGGn,()()()j ij ij inS nV nnS P nT nV niiinUnHnAnnn(3)Gibbs-Duhem
8、方程方程0Mdx-dPPMdTTMiixT,xp,(4-20)一般形式一般形式常用形式常用形式,0iiT Px dM(恒恒T、P)(4-21)(4)逸度和逸度系数)逸度和逸度系数纯组分纯组分i 组分组分i 混合物混合物 iiRTdlnfdG 1pfi0pLimii_fRTdlnGd1pxfii0pLimRTdlnfdG 1pfLim0p(3-73)(4-25)(3-74)(4-24)(4-39)(4-40)pf pfiiiipxf pxfiiiiiipf pf计算计算pdp1-Zlnip0i)dpV-pRTRT1lnp0_i(pdp1-Zlnp0)dpV-pRTRT1lnp0(混合物混合物 组
9、分组分i (恒恒T,x)(4-28)(恒恒T,x)(4-29)气体混合物中组份气体混合物中组份i逸度的计算:逸度的计算:1222111yBRTpln两项维里方程:两项维里方程:(4-34)1221222yBRTpln(4-35)12=2B12-B11-B22R-K Eq:R-K Eq结合结合Prausnitz提出的混合法则计算提出的混合法则计算混合物中组分混合物中组分i的逸度。的逸度。P71式(式(4-32)混合物逸度的计算混合物逸度的计算 将混合物看作是一个整体,逸度计算方法有四种。将混合物看作是一个整体,逸度计算方法有四种。(1)由)由PVT数据图解积分数据图解积分 (恒恒T,x)dpV-
10、pRTRT1lnp0(pdp1-Zlnp0(2)EOS法法RTBplnh1lnbRTa-Zh-Zln-1-Zln5.1维里方程维里方程RK方程方程注意:注意:EOS中的各项均为混合物的性质中的各项均为混合物的性质(3)普遍化关系式法)普遍化关系式法 10ln lnln10,由混合物的由混合物的Tr、Pr,查附录三表,查附录三表D1、D2(4)利用)利用 ffii与的关系计算的关系计算ijnP,T,iiinnlnfxfln(4-44)iiixflnxlnf(4-46)ijnP,T,iinnlnln(4-45)iilnxln(4-47)(5)理想溶液)理想溶液 理想溶液表现出特殊的物理性质,四个主
11、要特征理想溶液表现出特殊的物理性质,四个主要特征 溶液的性质各纯组分性质的加合溶液的性质各纯组分性质的加合+混合时性质变化混合时性质变化 iiiix MMx MM 0idV0idU0idHlnidiiSRxx lnidiiGRTxxiiVViiHHiiUUlniiiSSRxlniiiGGRTx两种标准态都描述了真实溶液的标准态逸度。两种标准态都描述了真实溶液的标准态逸度。式中:式中:有两个基准态有两个基准态 基于基于LR定则定则基于基于HL定则定则 idiiifx fifiifHLkiifLRfL-R定则的意义、应用范围定则的意义、应用范围(6)活度和活度系数)活度和活度系数iiifafiii
12、ax-iiMMx MiiMxMlniiGxaRTEidMMM(7)超额性质)超额性质EEMMM=H、U、VlnEiiGQxRT(4-81),lnj ij iEiiiT P nT P nnGRTnQnn(4-83)非理想溶液:非理想溶液:正规溶液是指这种溶液的正规溶液是指这种溶液的 =0或或 0,但但 0 ESESEHGE=H 无热溶液模型主要表现这种溶液的无热溶液模型主要表现这种溶液的 0或或 0,但但 0。EHEHESWohl型经验方程型经验方程(1946)无限稀释活度系数法无限稀释活度系数法局部组成方程局部组成方程 1.下图的曲线下图的曲线Ta和和Tb是表示封闭体系的是表示封闭体系的1mo
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