化工热力学考试重点 终极版
化工热力学复习题及答案精编WORD版
化工热力学复习题及答案精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】《化工热力学》课程模拟考试试卷 A 开课学院：化工学院，专业：材料化学工程 考试形式： ，所需时间： 分钟考生姓名： 学号： 班级： 任课教师：F)1．理想气体的压缩因子1Z =，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因子 。
(A) 小于1 (B) 大于1 (C) 可能小于1也可能大于1 (D) 说不清楚2．甲烷c 4.599MPa p =，处在r 0.3p =时，甲烷的压力为 。
(A) 15.33MPa (B) 2.7594 MPa ； (C) 1.3797 MPa (D) 1.1746 MPa3．关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是 。
(A) 可以解决由于实验的p -V -T 数据有限无法全面了解流体p -V -T 行为的问题。
(B) 可以解决实验的p -V -T 数据精确度不高的问题。
(C) 可以从容易获得的物性数据(p 、V 、T 、x )来推算较难测定的数据(H ，U ，S ，G )。
(D) 可以解决由于p -V -T 数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的p -V -T 的问题。
4．对于流体混合物，下面式子错误的是 。
(A) 0lim i i i x M M ∞→=(B)i i i H U pV =+(C) 理想溶液的i i V V =，i i U U = (D) 理想溶液的i i S S =，i i G G =5．剩余性质RM 的概念是表示什么差别的 。
(A) 真实溶液与理想溶液 (B) 理想气体与真实气体(C) 浓度与活度 (D) 压力与逸度6．纯物质在临界点处的状态，通常都是 。
(A) 气体状态 (B) 液体状态(C) 固体状态 (D) 气液不分状态7．关于化工热力学研究内容，下列说法中不正确的是( )。
化工热力学考试重点
溶解热： 气体， 液体， 或固体溶解于液体时的热效应称为溶解热。 溶解 1mol 溶质于极大量的溶液中以至于溶液的浓度只有无限小的变化，或是在某一 浓度的溶液中加入无限小量的溶质，而将其热效应换算为 1mol 量的值， 这样的热效应称为微分溶解热。若溶解 1mol 溶质于某一数量溶剂中，得 到一定组成的溶液，则所产生的热效应称为积分溶解热 稀释热：将溶剂加入溶液中，使溶质的浓度降低，也有热效应产生，称为 稀释热。 稀释热和温度、 压力、 稀释前和稀释后的浓度以及溶液的量有关。 稀释热分为微分稀释热和积分稀释热。将 1mol 溶剂添加到极大量的溶液 中， 或是在某一浓度的溶液中加入无限小量的溶剂， 溶液的浓度保持不变， 这样的热效应称为微分稀释热。若将一定量的溶剂加到含有 1mol 溶质的 溶剂中，所产生的热效应称为积分稀释热。 Lewis-Randdall 规则：理想混合物（理想溶液）中组分的逸度和它的摩尔 分数成正比。 理想气体混合物与理想混合物是两个不同的理想化模型，前者比后者更为 理想化。理想气体混合物必然也是气体理想混合物，反之，气体理想混合 物却不一定是理想气体混合物。 超额性质：是指在相同温度、压力和组成条件下真实溶液性质与理想溶液 性质之差，用 M 表示：M = M ---M . 正偏差：如果恒温的 p-x-y 图上的 p-x 曲线高于 Raoult 定律的 p-x 直线， 则各组分的或活度系数γ ＞ 1，称为正偏差。 负偏差：如果 p-x-y 图上的 p-x 曲线低于 Raoult 定律 p-x 直线，则各组分 的活度系数γ ＜1，称为负偏差。 闪蒸：闪蒸是单级平衡分离过程。高于泡点压力的液体混合物，如果将其 压力降低至泡点压力与露点压力之间，就会出现部分汽化现象，即闪蒸。 气液平衡：是指常规条件下的气态组分与液态组分之间的平衡关系。汽液 平衡中，体系中至少有一种组分是不凝性气体，平衡温度可高于体系中某 一组分的临界温度。 封闭体系热力学第一定律：Δ U=Q+W 稳流体系热力学第一定律：Δ H+Δ u²/2+gΔ z=Q+W 稳流体系热力学第一定律可简化为：Δ H=Q+W Δ H=Q Δ H=0 Bernoulli 方程：Δ p/ρ ＋Δ u²/2＋gΔ z = 0,使用条件：不可压缩的流体作 无摩擦的、且与外界环境没有轴功交换的流动。 热力学第二定律表达式：Δ S 孤立≥0，该式表明，自发进行的不可逆过 程只能向总熵增大的方向进行，直到总熵增大到最大值，体系达到平衡。 由于过程的不可逆性引起的熵产生为Δ Sg，Δ S 积累= 稳流系统熵平衡式为： 如果该稳流系统经 历的是可逆过程可简化为： 理想功： 即指在一定的条件下， 体系的状态变化按完全可逆的过程进行时， 理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功。 封闭体系理想功：W =Δ U＋p0Δ V－T0Δ S ,封闭体系的理想功仅与体系 变化前后的状态及环境的温度(T0)和压力（p0）有关，而与具体的变化途 径无关。 稳流过程的理想功：W=Δ H－T0Δ S , 稳流过程的理想功仅取决于体系的 初态与终态以及环境的温度 T0，而与具体的变化途径无关。理想功与可 逆功是有区别的，虽然两者都经历了完全可逆的变化，但理想功是可逆有 用功。 损失功 W :由于实际过程的不可逆性，导致在给定状态变化的实际过程 所产生（或所消耗）功 W 与经历相同状态变化的可逆过程所产生（或所 消耗） 的理想功 W 之间存在差值， 此差值即为损失功 W :W ＝W － W ,损失功也是过程可逆与否的标志。对于可逆过程，W ＝0；对于不 可逆过程，W ＞0。 热力学效率：理想功与实际值的比值。任何实际过程的热力学效率η 都 小于 1。 有效能：体系在一定状态下的有效能，就是体系从所处状态变化到与周围 环境处于热力学平衡时，对外界做出的最大有用功。也就是体系从所处状 态变化到基态过程中所做的理想功。 功、电能和机械能的有效能：Exw=W, 热量的有效能：Exq=W = Q，热量的有效能总是小于其能量， 冷量的有效能有可能大于其能量。 功的损失来源于：过程的不可逆性。 要降低流动过程的有效能损失，就应当尽量减小流动过程的推动力，也就 是减小流体流经管道的压力降。 过程热力学分析：利用热力学基本原理来分析和评价过程，称为过程热力 学分析。 化工过程热力学分析分类：能量衡算法、熵增法、有效能分析法。 能量衡算法只能反映能量数量的损失，不能反映有效能的损失，因而不能 真实反映能量损失的根本原因。只有在能量衡算的基础上，进行有效能分 析，才能找出能量损失的真正原因、大小和分布，为节能攻关指明正确的 方向和途径。
化工热力学必考重点
y i——混合气体中某组分的摩尔数 混合气体中某组分的摩尔数
四、热量衡算
无轴功交换，只有热交换过程的能量衡算称为热衡算 无轴功交换，只有热交换过程的能量衡算称为热衡算 稳流过程的热量衡算的基本关系式： 稳流过程的热量衡算的基本关系式：
∆h = q
∆H = Q
J/kg
热量衡算时应将生产过程中各种可能热效应考虑进去。 热量衡算时应将生产过程中各种可能热效应考虑进去。 生产中的四种热效应： 生产中的四种热效应： 显热――物流的温度变化 ① 显热 物流的温度变化 潜热――物流的相变化 ② 潜热 物流的相变化 混合热效应――多股物流混合 ③ 混合热效应 多股物流混合 反应热效应――化学反应产生 ④ 反应热效应 化学反应产生
2. 有效能
定义：一定形式的能量，可逆变化到给定环 ⑴定义：一定形式的能量，可逆变化到给定环 境状态相平衡时 相平衡时， 境状态相平衡时，理论上所能作出的最大有用 功。 无效能：理论上不能转化为有用功的能量。 无效能：理论上不能转化为有用功的能量。 ⑵能量的表达形式
对高质能量 对僵态能量 对低质能量 能量＝ 能量＝有效能 僵态能量＝ 僵态能量＝无效能 低质能量＝有效能＋ 低质能量＝有效能＋无效能
理想气体节流前后温度不变 实际气体节流前后温度有三种变化可能， 实际气体节流前后温度有三种变化可能， µJ-T >0 表示节流膨胀后气体温度下降； 表示节流膨胀后气体温度下降； µJ-T <0 表示节流膨胀后气体温度升高； 表示节流膨胀后气体温度升高； µJ-T =0 表示节流膨胀后气体温度不变； 表示节流膨胀后气体温度不变；
G = x1G1 + x2G2 + RT ( x1 ln x1 + x2 ln x2 ) Q x1 , x2 < 1则 ln x1和 ln x2都小于0
化工热力学复习最终版
简答题1．为什么同系物的沸点和熔点随分子量的增加而增加？答：这是由于同系物具有相同的官能团，因此偶极距和第一电离势大致相同，但是极化率随分子量的增大而增大，而诱导作用和色散作用均随极化率的增大而增大，因而沸点、熔点增高，气化热和熔化热也增加。
注意：分子变大就加重，就不能灵活运动，因而需要更高的温度是分子具有更高的动能并无关系。
2．能否设计一套制冷实验装置获得绝对零度的低温？为什么？3．举例说明氢键及其作用。
答：（1）分子间熔沸点升高，分子内熔沸点降低，例如有分子内氢键的邻硝基苯酚熔点（45℃）比有分子间氢键的间位熔点（96℃）和对位熔点（114℃）都低。
(2) 溶解度增大。
HF和NH3在水中的溶解度比较大，就是这个缘故。
(3)粘度增大，例如甘油、磷酸等多羟基化合物，由于分子间有氢键，通常为粘稠状液体。
（4）密度液体分子间若形成氢键，有可能发生缔合现象，例如液态HF，在通常条件下，除了正常简HF分子外，还有通过氢键联系在一起的复杂分子(HF)n，分子缔合的结果会影响液体的密度。
4．根据热力学定律，谈谈怎样做到能量的合理利用？答：（1）防止能量无偿降级（2）采用最佳推动力的选择（3）合理组织能量多次利用，采用能量优化利用的原则5．Lennard-Jones位能函数在σ=r时是什么状态？答：Lennard-Jones 位能函数在σ时位能为零，此时吸引和排斥对位能的贡献相抵消，即排斥能和吸引能相等，此时的σ大约等于分子直径。
讨论题1. 根据所学的热力学知识，谈谈怎样做到能量的合理利用？ 答：合理用能总的原则，按照用户所需要能量的数量和质量来供给，需要注意：（1）防止能量无偿降级：避免用高温热源加热低温物料，或者将高压蒸汽节流降温、降压使用，增加设备的绝热保温性能。
（2）采用最佳的工艺方案：推动力越大，速率越大，设备投资费用可以减少，但是有效能损失增加，能耗增加。
推动力减小，可减小有效能损失，降低能耗，但要增加产量需要增加设备，投资增大。
化工热力学复习题大题答案
化工热力学复习题大题答案化工热力学复习题大题答案热力学是化工工程中一个重要的学科，它涉及到热量、能量和物质的转化与传递。
在化工工程中，热力学的应用十分广泛，因此掌握热力学的基本原理和计算方法对于化工工程师来说至关重要。
下面将给出一些化工热力学的复习题大题答案，希望能够帮助大家更好地理解和掌握热力学知识。
1. 一个封闭系统由两个子系统组成，它们之间通过一个绝热可逆壁隔开。
子系统1的体积为V1，温度为T1，子系统2的体积为V2，温度为T2。
求整个系统的熵变。
解答：根据热力学第二定律，一个绝热可逆过程中，熵不变。
因此，整个系统的熵变为0。
2. 一个理想气体从初始状态A经过一系列过程到达最终状态B。
过程1是等温过程，过程2是绝热过程，过程3是等容过程。
已知初始状态A的压力为P1，温度为T1，体积为V1，最终状态B的压力为P2，温度为T2，体积为V2。
求过程1、过程2和过程3的熵变。
解答：过程1是等温过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS1 =nRln(V2/V1)。
过程2是绝热过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS2 = 0。
过程3是等容过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS3 = nCvln(T2/T1)。
3. 一个封闭系统由一个绝热可逆壁分成两个部分，每个部分包含1mol理想气体。
初始状态为A，温度为T1，体积为V1，最终状态为B，温度为T2，体积为V2。
求整个系统的熵变。
解答：根据热力学第二定律，一个绝热可逆过程中，熵不变。
因此，整个系统的熵变为0。
4. 一个理想气体从初始状态A经过一系列过程到达最终状态B。
过程1是等温过程，过程2是绝热过程，过程3是等压过程。
已知初始状态A的压力为P1，温度为T1，体积为V1，最终状态B的压力为P2，温度为T2，体积为V2。
求过程1、过程2和过程3的熵变。
解答：过程1是等温过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS1 =nRln(V2/V1)。
过程2是绝热过程，根据理想气体的熵变公式，熵变为ΔS2 = 0。
化工热力学考试复习题定稿版
化工热力学考试复习题精编W O R D版IBM system office room 【A0816H-A0912AAAHH-GX8Q8-GNTHHJ8】化工热力学标准化作业一一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因）1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。
2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。
3、由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z＜1。
4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。
5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。
6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零，7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。
8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。
9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。
10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。
二、填空题1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。
2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。
它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。
3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。
4、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___________，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。
化工热力学复习重点
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
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。
化工热力学总复习
∑E = ∑E
Xout Xin
2）、热力学效率 ）、热力学效率 ）、
WS 产功： 产功： ηa = Wid
Wid 耗功： 耗功： ηa = WS W低 ∆EX低 id = 传热： 传热： ηa = ∆EX高 W高 id
3、热力学分析的基本方法 、
1）能量衡算法 ） 2）熵分析法 ） 3） ） 分析法
K −1 K
− 1
3.多变过程： 多变过程： 多变过程
WS ( R )
4.多级多变压缩 多级多变压缩
m −1 m m P2 − 1 =− PV1 1 P m −1 1
的条件下， 在1<m<K的条件下，当压缩比一定时： 的条件下 当压缩比一定时： 等温压缩功最小，终温最低； 等温压缩功最小，终温最低； 绝热压缩功最大，终温最高； 绝热压缩功最大，终温最高； 多变压缩功和终温介于两者之间。 多变压缩功和终温介于两者之间。
纯气体逸度的计算
的逸度和逸度系数： （2）混合物中组分 的逸度和逸度系数： ）混合物中组分i的逸度和逸度系数
逸度定义： 均相混合物中组分 i 的逸度定义：
ˆ T=常数 常数 dGi = RTd ln fi =Vi dP ˆ ˆ fi fi ˆ lim = lim = lim φi = 1 p→0 N p p→0 p p→0 i i
∆H = Q −WS 或 ∆h = q − ws
简化形式：
∆H = Q, ∆h = q
∆H = −WS 或 ∆h = −ws
∆h = 0, h1 = h2
节流
轴功
1、可逆轴功 WS ( R) 的计算： 可逆轴功
− ws( R) = v∆P
−WS( R) = V∆P
化工热力学考试重点
化工热力学考试重点化工热力学是研究化学过程中能量转化和热力学性质的分支学科。
在化工工程中，热力学考试是重要的评估学生理解能力和应用能力的手段之一。
本文将介绍化工热力学考试的重点内容，包括热力学基本概念、热力学过程以及热力学计算方法。
一、热力学基本概念1. 系统和环境在热力学中，我们将研究对象称为系统，而系统以外的一切称为环境。
系统和环境之间可以进行物质和能量的交换。
2. 状态函数和过程函数状态函数是系统状态的特性，与系统的初始状态和最终状态有关，例如温度、压力、体积等。
过程函数是与系统经历的过程有关的函数，例如热量、功、摩尔数等。
在热力学计算中，需要了解状态函数和过程函数的特性及其在不同过程中的变化规律。
3. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的推广。
它表明能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量守恒。
它可以表示为ΔU = Q - W，其中ΔU表示系统内能的变化，Q表示系统吸收的热量，W表示系统对外界做功。
二、热力学过程1. 等温过程在等温过程中，系统的温度保持不变。
根据热力学第一定律，等温过程中的吸热量与所做的功相等，即Q = W。
2. 绝热过程在绝热过程中，系统与外界没有热量交换。
根据热力学第一定律，绝热过程中吸热量和所做的功为零，即Q = 0，W = 0。
3. 等压过程在等压过程中，系统的压力保持不变。
根据热力学第一定律，等压过程中的吸热量等于系统所做的功加上外界对系统所做的功，即Q = ΔH = ΔU + PΔV。
4. 等体过程在等体过程中，系统的体积保持不变。
根据热力学第一定律，等体过程中的吸热量等于系统内能的增量，即Q = ΔU。
三、热力学计算方法1. 熵变计算熵是一个系统热力学状态函数，它描述了系统的无序程度。
熵变可以通过ΔS = Q/T计算得到，其中ΔS表示熵变，Q表示吸热量，T表示系统的温度。
2. Gibb自由能计算Gibb自由能是判断系统在恒温恒压条件下是否可逆进行的指标。
化工热力学复习题附答案
化工热力学复习题附答案(共5页) -本页仅作为预览文档封面，使用时请删除本页-化工热力学复习题一、选择题1. T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ） A. 饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽2. 纯物质的第二virial 系数B （ A ）A 仅是T 的函数B 是T 和P 的函数C 是T 和V 的函数D 是任何两强度性质的函数 3. 设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ）A. 1x y zZ Z x x y y⎛⎫⎛⎫∂∂∂⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭B. 1y x Z Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭C. 1y xZ Z x y x y Z ⎛⎫∂∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭D. 1y Z xZ y y x x Z ∂∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=- ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭4. 关于偏离函数M R，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ）A. *R M M M =+B. *2R M M M =-C. *R M M M =-D. *R M M M =+ 5. 下面的说法中不正确的是 ( B )（A ）纯物质无偏摩尔量 。
（B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。
（C ）偏摩尔性质是强度性质。
（D ）强度性质无偏摩尔量 。
6. 关于逸度的下列说法中不正确的是 ( D ) （A ）逸度可称为“校正压力” 。
（B ）逸度可称为“有效压力” 。
（C ）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差 。
（D ）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT 。
（E ）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。
7. 二元溶液，T, P 一定时,Gibbs —Duhem 方程的正确形式是 ( C ). a. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 2 = 0 b. X 1dlnγ1/dX 2+ X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 c. X 1dlnγ1/dX 1+ X 2dlnγ2/dX 1 = 0 d. X 1dlnγ1/dX 1– X 2 dlnγ2/dX 1 = 0 8. 关于化学势的下列说法中不正确的是( A )A. 系统的偏摩尔量就是化学势?B. 化学势是系统的强度性质C. 系统中的任一物质都有化学势D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是 ( E )（A ）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。
化工热力学总复习
bm y1b1 y2b2
am RT P 0.5 V bm T V (V bm )
第三章 纯流体的热力学性质
§3.1 热力学性质间的关系 §3.2 热力学性质的计算
§3.3 逸度和逸度系数
§3.4 两相系统的热力学性质及热力 学图表
§3.1 热力学性质间的关系
一、纯物质的P-V图
P
P
V T 0
P
2
在C点 V 2 T 0 在C点
临界点
超临界流体区
（T>Tc和P>Pc）
过冷液体区
过热蒸汽区 汽液两相平衡区 F=N-π+2=1
饱和液相线
饱和汽相线
恒温线
二．P、V、T、CP是流体的最基本性质，是 热力学计算基础
查找文献
实验得（实测） 计算 （由第二章介绍方法计算）
Z 0 f1 ( Prm .Trm )
m yii
Zm=Z0+ωmZ1
Z f2 (P Trm ) rm .
1
状态方程法 （1）混合物的维里方程 若混合物虚拟的对比性质， Trm=T/Tcm Prm=P/Pcm
落在P18图2-9曲线的上方或Vrm≥2则采用普维法。
对于混合物气体两项维里方程式为： Z m 1
对比态原理小结
对比态原理 分类 两参数对比 态原理
Z f ( Pr , Tr )
方法名称
两参数普遍 化压缩因 子法 普遍化维里 系数法
计算手段
适用范围
适合简单球形 流体。不实 际使用
适合非极性、弱极性 流体；中、低压 误差<3%。 对强极性不 适合
三参数对比 态原理
化工热力学考试重点-终极版整理
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 ==++++ 压力表达式：231pVZ B p C p D p RT'''==++++3、偏心因子的定义及表达式：各种物质在0.7r T =时，纯态流体对比蒸汽压对数值与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 ijci cjcij 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dS 方程当(),S S T V =时，则有V TS S dS dT dV T V ∂∂⎛⎫⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭因 V V V V Q TdS S C T T T T ∂∂⎛⎫⎛⎫⎛⎫=== ⎪ ⎪ ⎪∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭ 得 V V C S T T ∂⎛⎫= ⎪∂⎝⎭ 又 T VS p V T ∂∂⎛⎫⎛⎫= ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭所以 V VdT p dS C dV T T ∂⎛⎫=+ ⎪∂⎝⎭ 积分得到000ln TVV T V Vp S S S C d T dV T ∂⎛⎫-=∆=+ ⎪∂⎝⎭⎰⎰第二dS 方程当(),S S T p =时，则有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 dp T ∂⎛⎫-=∆=- ⎪∂⎝⎭⎰⎰第三dS 方程当(),S S p V =时，则有p VS S dS dp dV p V ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭因为VV V V V C S T S T p p T p T ⎛⎫⎛⎫⎛⎫∂∂∂∂⎛⎫== ⎪ ⎪⎪ ⎪∂∂∂∂⎝⎭⎝⎭⎝⎭⎝⎭ pp 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 T V ⎛⎫∂∂⎛⎫=+ ⎪ ⎪∂∂⎝⎭⎝⎭积分得到000pV p V p V p V C 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dS 方程来得到三个dH 方程。
化工热力学复习总结
ideal solution
chapter6
GE RT
ln i
Wid ，EX
热力学第二定律
chapter7
相平衡、化学反应平衡
动力循环、制冷循环
教材的结构
此处未考虑到电、磁、核、界面等方面的影响
chapter1
(p，V，T，x)关系
chapter2
热力学基本方程
dG=-SdT+Vdp
chapter6
分子的大小和形状影响因素
✓分子内和分子间的相互作用力 ✓分子的对称性和分子结构的均一性 ✓无定形和结晶区域内大分子的排列方式
➢ Flory-Huggins密堆积晶格模型理论
Gt At H t TSt RT n1 ln 1 n2 ln 2 n12
St Rn1 ln 1 n2 ln 2
➢ 混合物相平衡关系(温度T、压力p、与各相的组成)的确定 ➢ 汽液相平衡计算类型与方法：T，p，x，y相互推算及双重迭代循环计算方
法 ➢ 气液平衡计算 ➢ Gibbs-Duhem方程应用于汽液平衡数据的热力学一致性校验 ➢ 液-液平衡计算
含恒(共)沸物特征：汽液两相组成相等，即xi=yi
工程热力学篇：热力学第一定律 与第二定律及其工程应用
➢ Rankine循环的热力学分析方法，热效率、气耗率的概念与计 算，以及Rankine改进方法。
➢ 逆Carnot循环与蒸汽压缩制冷循环的基本组成，制冷系数和 单位工质循环量的计算；
➢ 热泵的基本概念和在工业生产中的应用；
核心是采用第一定律及其效率(热机效率)对各热力过 程进行分析与评价
若采用第二定律及其效率(热力学效率或有效能效率)进行评 价将更为复杂一些。
➢系统(system)与系统的性质：
化工热力学考点
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
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。
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积分得到
第二 方程
积分得到
第三 方程
积分得到
8、剩余性质的定义：所谓剩余性质，是气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于理想状态下的温度和压力下，真实气体与理想气体的某一广度热力学性质的摩尔值，如V、U、H、S和G等。
9、普遍化Virial系数计算剩余熵和焓
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。
、 。
2、Virial方程
体积表达式：
压力表达式：
3、偏心因子的定义及表达式：各种物质在 时，纯态流体对比蒸汽压对数值与Ar，Kr，Xe的值的偏差，即 。
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
在体系温度、压力下，溶液中各组分的纯物质聚集态不同，或者，组分之间不能无限制混合时，溶剂以Lewis-Randall定则为基础规定标准态，溶质以Henry定律为基础规定标准态。
15、混合过程性质：溶液的性质M与构成溶液各组分在标准态时性质总和之差。
，Mi是与混合物同温、同压下纯组分i的摩尔性质。
混合物的摩尔性质与偏摩尔性质的关系：
（2）、已知在298.15K，101.33kPa下CO2的理想气体状态的绝对熵为213.79J·mol-1·K-1，其理想气体的等压热容为
试求在373.15K和10132.5kPa下的气态CO2的绝对熵。（已知S的文献值为177.75J·mol-1·K-1。）
（3）、由A-B组成的汽液平衡体系，若汽相为理想气体，液相的超额吉氏函数符合 ，测定80℃时的两组分的无限稀活度系数是 ，两个纯组分的饱和蒸汽压分别是 和 。试问该体系80℃时是否有共沸点存在？若有，请计算共沸组成和共沸压力。
混合物的逸度的定义为： （等温）
混合物的逸度系数的定义为：
14、理想溶液的逸度，标准态
（1）、以Lewis-Randall定则为基础规定标准态： 。
（2）、以Henry定律为基础规定标准态： ，其中ki为henry常数。
适用条件：在体系温度、压力下，溶液中各组分的纯物质聚集态相同，并且组分之间可以无限制混合时，各组分都以Lewis-Randall定则为基础规定标准态。
损耗功 ：系统在相同的状态变化过程中，完全可逆过程的理想功与不可逆过程的实际功之差， 。
有效能 ，任何体系在一定状态下的有效能是体系与环境的作用，从所处的状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界做的最大有用功称为该体系在该状态下的有用功。
热效率 ：理想功与实际功的比值。
。
产功过程热力学效率 ：产功设备在实际过程中提供的功与理想功的比值，它是过程热力学完善性的尺度，反映了过程可逆的程度。 。
当T、P恒定时
当M=G时
二元系等温、等压条件下
二、题目
1、正确写出下列热力学函数的定义式
偏心因子：各种物质在 时，纯态流体对比蒸汽压对数值与Ar，Kr，Xe的值的偏差，即 。偏心因子表征物质分子的偏心度，即非球型分子偏离球对称的程度。
剩余性质MR：所谓剩余性质，是气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于理想状态下的热力学性质之间的差额。
19、气液平衡的分类
（1）、完全理想系：汽相—理想气体，液相—理想液体
（2）、理想系：汽，液相—理想液体（VL均服从LR）
（3）、部分理想系：汽—理想气体，液相—非理想液体
（4）、非理想系：
20、理想功概念：理想功即指体系的状态变化是在一定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必须消耗的最小功。
（2）、提高蒸汽的压力
当蒸汽压力提高时，热效率提高、而汽耗率下降。但是随着压力的提高，乏汽的干度下降，即湿含量增加，因而会引起透乎机相对内部效率的降低。还会使透平中最后几级的叶片受到磨蚀，缩短寿命。乏汽的干度一般不应低于0.88。另外，蒸汽压力的提高，不能超过水的临界压力，而且设备制造费用也会大幅上升。
21、热力学效率 ：理想功与实际功的比值。
22、由Rankine循环的示意图画温熵图
23、通过通过改变蒸汽参数提高Rankine循环的热效率
（1）、提高蒸汽的过热温度
在相同的蒸汽压力下，提高蒸汽的过热温度时,可提高平均吸热温度，增大作功量，提高循环的热效率，并且可以降低汽耗率。同时乏气的干度增加，使透平机的相对内部效率也可提高。但是蒸汽的最高温度受到金属材料性能的限制，不能无限地提高，一般过热蒸汽的最高温度以不超873K为宜。
（2）、动量传递与热量传递的推导。（2选1）
动量传递过程：流体与设备和流体分子之间的摩擦和扰动导致熵增和不可逆。
和外界无热、功交换的过程，有
得
无热、功交换但有压降的流动过程，必有功损耗，得
流动过程中温度和比容变化不大
流体压力差大致与流速成平方关系，因此损耗功大致与流速成平方关系；压力差恒定时，损耗功与T0/T成正比关系，流体温度越低，损耗功越大；损耗功与流体比容成正比关系，因此气体节流的损耗功比液体节流的损耗功大得多。
解：
当 mol时， 18.62cm3mol-1
且， 1010.35cm3
由于 ， mol
所以，
2、以下三题类型的选一题
（1）、从文献得知在633.15K，98.06kPa时水的焓为57496.72 J·mol，试应用普遍化方法求算在633.15K，9806kPa下的焓值。
普遍化压缩因子法：
普遍化维里系数法：
（3）、正规溶液、无热溶液的区分与标准态的两种情况。（2选1，见重点14与17）
3、证明题
（1）、 方程的证明（2选1，见重点6与7）。
（2）、 是 的偏摩尔性质与 是 的偏摩尔性质（2选1）。
是 的偏摩尔性质
是 的偏摩尔性质
二、计算题
1、298.15K，若干NaCl(B)溶解于1kg水(A)中形成的溶液的总体积的关系为 (cm3)。求 =0.5mol时，水和NaCl的偏摩尔 。
偏摩尔性质：在给定的T、P和其他物质的量不变时，向含有组分i的无限多的溶液中加入1mol的组分i所引起的热力学性质的变化。
偏摩尔性质有三个重要的要素：①恒温、恒压；②广度性质（容量性质）；③随某组分摩尔数的变化率。
13、混合物的组分逸度及逸度系数
混合物中组分i的逸度的定义为： （等温）
混合物中组分i的逸度系数的定义为：
耗功过程热力学效率 ：理想功与耗功设备在实际过程中消耗的功的比值，它是过程热力学完善性的尺度，反映了过程可逆的程度。 。
偏摩尔性质 ：在给定的T、P和其他物质的量不变时，向含有组分i的无限多的溶液中加入1mol的组分i所引起的热力学性质的变化，
混合性质ΔM：溶液的性质M与构成溶液各组分在标准态时性质总和之差， 。
热量传递功损耗推导过程：损耗功即系统在相同的状态变化过程中，不可逆过程的实际功与完全可逆过程的理想功之差。
即使没有散热损失，也因存在传热温差而有损耗功；当环境温度、传热量和传热温度积恒定时，损耗功与传热温差成正比关系，传热温差越低，损耗功越小；当环境温度、传热量和传热温差恒定时，损耗功与传热温度积成反比关系。因此低温传热时要求的传热温差更小。
10、逸度及逸度系数的定义
对于真实气体，定义逸度 。
（等温）
逸度系数的定义
11、温熵图，即 图（以往试卷有类似题目）
等干度线、等压线、等焓线、等比容线。
12、化学位、偏摩尔性质
化学位：将无限小量的物质i加到均相体系中而保持相均匀同时体系的熵和体积保持不变，体系内能变化与加入物质量的比值为物质i在所处相中的势，称为化学位。
16、超额性质定义及表达式
超额性质定义为相同的温度、压力和组成条件下真实溶液性质与理想溶液性质之差。
17、正规溶液和无热溶液的区分
正规溶液：当极少量的一个组分从理想溶液迁移到有相同组成的真实溶液时，如果没有熵的变化，并且总的体积不变，此溶液称为正规溶液。
无热溶液：某些由分子大小相差甚远的组分构成的溶液，特别是聚合物溶液属此类型。这类溶液 ，故称为无热溶液。 。
24、节流膨胀过程、绝热膨胀过程
节流膨胀：高压流体流过管道中一节流元件（如节流阀、孔板、毛细管等），迅速膨胀到低压的过程称为节流膨胀。
绝热膨胀：气体从高压向低压做绝热膨胀时，若通过膨胀机来实现，则可对外做功，如果过程是可逆的，称为等熵膨胀。
25、Gibbs-Duhem方程
Gibbs-Duhem方程的一般形式：
超额性质ME：相同温度、压力和组成时，真实溶液与理想溶液混合性质之差， 。
逸度： （等温）。
逸度系数： 。
组分逸度 ：温度为常数时， ，
组分逸度系数 ；
组分活度：活度定义为溶液中组分的逸度 对该组分在标准态时的逸度 之比，用 表示， 。
组分活度系数 ：活度与摩尔百分数之比为活度系数， 。
2、问答题
（1）、T-S图与蒸汽动力循环图。（2选1，见重点11与22）
普遍化Virial系数与普遍化压缩因子适用范围
5、Prausnitz混合规则
6、熵的表达式的推导
第一 方程
当 时，则有
因
得
又
所以
积分得到
第二 方程
当 时，则有
因
所以
积分得到
第三 方程
当 时，则有
因为
积分得到
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。
（1）
将第一 方程代入（1）式并注意得到
解：若有共沸点存在，则在等温泡点曲线上出现极值。
共沸点时有
解得
注：第五章相平衡是重点。
。
可逆轴功 ，对于液体在积分时V一般可以视为常数。
微观熵S：热力学几率的量度，与体系内部分子运动混乱程度有关， 。
宏观熵S：熵是表征系统混乱程度的量度， 。