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化工热力学第三版课件
第二章
流体的热力学性质力 两相平衡线上： F=1 1
固
2
温度 图 2-1 纯物质的P-T图 (2)
聊城大学 化学化工学院
化工热力学
第二章
流体的热力学性质
第一节
压缩流体区 3 Super Critical Fluid （SCF） A Pc 临界温度下气体液化所需的最小压力 C 液相区 固相区
聊城大学 化学化工学院
化工热力学
第二章
流体的热力学性质
第一节
超临界流体的应用：
超临界流体萃取 超临界水氧化技术
超临界流体干燥
超临界流体色谱
超临界流体化学反应
常用的物质及临界点：
二氧化碳：304.3K 7.39MPa 水：647K 22MPa 甲醇：512K 8.1MPa 乙醇：516K 6.38MPa
第一节
超临界流体应用原理：
物质在超临界流体中的溶解度受压力和温度的影 响较大。可以利用升温、降压手段（或两者兼用） 将超临界流体中所溶解的物质分离析出，达到分离 提纯的目的。如：
高压条件下，使超临界流体与物料接触，物料中的有 效成分溶于超临界流体中（如萃取）；分离后对溶有溶 质的超临界流体降压，溶质析出。 如果有效成分不止一种，可以采取逐级降压，使多种 溶质分步析出。 分离过程中没有相变，过程能耗低。
仍是一种气体，但又不同于一般气体，是一种稠密气态。 密度比一般气体要大两个数量级，与液体相近。 粘度比液体小，但扩散速度比液体快两个数量级，有 较好的流动性和传递性。 很强的溶解能力。 介电常数大，有利于溶解一些极性高的物质。
聊城大学 化学化工学院
化工热力学
第二章
流体的热力学性质
《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；
化工热力学的教学课件
热力学中因做功的方式不同，有各种形式的功
机械功、电功、化学功、表面功、磁功体系所
得的功（环境对体系做功）为正值，体系所失
的功（对环境做功）为负值。功不是体系的性
质，不是状态函数，而是和过程所经的途径有
关。在国际单位制中功的单位也用J表示。
第一章 绪 论
——名词、定义、基本概念
5 能、功和热
（3)热：从经验知道，一个热的物体和一个冷的
1593年：伽利略制造出第一只温度计
1784年：有了比热的概念
18世纪末：证明了热不是一种物质
1824年：卡诺提出了理想热机的设想
1738年：伯努利提出了第一个能量守恒实例
提出了热力学第一定律
1824年：焦耳测定了热功当量
第一章 绪 论
——化工热力学的发展简史
1850年：克劳休斯证明了热机效率，提出了热力学第
物体相接触，冷的变热了，而热的变冷了。说
明在它们之间有某种东西在相互传递着，人们
称这种东西为热。当热加到某体系以后，其贮
存的不是热，而是增加了该体系的内能。有人
形象化地把热比作雨，而把内能比作池中的水，
当体系吸热而变为其内能时，犹如雨下到池中
变成水一样体系吸热取正值，放热取负值。
第一章 绪 论
——名词、定义、基本概念
G等）表示。上述三个问题的解决离不开
热力学数据与物性数据
第一章 绪 论
——化工热力学的主要研究内容
提供热力学数据与物性数据：
但是，热力学的有效应用（如过程模
拟与放大），往往由于缺乏热力学基础
数据而发生困难。根据统计，现有十万
种以上的无机化合物和近四百万种有机
化合而热力学性质已研究得十分透彻的
机械功、电功、化学功、表面功、磁功体系所
得的功（环境对体系做功）为正值，体系所失
的功（对环境做功）为负值。功不是体系的性
质，不是状态函数，而是和过程所经的途径有
关。在国际单位制中功的单位也用J表示。
第一章 绪 论
——名词、定义、基本概念
5 能、功和热
（3)热：从经验知道，一个热的物体和一个冷的
1593年：伽利略制造出第一只温度计
1784年：有了比热的概念
18世纪末：证明了热不是一种物质
1824年：卡诺提出了理想热机的设想
1738年：伯努利提出了第一个能量守恒实例
提出了热力学第一定律
1824年：焦耳测定了热功当量
第一章 绪 论
——化工热力学的发展简史
1850年：克劳休斯证明了热机效率，提出了热力学第
物体相接触，冷的变热了，而热的变冷了。说
明在它们之间有某种东西在相互传递着，人们
称这种东西为热。当热加到某体系以后，其贮
存的不是热，而是增加了该体系的内能。有人
形象化地把热比作雨，而把内能比作池中的水，
当体系吸热而变为其内能时，犹如雨下到池中
变成水一样体系吸热取正值，放热取负值。
第一章 绪 论
——名词、定义、基本概念
G等）表示。上述三个问题的解决离不开
热力学数据与物性数据
第一章 绪 论
——化工热力学的主要研究内容
提供热力学数据与物性数据：
但是，热力学的有效应用（如过程模
拟与放大），往往由于缺乏热力学基础
数据而发生困难。根据统计，现有十万
种以上的无机化合物和近四百万种有机
化合而热力学性质已研究得十分透彻的
化工热力学经典PPT课件
j
1 2
K j 1
K k 1
z jk 2kT
jk
12 高分子系统的分子热力学
多元系旋节线
A11
Dsp
A21
AK 1,1
A1,K 1
A2,K 1
0
AK 1,K 1
多元系临界点
Dsp 0
D1 A21 Dcri
AK 1,1
DK 1
A2,K 1
0
AK 1,K 1
Aij
2 A~V
● 再填充N1个组分1分子
只要将上式作一变换即可，即：
N2 N1 r2 r1 Nr N1r1
N1r1 0
所有N1个组分1分子的填充方式数为
1
z N1 (z 1) N1 (r1 2) N1N1r1 r1N1r1 NrN1 (r1 1) N1!e N1r1
12 高分子系统的分子热力学
混合物总的填充方式数为
12 高分子系统的分子热力学
胞腔模型
键长1，键角90和180 邻座数6
高分子溶液由立方格子堆 积而成，高分子由r个链节组 成，每个格子可以被高分子的 一个链节或一个溶剂分子占
据，但每个格子并非被高分子 链节或溶剂分子填满，而是留 有一定的空隙。格子的大小是 可以变化的，系统压力愈高， 格子愈小，填充后留下的空隙 也愈小。为可压缩液体，在此 基础上建立的模型能反映压力 变化对系统热力学性质的影响。 可以得到状态方程。
i
12 高分子系统的分子热力学
为简单起见，采用完全随机分布的近似处理：
N11 N1r1z1 / 2 N22 N2r2z2 / 2 N12 N1r1z2 N2r2z1
代入式(1)得
U z N1r1z111 / 2 N2r2z222 / 2 N1r1z212
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
化工热力学第一、二定律及工程应用概述(ppt 48页)
WL WSWid
对稳态流动过程
理想功(Ideal Work)
系统在变化过程中，由于途径的不同，所产生 (或消耗)的功是不一样的。理想功就是系统的状 态变化以完全可逆方式完成，理论上产生最大 功或者消耗最小功。因此理想功是一个理想的 极限值,可作为实际功的比较标准。所谓的完全 可逆，指的是不仅系统内的所有变化是完全可 逆的，而且系统和环境之间的能量交换，例如 传热过程也是可逆的。环境通常是指大气温度 TΘ、压力pΘ =0.1013MPa的状态。
则：
p
u2
gz
0
2
实际流体的流动过程存在摩擦损耗，意味机
械能转变为热力学能，有摩擦损耗，则：
pgzu2
2
hf
0
第7章 热力学第二定律及其应用
知识点：
➢热力学第二定律的定性表述 ➢敞开系统的熵衡算方程 ➢理想功、损失功和过程的不可逆性 ➢ 熵衡算在化工单元过程分析中的应用
➢ 有效能的计算 ➢ 有效能在化工能量分析中的应用及合理用
联系在一起。 dSg : 0 可逆
0 不可逆
0 不可能
➢敞开系统的通用衡算方程
在dt时间内系统M累计量 =进入系统的M量-流出系统的M量 +系统中产生的M量
dM dM i dM edM g
dt i dt e dt dt
➢熵平衡方程
Ss ur i
m iSi
j
m jSjδ T Q Sg
封闭系统
δQ
Ssys T Sg
稳定流动系统
i
m iSi
j
mjSjδT QSg0或 SsysSfSg0
绝热节流过程
mi＝mj＝m
Sf
δQ T
0
2024版化工热力学精ppt课件
化工热力学精ppt课件目录•化工热力学基本概念•流体的热物理性质•化工过程能量分析•相平衡与相图分析•化学反应热力学基础•化工热力学在工艺设计中的应用PART01化工热力学基本概念孤立系统与外界既没有物质交换也没有能量交换的系统。
开放系统与外界既有能量交换又有物质交换的系统。
封闭系统与外界有能量交换但没有物质交换的系统。
热力学系统及其分类热力学基本定律热力学第零定律如果两个系统分别与第三个系统处于热平衡状态，那么这两个系统也必定处于热平衡状态。
热力学第一定律热量可以从一个物体传递到另一个物体，也可以与机械能或其他能量互相转换，但是在转换过程中，能量的总值保持不变。
热力学第二定律不可能把热从低温物体传到高温物体而不产生其他影响，或不可能从单一热源取热使之完全转换为有用的功而不产生其他影响，或不可逆热力过程中熵的微增量总是大于零。
状态方程与状态参数状态方程描述系统或它的性质和本质的一系列数学形式。
将系统的物理性质用数学形式表达出来，即建立该系统各状态参数间的函数关系。
状态参数表征体系特性的宏观性质，多数指具有能量量纲的热力学函数（如内能、焓、吉布斯自由能、亥姆霍茨自由能）。
偏微分与全微分概念偏微分在多元函数中，函数对每一个自变量求导数，就是偏导数。
全微分如果函数z = f(x, y) 在(x, y) 处的全增量Δz = f(x + Δx, y + Δy) -f(x, y) 可以表示为Δz = AΔx + BΔy + o(ρ)，其中A、B 不依赖于Δx, Δy 而仅与x, y 有关，ρ = √[(Δx)2 + (Δy)2]，此时称函数z = f(x, y) 在点(x, y) 处可微，AΔx + BΔy 称为函数z = f(x, y) 在点(x, y) 处的全微分。
PART02流体的热物理性质基于实验数据的经验方法利用已有的实验数据，通过拟合、插值等数学手段，得到纯物质的热物理性质随温度、压力等条件的变化规律。
《化工热力学》PPT课件
化工热力学
Chemical Engineering thermodynamic s
第四章 流体混合物的热力学性质
本章的学习目的: 通过本章的学习,掌握敞开体系
均相混合物的基本热力学关系及计算
枣庄学院 化学化工系
第四章 流体混合物的热力学性质
本章的知识点与重点
1、掌握变组成体系热力学性质间的关系 2、理解化学位、偏摩尔量、混合物的逸度及逸度系数
• 溶液的摩尔性质
M，如 U、H、S、G、V
• 偏摩尔性质 M i
• 纯组分的摩尔性质
，如 Ui、Hi、Si、Gi、Vi
Mi，如 Ui、Hi、Si、Gi、Vi
4.2 化学位和偏摩尔性质
（3）偏摩尔性质的计算 ⅰ解析法（截距法）
将
Mi
nM ni
T ,P ,n j
展开
Mi
M
n ni
T ,P,n
M ni
T
,P,n
M xk
T ,P,x
xk ni
n
j
j
j
(4-14)
4.2 化学位和偏摩尔性质
xk
nk n
x k n i
n j
n
n k n i
=0
nj
n
k
n n i
n2
=1 n j
xk ni
n
nk xk
n2
n
j
逐次代入 代入4-14 代入4-13
4.2 化学位和偏摩尔性质
M i
M
k i
xk
M xk
T ,P ,x ji ,k
二元体系
dM M1 M x2 dx2 或
M1
M
x2
Chemical Engineering thermodynamic s
第四章 流体混合物的热力学性质
本章的学习目的: 通过本章的学习,掌握敞开体系
均相混合物的基本热力学关系及计算
枣庄学院 化学化工系
第四章 流体混合物的热力学性质
本章的知识点与重点
1、掌握变组成体系热力学性质间的关系 2、理解化学位、偏摩尔量、混合物的逸度及逸度系数
• 溶液的摩尔性质
M，如 U、H、S、G、V
• 偏摩尔性质 M i
• 纯组分的摩尔性质
，如 Ui、Hi、Si、Gi、Vi
Mi，如 Ui、Hi、Si、Gi、Vi
4.2 化学位和偏摩尔性质
（3）偏摩尔性质的计算 ⅰ解析法（截距法）
将
Mi
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T ,P ,n j
展开
Mi
M
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T ,P,n
M ni
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(4-14)
4.2 化学位和偏摩尔性质
xk
nk n
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n
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n2
=1 n j
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逐次代入 代入4-14 代入4-13
4.2 化学位和偏摩尔性质
M i
M
k i
xk
M xk
T ,P ,x ji ,k
二元体系
dM M1 M x2 dx2 或
M1
M
x2
高等化工热力学PPT
对于稳定平衡和介稳平衡，熵S为极大，热力学能U、焓H、 亥氏函数A和吉氏函数G为极小。
4 流体的稳定性理论
从一个稳定或介稳的平衡态出发，当系统的独立变量发生一个微 小的变化dB时，在不同的条件下引起的不同热力学函数的变化为：
δSU,V 0 δU S ,V 0; δH S , p 0; δAT ,V 0; δGT , p 0
i 1, K
4 流体的稳定性理论
则有：
dU (T ( ) - T (1) )dS ( ) ( p ( ) - p (1) )dV ( ) (i( ) - i(1) )dni( ) 0
2 2 2 i 1
K
因为除了第1个相的熵、体积和各组分的摩尔数不能独立变化外， 其它各相的相应值均可独立变化，因此上式中的各独立变量微变前 的系数应该恒等于零，即：
TdS pdV i dni
i 1
K
设有一个处于平衡状态的多组分多相封闭系统在恒熵恒容下发生了 一个微小的变化，则
dU U T dS
1 ( )
( )
1
p dV
( )
( )
1
i( ) dni( ) 0
1 i 1
AVV Dsp A1V
AV 1 AV , K 1 A11 A1, K 1 0
AK 1,V AK 1,1 AK 1, K 1
2 Am 2 Am 2 Am AVi AiV A 其中 Aij VV Vx xi x j V 2 i T T ,V T , x
即
p V 0 m T ,n
化工热力学方法讲座PPT
液体活度系数模型
优点:
•有效的关联化学品系统在低压下的性 质； •容易使用无限稀释活度系数数据； •可根据基团贡献进行预测； •许多物系的二元相互作用参数可从 DECHEMA 丛书中查出；
液体活度系数模型
局限性:
• 只能用于液相； • 可用的温度压力范围很窄；
• 对超临界组分需采用亨利常数；
立方型状态方程
• Soave-Redlich-Kwong (1972)
RT a P= v b ( v )( v b )
• Peng-Robinson (1976)
RT a P= v b (v 0.414 b)(v 2.414 b)
立方型状态方程-Φi计算
• PR方程Φi计算
• 换热器设计和核算
– 要求焓值及其它性质计算
• 压缩机、膨胀机设计
– 要求熵值及其它性质计算
• 塔水力学计算，管线阻力降、直径计算
– 要求传递性质计算
热力学方法应用步骤
☆ 确定物系的性质：极性或非极性物质 ☆ 选择适合物系的正确的热力学模型.
1、非极性物质－状态方程法或通用关联式法； 2、极性物质－活度系数法； • 确定该物系的关键二元对. • 核实该关键二元对的相互作用参数. • 估算缺少的其它二元对的相互作用参数.
rises again with increasing temperature Not reliable for extrapolation to high acentric factor because of 4th order dependence on Cannot be applied to polar components
• SIMSCI a(T)
绪论化工热力学-PPT
活了全世界 10、生物医学工程
4
化工热力学和其她化学工程分支学科间得关系
全流程的 最佳化设 计和控制
吸收 系统 模拟
反应 系统 模拟
精馏 系统 模拟
吸收 塔计 算
反应 器计 算
换热 器计 算
精馏 塔计 算
反应 速度 计算
传质 计算
传热 计算
流体 力学 计算
相平 衡计 算
反应 平衡 计算
物料 平衡 计算
3)注意单位换算 能量:J,Cal,cm3、atm,cm3、bar 压力:kg/m2(工程压力),atm,mmHg,bar, Pa,MPa 温度:K,℃ ,oF,
4)循序渐进
29
四、为何学和如何学好化工热力学
3、教材与习题:
❖ 教材:董新法编,化工热力学,化学工业出版社,2008 ❖ 习题: 陈钟秀,顾飞燕编,化工热力学例题与习题,化学工业出版
15
经典热力学
❖ 无论就是工程热力学还就是化学热力学还 就是化工热力学,她们均就是经典热力学,遵 循经典热力学得三大定律(热力学第一、第 二、第三定律),不同之处就是由于热力学 应用得具体对象不同,决定了各种热力学解 决问题得方法有各自得特点。
16
一、 化工热力学得定义和用途
2、化工热力学得用途
2
化学工程能做什么？
❖ 早期化学工程得主要目标就就是使化学家实验室做出来得化 学反应商品化！
❖ 化学工程就是以化学、物理、生物、数学得基本原理作为基 础,研究化学工业和相关工业中得物质转化、物质形态和物质 组成得一门工程科学
10项顶尖成果 (1983年, AIChE )
1、合成橡胶:1983年,220亿磅/年。二战期间,及时解救了天然 橡胶匮乏得困境
4
化工热力学和其她化学工程分支学科间得关系
全流程的 最佳化设 计和控制
吸收 系统 模拟
反应 系统 模拟
精馏 系统 模拟
吸收 塔计 算
反应 器计 算
换热 器计 算
精馏 塔计 算
反应 速度 计算
传质 计算
传热 计算
流体 力学 计算
相平 衡计 算
反应 平衡 计算
物料 平衡 计算
3)注意单位换算 能量:J,Cal,cm3、atm,cm3、bar 压力:kg/m2(工程压力),atm,mmHg,bar, Pa,MPa 温度:K,℃ ,oF,
4)循序渐进
29
四、为何学和如何学好化工热力学
3、教材与习题:
❖ 教材:董新法编,化工热力学,化学工业出版社,2008 ❖ 习题: 陈钟秀,顾飞燕编,化工热力学例题与习题,化学工业出版
15
经典热力学
❖ 无论就是工程热力学还就是化学热力学还 就是化工热力学,她们均就是经典热力学,遵 循经典热力学得三大定律(热力学第一、第 二、第三定律),不同之处就是由于热力学 应用得具体对象不同,决定了各种热力学解 决问题得方法有各自得特点。
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一、 化工热力学得定义和用途
2、化工热力学得用途
2
化学工程能做什么？
❖ 早期化学工程得主要目标就就是使化学家实验室做出来得化 学反应商品化！
❖ 化学工程就是以化学、物理、生物、数学得基本原理作为基 础,研究化学工业和相关工业中得物质转化、物质形态和物质 组成得一门工程科学
10项顶尖成果 (1983年, AIChE )
1、合成橡胶:1983年,220亿磅/年。二战期间,及时解救了天然 橡胶匮乏得困境
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29
（14）
30
（1） 任何条件下
第5章 相平衡
？
（2）
要求会针对不同的系 统计算其自由度。
31
（3）
（4）
（5）
共沸点的特征？
（6） 泡点、露点、x和y值在相图上会标示
泡点、露点是由____计算_____。
32
33
34
例题：乙醇（1）-甲苯（2）溶液达汽液平衡，测得 P压=1P813s=m1m73Hmgm，Ht=g4，5˚PC2，s=7X51.=4m0.m30H0g，，Y汽1=相0.6可34视，为45理˚C想下气蒸体汽 求: (1)活度系数γ1，γ2 ； (2)GE ； (3)与理想溶液比是正偏差 还是负偏差？为什么？
41
第7章 压缩、膨胀、动力循环与制冷循环
（1）
（2）
42
（3）
43
（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
关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ B ） （A）研究体系为实际状态。 （B）解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。 （C）处理方法为以理想态为标准态加上校正。 （D）获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。 （E）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。
3
（2） （3）
4
第2章 流体的p-V-T关系和状态方程
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）
（1）
两图中点、线、区域的含义？
两个图中的泡点、 露点在什么地方？
三相点
问题：P-V图中，温度T下，压力小于饱和蒸汽压的时候处于什么区域？
5
（2）
6
（3） （4）
（5）
真实气体的Z？
7
（6）
8
（7）
临界参数、对比参数 的计算
（8）
基于饱和蒸汽压进行定义。
9
（9）
10
Vr: 对比体积 V/Vc
•
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午12时7分56秒下午12时7分12:07:5621.1.9
谢谢观看
11
（10） （11）
12
第3章 纯流体的热力学性质计算
（1）
U和H的大小关系？ H=U+PV
13
（2）
哪些量可以直接测 量得到？
14
（3）
恒压热容 恒容热容
H、S 的基本关系式：
15
（4）
16
（5）
杠杆原理：
17
（6）
等压线、等温线、等熵线、等焓线
18
第4章 溶液热力学性质的计算
（1）
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。
。2021年1月9日星期六下午12时7分56秒12:07:5621.1.9
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年1月下午12时7分21.1.912:07January 9, 2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年1月9日星期六12时7分56秒12:07:569 January 2021
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
48
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.1.921.1.9Saturday, January 09, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。12:07:5612:07:5612:071/9/2021 12:07:56 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.1.912:07:5612:07Jan-219-Jan-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。12:07:5612:07:5612:07Saturday, January 09, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。21.1.921.1.912:07:5612:07:56January 9, 2021
35
（7） （8）
36
第6章 化工过程能量分析
（1）
简化：
绝热条件下： 0
37
（2） （3）
如果在一个过程中 熵减少了，则这个 过程是_____？
？
38
（4） （5）
Hale Waihona Puke 39（6）（7） 加热过程用高压蒸汽好，还是低压蒸汽好？P249 （8）
流体温度越低，传热过程有效能损失越大。
40
（9） （10） （11）
（14）
30
（1） 任何条件下
第5章 相平衡
？
（2）
要求会针对不同的系 统计算其自由度。
31
（3）
（4）
（5）
共沸点的特征？
（6） 泡点、露点、x和y值在相图上会标示
泡点、露点是由____计算_____。
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33
34
例题：乙醇（1）-甲苯（2）溶液达汽液平衡，测得 P压=1P813s=m1m73Hmgm，Ht=g4，5˚PC2，s=7X51.=4m0.m30H0g，，Y汽1=相0.6可34视，为45理˚C想下气蒸体汽 求: (1)活度系数γ1，γ2 ； (2)GE ； (3)与理想溶液比是正偏差 还是负偏差？为什么？
41
第7章 压缩、膨胀、动力循环与制冷循环
（1）
（2）
42
（3）
43
（4）
44
（5） （6）
45
（7）
热泵
P306
46
（8）
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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
关于化工热力学研究特点的下列说法中不正确的是（ B ） （A）研究体系为实际状态。 （B）解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。 （C）处理方法为以理想态为标准态加上校正。 （D）获取数据的方法为少量实验数据加半经验模型。 （E）应用领域是解决工厂中的能量利用和平衡问题。
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（2） （3）
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第2章 流体的p-V-T关系和状态方程
19
（2） （3） （4）
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（5）
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习题 P154
22
（6） 逸度可认为是： 校正压力
23
（7）
24
（8）
25
（9）
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（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）
（1）
两图中点、线、区域的含义？
两个图中的泡点、 露点在什么地方？
三相点
问题：P-V图中，温度T下，压力小于饱和蒸汽压的时候处于什么区域？
5
（2）
6
（3） （4）
（5）
真实气体的Z？
7
（6）
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（7）
临界参数、对比参数 的计算
（8）
基于饱和蒸汽压进行定义。
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10
Vr: 对比体积 V/Vc
•
T H E E N D 17、一个人如果不到最高峰，他就没有片刻的安宁，他也就不会感到生命的恬静和光荣。下午12时7分56秒下午12时7分12:07:5621.1.9
谢谢观看
11
（10） （11）
12
第3章 纯流体的热力学性质计算
（1）
U和H的大小关系？ H=U+PV
13
（2）
哪些量可以直接测 量得到？
14
（3）
恒压热容 恒容热容
H、S 的基本关系式：
15
（4）
16
（5）
杠杆原理：
17
（6）
等压线、等温线、等熵线、等焓线
18
第4章 溶液热力学性质的计算
（1）
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。
。2021年1月9日星期六下午12时7分56秒12:07:5621.1.9
• 15、会当凌绝顶，一览众山小。2021年1月下午12时7分21.1.912:07January 9, 2021
• 16、如果一个人不知道他要驶向哪头，那么任何风都不是顺风。2021年1月9日星期六12时7分56秒12:07:569 January 2021
• 14、Thank you very much for taking me with you on that splendid outing to London. It was the first time that I had seen the Tower or any of the other famous sights. If I'd gone alone, I couldn't have seen nearly as much, because I wouldn't have known my way about.
48
• 9、春去春又回，新桃换旧符。在那桃花盛开的地方，在这醉人芬芳的季节，愿你生活像春天一样阳光，心情像桃花一样美丽，日子像桃子一样甜蜜。2 1.1.921.1.9Saturday, January 09, 2021
• 10、人的志向通常和他们的能力成正比例。12:07:5612:07:5612:071/9/2021 12:07:56 PM • 11、夫学须志也，才须学也，非学无以广才，非志无以成学。21.1.912:07:5612:07Jan-219-Jan-21 • 12、越是无能的人，越喜欢挑剔别人的错儿。12:07:5612:07:5612:07Saturday, January 09, 2021 • 13、志不立，天下无可成之事。21.1.921.1.912:07:5612:07:56January 9, 2021
35
（7） （8）
36
第6章 化工过程能量分析
（1）
简化：
绝热条件下： 0
37
（2） （3）
如果在一个过程中 熵减少了，则这个 过程是_____？
？
38
（4） （5）
Hale Waihona Puke 39（6）（7） 加热过程用高压蒸汽好，还是低压蒸汽好？P249 （8）
流体温度越低，传热过程有效能损失越大。
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（9） （10） （11）