化工热力学简答题复习 PPT
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化工热力学第6章PPT幻灯片
i
j
对于封闭系统，则为 St+t - St = S=S f +Sg
对于敞开的稳流过程，由于系统状态不随时间变化，则系统 熵的积累为0
St+t - St = 0
S f +Sg + miSi - mjS j =0
i
j
S f +Sg + miSi - mjS j =0
i
j
对某些特定的过程，可进行如下简化：
例题6-2 求298K，0.1013MPa的水变成273K，同压力下冰
的过程的理想功。设环境温度分别为(1) 25℃;(2) -5℃。
已知273K冰的熔化焓变为334.7kJ.kg-1。
解：如果忽略压力对液体水的焓和熵的影响。查附录C-1水 的性质表得到298K时水的有关数据，
H1
H
s,l 1
104.89kJ
δQ /T流入系统，该熵变常称为熵流，记为ΔSf ，
Q
dSf T
传递的热量可正，可负,可零，因此熵流也亦可正，可负，可 零。功的传递不会直接引起系统的熵流。但功的传递进入系统 可间接引起系统的熵变。
系统熵的累
敞开系积统(t的为熵某一平衡方程式为
时刻)
St+t - St = S f +Sg + miSi - mjS j
电机的轴功 势能变化
Ws
1.5 3600 11583 .6
0.466kJ kg 1
gz 9.815103 0.147kJ kg1
将上述各项代入式（6-5），得到
H Q WS gz 215.8(0.466) 0.147 215.48kJkg1
从附录C-1饱和水性质表中可查得90℃时饱和液体的焓
化工热力学第五章 化工过程的能量分析(课堂PPT)
Z1
Ws
Q u2
P2,V2,Z2,u2
2 Z2
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2
§5.1.2稳定流动体系的热力学原理
根据能量守恒原理：
进入体系能量=离开体系能量+体系内积累的能量
∵ 稳定流动体系无能量的积累
∴ E1 +Q = E2 -W （1）
• 体系与环境交换的功W包括与环境交换的轴功Ws
和流动功Wf，即W = Ws + Wf
较少的过程。 – 找出品位降低最多的薄弱环节，指出改造
的方向。
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2
§5.1热力学第一定律与能量平衡方程
• §5.1.1 热力学第一定律 • §5.1.2 稳定流动体系的热力学原理 • §5.1.3 稳流体系能量平衡方程及其应用
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2
§5.1.1热力学第一定律
2
8
§5.0 热力学基本概念复习
3、过程
➢指体系自一平衡状态到另一平衡状态的转换． ➢对某一过程的描写：初态+终态+路径.
▪ 不可逆过程：一个单向过程发生之后一定留 下一些痕迹，无论用何种方法也不能将此痕 迹完全消除，在热力学上称为不可逆过程．
➢凡是不需要外加功而自然发生的过程皆是不可 逆过程（自发过程）。
• 应用中的简化
1）流体通过压缩机、膨胀机
∵ u2≈0，g Z≈0 ∴ H=Q + Ws——稳流过程中最常用的公式 若绝热过程Q=0， Ws= H= H2-H1
高压高温蒸汽带动透平产生轴功。
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2
§5.1.3 稳流体系能量平衡方程及其应用
《化工热力学》课件
提高产品质量和产量
通过改进热力学过程，可以提高产品的质量和产量，提升企业竞争力。
03
02
01
历史回顾
化工热力学起源于工业革命时期，随着科技的发展和工业的进步，逐渐形成一门独立的学科。
发展趋势
随着环保意识的提高和能源需求的增加，化工热力学将更加注重节能减排、资源循环利用和可再生能源的开发利用。
未来展望
总结词：熵增加
详细描述：热力学第二定律指出，在封闭系统中，自发过程总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更加混乱无序的状态发展。这个定律对于化工过程具有重要的指导意义，因为它揭示了能量转换和利用的限制，以及不可逆过程的本质。
绝对熵的概念
总结词
热力学第三定律涉及到绝对熵的概念，它指出在绝对零度时，完美晶体的熵为零。这个定律对于化工过程的影响在于，它提供了计算物质在绝对零度时的熵值的方法，这对于分析化学反应的方向和限度具有重要的意义。同时，它也揭示了熵的物理意义，即熵是系统无序度的量度。
总结词
化工过程的能量效率是衡量化工生产经济效益的重要指标，通过提高能量效率，可以降低生产成本并减少环境污染。
能量效率是评价化工过程经济性和环境影响的重要参数。它反映了化工过程中能量转化和利用的效率。提高能量效率意味着减少能源的浪费，降低生产成本，同时减少对环境的负面影响。为了提高能量效率，需要采用先进的工艺技术和设备，加强能源管理，优化操作条件。
《化工热力学》PPT课件
xx年xx月xx日
目 录
CATALOGUE
化工热力学概述热力学基本定律化工过程的能量分析化工过程的热力学分析化工热力学的应用实例
01
化工热力学概述
提高能源利用效率
通过优化化工过程的热力学参数，可以降低能耗，提高能源利用效率。
通过改进热力学过程，可以提高产品的质量和产量，提升企业竞争力。
03
02
01
历史回顾
化工热力学起源于工业革命时期，随着科技的发展和工业的进步，逐渐形成一门独立的学科。
发展趋势
随着环保意识的提高和能源需求的增加，化工热力学将更加注重节能减排、资源循环利用和可再生能源的开发利用。
未来展望
总结词：熵增加
详细描述：热力学第二定律指出，在封闭系统中，自发过程总是向着熵增加的方向进行，即系统总是向着更加混乱无序的状态发展。这个定律对于化工过程具有重要的指导意义，因为它揭示了能量转换和利用的限制，以及不可逆过程的本质。
绝对熵的概念
总结词
热力学第三定律涉及到绝对熵的概念，它指出在绝对零度时，完美晶体的熵为零。这个定律对于化工过程的影响在于，它提供了计算物质在绝对零度时的熵值的方法，这对于分析化学反应的方向和限度具有重要的意义。同时，它也揭示了熵的物理意义，即熵是系统无序度的量度。
总结词
化工过程的能量效率是衡量化工生产经济效益的重要指标，通过提高能量效率，可以降低生产成本并减少环境污染。
能量效率是评价化工过程经济性和环境影响的重要参数。它反映了化工过程中能量转化和利用的效率。提高能量效率意味着减少能源的浪费，降低生产成本，同时减少对环境的负面影响。为了提高能量效率，需要采用先进的工艺技术和设备，加强能源管理，优化操作条件。
《化工热力学》PPT课件
xx年xx月xx日
目 录
CATALOGUE
化工热力学概述热力学基本定律化工过程的能量分析化工过程的热力学分析化工热力学的应用实例
01
化工热力学概述
提高能源利用效率
通过优化化工过程的热力学参数，可以降低能耗，提高能源利用效率。
化工热力学第二章幻灯片
◆目前已有150多种 EOS。但没有一个EOS能描述在工程 应用范围内任何气体的行为。 ◆建立EOS的方法：或以理论法为主、或以经验法为主。 ◆实际应用以半经验半理论和纯经验的EOS为主。 我们介绍各种 EOS的特点和应用范围，并不要求建立。
● 状态方程的分类：
1、立方型状态方程，如van der Waals、RK、SRK、PR 2、多常数状态方程，如virial、BWR、MH等 3、理论型状态方程。
2P 0 V 2 T Tc
理想气体状态方程：PV=nRT 理想气体EOS是f(P,V,T) =0 中最简单的一种形式。 应用状态方程时要注意： (1)式中P是绝对压力。
(2)方程式中的T是绝对温度,K。
(3)通用气体常数R的单位必须和P,V,T的单位相适应。
P＝Prep＋Patt
一般情况下：Prep = RT/(V-b) ＞0
Patt = - a(T)/f(V)＜0
a(T)是T的函数， f(V)是V的二次函数 b-称体积参数(或斥力参数)，a-称能量参数(或引力参数)。 立方型方程在确定常数时，一般使用临界等温线在临界 点的特性。
P 0 V T Tc
第二章 流体的P-V-T关系
流体的最基本性质有两大类： P、V、T、X、CV、CP
可测量
H、S、U、A、G
推算
不可测量
P、V、T 关系重要！
但存在两个问题： ◐ 靠有限的P-V-T数据，无法全面了解流体的P-V-T行为； ◐ P-V-T离散的数据，不便于求导和积分，无法获得数据点以 外或其它的热力学性质的信息。
大多采用简便的迭代法。
另一种求参数的方法
RT 2 2 bRT a V3 V b 1 展开得到 P P PT 2 V ab 0 1 PT 2
化工热力学参考ppt
1799年，英国化学家 Humphry Davy (17781829)通过冰的摩擦实验研究功转换为热。
1824 年 ， 法 国 陆 军 工 程 师
Nicholas Léonard Sadi Carnot 发表了 “ 关于火的动力研究” 的 论文。
他通过对自己构想的理想热机 的分析得出结论：热机必须在两个 热源之间工作，理想热机的效率只 取决与两个热源的温度，工作在两 Carnot 个一定热源之间的所有热机，其效 (1796 - 1832) 率都超不过可逆热机，热机在理想 状态下也不可能达到百分之百。这 就是卡诺定理。
结合起来，奠定了化学热力学
的重要基础。
热力学基本定律反映了自然界的客观规律,以这 些定律为基础进行演绎、逻辑推理而得到的热力学 关系与结论,显然具有高度的普遍性、可靠性与实用 性,可以应用于机械工程、化学、化工等各个领域,由 此形成了化学热力学、工程热力学、化工热力学等 重要的分支。化学热力学主要讨论热化学、相平衡 和化学平衡理论。工程热力学主要研究热能动力装 置中工作介质的基本热力学性质、各种装置的工作 过程以及提高能量转化效率的途径。化工热力学是 以化学热力学和工程热力学为基础，结合化工实际 过程逐步形成的学科。
1.3 热力学的研究方法
宏观
经典热力学
微观
统计热力学
经典热力学只研究宏观量（温度、压力、密度 等）间的关系。
但是宏观性质与分子有关 ；温度与分子行的可行性分析和能量的有效利用； (2) 相平衡和化学反应平衡问题； (3) 测量、推算与关联热力学性质。
化工热力学的基本关系式包括热力学第 一定律、热力学第二定律、相平衡关系和化 学反应平衡关系。具体应用中的难点包括：
1 简化普遍的热力学关系式以解决实际 的复杂问题；
1824 年 ， 法 国 陆 军 工 程 师
Nicholas Léonard Sadi Carnot 发表了 “ 关于火的动力研究” 的 论文。
他通过对自己构想的理想热机 的分析得出结论：热机必须在两个 热源之间工作，理想热机的效率只 取决与两个热源的温度，工作在两 Carnot 个一定热源之间的所有热机，其效 (1796 - 1832) 率都超不过可逆热机，热机在理想 状态下也不可能达到百分之百。这 就是卡诺定理。
结合起来，奠定了化学热力学
的重要基础。
热力学基本定律反映了自然界的客观规律,以这 些定律为基础进行演绎、逻辑推理而得到的热力学 关系与结论,显然具有高度的普遍性、可靠性与实用 性,可以应用于机械工程、化学、化工等各个领域,由 此形成了化学热力学、工程热力学、化工热力学等 重要的分支。化学热力学主要讨论热化学、相平衡 和化学平衡理论。工程热力学主要研究热能动力装 置中工作介质的基本热力学性质、各种装置的工作 过程以及提高能量转化效率的途径。化工热力学是 以化学热力学和工程热力学为基础，结合化工实际 过程逐步形成的学科。
1.3 热力学的研究方法
宏观
经典热力学
微观
统计热力学
经典热力学只研究宏观量（温度、压力、密度 等）间的关系。
但是宏观性质与分子有关 ；温度与分子行的可行性分析和能量的有效利用； (2) 相平衡和化学反应平衡问题； (3) 测量、推算与关联热力学性质。
化工热力学的基本关系式包括热力学第 一定律、热力学第二定律、相平衡关系和化 学反应平衡关系。具体应用中的难点包括：
1 简化普遍的热力学关系式以解决实际 的复杂问题；
高等化工热力学PPT.
由于实验条件的限制，大部分气体溶解度数据或Henry常数 是在298.15K下测定的，需要建立气体溶解度与温度的关系。
Hildebrand法 ln x2 ΔS2
ln T p R
ln
x2 T T2
ln
x2 T T1
ΔS2 R
ln
T2 T1
S2 为气体溶质的微分溶解熵。
7相平衡计算—有模型法
7相平衡计算—有模型法
泡点温度计算
已知x和p计算y和T，根据相平衡方程及平衡常数的定义，有：
yi Ki xi
计算所得的气相组成必须满足归一化条件，即
iK1 yi iK1Ki xi 1
上式即为泡点方程。若汽液相用统一的状态方程，则：
f (T ) iK1i(L)xi /i(V) 1 0
若汽液用状态方程，液相用活度系数模型，则：
K
*( ) Hi ( m )
(mi(
)
/
mo )
( ) i,III
K
*( ) Hi ( c )
(ci(
)
/
co )
( ) i,IV
K ( ) i
f *( ) i
( ) i,I
/
p
( ) i
K *( ) Hi
( ) i,II
/
p
( ) i
f *( ) i
pi*i*
exp[Vm*,(iL) ( p
p1* p2*
1
7相平衡计算—有模型法
已知各组分的无限稀释活度系数，则
12 (x1
0)
1,I
p1*
/
p2*
12 (x1
1)
p1*
/
2,I
p2*
化工热力学作业ppt课件
5）在临界点进行的恒温膨胀
5
4
1
3(T降低)
2
V
1）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；
2）过冷液体等压加热成过热蒸汽；
A·>ps（T） B·＜ps（T） C·=ps（T）
3·对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是
的
（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在P－T图上是
的（重叠／分开），而在P-V图上是 的（重
叠／分开），泡点的轨迹称为
，露点的轨迹称
为
，纯物质汽液平衡时，压力称
为
，温度称为
。
第二章流体的PVT关系
三、图示题 在一个刚性的容器中，装入了1mol的某一纯物
质，若容器的体积小于或大于该物质的摩尔临 界体积Vc ，问加热过程的情况将如何？请将变 化过程表示在P-V图和P-T图上并描述在加热 过程中各点的状态和现象。
第二章流体的PVT关系
一、是非题 1．纯物质由蒸汽变成固体，必须经过液相。
• 答：错。因为升华的反过程。
PR(T 1BC )3 () V V V2
将 （3） 式 代 入 （1） 式 右 边 得 ：
Z PV 1 B' RT（1 B C )
RT
V
V V2
C'[ RT (1 B C )]2
V
V V2
1 B' RT B' BRT B' CRT C' (RT)2
答：对。这是一种亚稳态。
习题4：将van der Waals方程化成Virial 方程 式；并导出van der Waals 方程常数a、b表示的
第二维里系数B的函数表达式。
化工热力学PPT48页
41
第7章 压缩、膨胀、动力循环与制冷循环
（1）
（2）
42
（3）
43Leabharlann （4）44（5） （6）
45
（7）
热泵
P306
46
（8）
47
计算题 • P50 习题2-13 • P102 例4-5 • P154 习题4-20、4-24、4-27 • P219 习题5-11 • P222 习题5-42、5-43 • P297 例7-5
19
（2） （3） （4）
20
（5）
21
习题 P154
22
（6） 逸度可认为是： 校正压力
23
（7）
24
（8）
25
（9）
26
（10）
27
（11）
1. 理想溶液的超额性质等于多少？ 要求会根据纯物质摩尔性质和偏摩尔性质 2. 要求会计算超额性质！！！ 计算超额性质。 （12）
28
（13）
化工热力学
期末复习
1
考试注意事项
• 一定要带计算器！！！ • 不能作弊！！！
2
第1章 绪论
（1）
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。
•
坚持质量第一原则，确保体系有效运 行。下 午3时16 分44秒 下午3 时16分1 5:16:44 20.10.1 5
•
造高楼，打基础，保安全，抓班组。2 0.10.15 20.10.1 515:16 15:16:4 415:16: 44Oct-2 0
第7章 压缩、膨胀、动力循环与制冷循环
（1）
（2）
42
（3）
43Leabharlann （4）44（5） （6）
45
（7）
热泵
P306
46
（8）
47
计算题 • P50 习题2-13 • P102 例4-5 • P154 习题4-20、4-24、4-27 • P219 习题5-11 • P222 习题5-42、5-43 • P297 例7-5
19
（2） （3） （4）
20
（5）
21
习题 P154
22
（6） 逸度可认为是： 校正压力
23
（7）
24
（8）
25
（9）
26
（10）
27
（11）
1. 理想溶液的超额性质等于多少？ 要求会根据纯物质摩尔性质和偏摩尔性质 2. 要求会计算超额性质！！！ 计算超额性质。 （12）
28
（13）
化工热力学
期末复习
1
考试注意事项
• 一定要带计算器！！！ • 不能作弊！！！
2
第1章 绪论
（1）
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。
•
坚持质量第一原则，确保体系有效运 行。下 午3时16 分44秒 下午3 时16分1 5:16:44 20.10.1 5
•
造高楼，打基础，保安全，抓班组。2 0.10.15 20.10.1 515:16 15:16:4 415:16: 44Oct-2 0
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• 问：有哪些类型的混合规则？ • 答：常用的混合规则包括适用于压缩因子图的虚拟临界性
• 问：同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的热力学 性质均不同吗？
• 答：同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸气的Gibbs 自由能是相同的，这是纯物质气液平衡准则。其他的热力 学性质均不同。
• 问：常用的三参数的对应状态原理有哪几种？ • 答：常用的三参数对比态原理有两种，一种是以临界压缩
因子Zc为第三参数；另外一种是以Pitzer提出的以偏心因 子作为第三参数的对应状态原理。 • 问：纯气体和纯液体pVT计算有什么异同。 • 答：许多p –V -T关系如RKS方程、PR方程及BWR方程既 可以用于计算气体的p –V –T，又都可以用到液相区，由 这些方程解出的最小体积根即为液体的摩尔体积。当然， 还有许多状态方程只能较好地说明气体的p –V -T关系， 不适用于液体，当应用到液相区时会产生较大的误差。与 气体相比，液体的摩尔体积容易测定。除临界区外，温度 （特别是压力）对液体容积性质的影响不大。除状态方程 外，工程上还常常选用经验关系式和普遍化关系式等方法 来估算。
过程逆行而能使过程中所涉及的一切 ( 体系与环 境 ) 均能完全回复到各自的原始状态而不留下任 何痕迹，此过程称为可逆过程。 • 问：摄氏温标与绝对温标的换算关系是什么？ • 答：摄氏温标与绝对温标的换算关系为 T(K)=t( ℃)+273.15 问：华氏温标与摄氏温标的换算关系是什么？ • 答： 华氏温标与摄氏温标的换算关系为： t( ℃)= [t( ° F) -32] × 5/9
• 问：理想气体的特征是什么？
• 答：假定分子的大小如同几何点一样，分子间不存在相互 作用力，由这样的分子组成的气体叫做理想气体。
大家有疑问的，可以询问和交流
可以互相讨论下，但要小声点
பைடு நூலகம்
• 问：是否有理想气体？
• 答：严格地说，理想气体是不存在的，在极低的压力下， 真实气体是非常接近理想气体的，可以当作理想气体处理， 以便简化问题。
• 问：纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度如何变化？
• 答：纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大， 由纯物质的p –V图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。
• 问：纯物质的饱和蒸汽的摩尔体积随着温度如何变化？
• 答：饱和蒸气的摩尔体积随着温度的升高而减小，由纯物 质的p –V图上的饱和蒸气和饱和液体曲线可知。
• 问：功是不是状态函数？ • 答：功也不是状态函数，其数值与过程变化的途径有关。 • 问：功的正副值是如何规定？
• 答：最新规定，体系对环境做功取负值，而环境对体系做 功取正值。
• 问：热力学性质有哪些？ • 答：可以直接测量的热力学性质有： P 、 V 、 T 、 Cp 、
Cv 等。 • 问：不可以直接测量的热力学性质有哪些？ • 答： 不可以直接测量的热力学性质有 H 、 S 、 U 、 A 、
• 问： 什么是热的定义？ • 答： 热的定义是通过体系的边界， 体系与体系
( 或体系与环境 ) 之间由于温差而传递的能量。 问：热能不能贮存？ • 答：热不能贮存，它只是能量的传递形式。 问：热是不是状态函数？ • 答：热不是状态函数，它与过程变化的途径有关。 • 问：热的正副值是如何规定？ • 答：习惯规定，体系吸热为正值，体系放热为负 值。
G 、γ等。
• 问：为什么要研究流体的pVT关系？
• 答：在化工过程的分析、研究与设计中，流体的压力p、 体积V和温度T是流体最基本的性质，并且是可以通过实 验直接测量的。而许多其它的热力学性质如内能U、熵S、 Gibbs自由能G等都不能直接测量，它们需要利用流体的p –V –T数据和热力学基本关系式进行推算；此外，还有一 些概念如逸度等也通过p –V –T数据和热力学基本关系式 进行计算。因此，流体的p –V –T关系的研究是一项重要 的基础工作。
• 问：理想气体状态方程是什么？ • 答：理想气体状态方程是最简单的状态方程： • 问：如何定义纯物质的偏心因子？ • 答：纯物质的偏心因子是根据物质的蒸气压来定义的。 • 问：能否测定纯物质的偏心因子？
• 答：任何流体的值都不是直接测量的，均由该流体的临界 温度、临界压力值及=0.7时的饱和蒸气压来确定。
• 问：常用的状态函数有哪些？
• 答：常用的状态函数有压力、温度、比容、内能、 焓、熵、自由焓等。
• 问：热力学变量可以分为几种？ • 答：热力学变量可以分为强度量与广度量。 • 问：什么是过程？ • 答： 过程是指体系由某一平衡状态变化到另一平
衡状态时所经历的全部状态的总和。
• 问：什么是可逆过程的定义？ • 答：可逆过程定义为：某一过程完成后，如果令
• 问：对应状态原理是什么？ • 答：对比态原理认为，在相同的对比状态下，所有的物质表现出相同
的性质。对比态原理是从适用于p –V -T关系两参数对比态原理开始的， 后来又发展了适用于许多热力学性质和传递性质的三参数和更多参数 的对比态原理。 • 问：什么是混合规则？ • 答：目前广泛采用的方法是将状态方程中的常数项，表示成混合物中 组成x以及纯物质参数项的函数，这种函数关系称作为混合规则。 • 问：为什么要提出这个概念？ • 答：对于真实流体，由于组分的非理想性及由于混合引起的非理想性， 使得理想的分压定律和分体积定律无法准确地描述流体混合物的p –V -T关系。如何将适用于纯物质的状态方程扩展到真实流体混合物是化 工热力学中的一个热点问题。对于不同的状态方程，有不同的混合规 则。寻找适当的混合规则，计算状态方程中的常数项，使其能准确地 描述真实流体混合物的p –V -T关系，常常是计算混合热力学性质的关 键。
化工热力学简答题复习
• 问：什么是平衡状态的定义？
• 答：平衡状态的定义是一个体系在不受外界影响 的条件下，如果它的宏观性质不随时间而变化， 此体系处于热力学平衡状态。
• 问：什么是热力学变量？
• 答：描述体系所处状态的宏观物理量称为热力学 变量。
• 问：力学变量是状态的什么函数？
• 答：由于力学变量是状态的单值函数，亦称为状 态函数。