化工熱力學(xué)考試重點(diǎn)終極

1、、重點(diǎn)1、臨界點(diǎn)定義及表達(dá)式:0、2V2TTc2、Virial方程體積表達(dá)式：ZpvRT壓力表達(dá)式：ZpvRT化工熱力學(xué)維持氣液平衡的最高溫度和壓力點(diǎn)0VD3IIIBpCpIII3、偏心因子的定義及表達(dá)式：各種物質(zhì)在Tr0.7時(shí)，純態(tài)流體對(duì)比蒸汽壓對(duì)數(shù)值與Ar,Kr,Xe的值的偏差，即lgPrs0.7S物理意義：偏心因子表征物質(zhì)的偏心度，即非球型分子偏離球?qū)ΨQ的程度。4、普遍化Virial系數(shù)普遍化Virial系數(shù)與普遍化壓縮因子適用范圍第一dS方程當(dāng)SST,V時(shí)，則有TdSTv1VCVT所以cdTdSCVFvdV積分得到第二dS方程所以ST,p時(shí),則有dSC匹CpT積分得到第三dS方程當(dāng)SS

2、p,V時(shí),則有因?yàn)榉e分得到7、始的表達(dá)式推導(dǎo)利用剛剛導(dǎo)出的三個(gè)dS方程來(lái)得到三個(gè)dH方程。dHTdSVdp(1)將第一dS方程代入(1)式并注意得到得到第一dH方程積分得到第二dH方程積分得到第三dH方程積分得到8、剩余性質(zhì)的定義：所謂剩余性質(zhì)，是氣體在真實(shí)狀態(tài)下的熱力學(xué)性質(zhì)與在同一溫度、壓力下當(dāng)氣體處于理想狀態(tài)下的熱力學(xué)性質(zhì)之間的差額。式中M與M*分別為在相同溫度和壓力下，真實(shí)氣體與理想氣體的某一廣度熱力學(xué)性質(zhì)的摩爾值，如V、U、H、S和G等。9、普遍化Virial系數(shù)計(jì)算剩余嫡和始10、逸度及逸度系數(shù)的定義對(duì)于真實(shí)氣體，定義逸度f(wàn)iodGiRTdlnfi（等溫）逸度系數(shù)的定義11、溫嫡?qǐng)D，

3、即TS圖（以往試卷有類似題目）等干度線、等壓線、等始線、等比容線。12、化學(xué)位、偏摩爾性質(zhì)化學(xué)位：將無(wú)限小量的物質(zhì)i加到均相體系中而保持相均勻同時(shí)體系的嫡和體積保持不變，體系內(nèi)能變化與加入物質(zhì)量的比值為物質(zhì)i在所處相中的勢(shì)，稱為化學(xué)位。偏摩爾性質(zhì)：在給定的T、P和其他物質(zhì)的量不變時(shí)，向含有組分i的無(wú)限多的溶液中加入1mol的組分i所引起的熱力學(xué)性質(zhì)的變化。偏摩爾性質(zhì)有三個(gè)重要的要素：恒溫、恒壓；廣度性質(zhì)（容量性質(zhì)）；隨某組分摩爾數(shù)的變化率。13、混合物的組分逸度及逸度系數(shù)混合物中組分i的逸度的定義為：dGRTln?（等溫）混合物中組分i的逸度系數(shù)的定義為:XiP混合物的逸度的定義為：dGRTl

4、nf(等溫)混合物的逸度系數(shù)的定義為：工P14、理想溶液的逸度，標(biāo)準(zhǔn)態(tài)(1)、以Lewis-Randall定則為基礎(chǔ)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：lim立f；LRfi0X1iixi?(2)、以Henry定律為基礎(chǔ)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)態(tài)：lim工fHLki,其中ki為x0Xhenry常數(shù)。適用條件：在體系溫度、壓力下，溶液中各組分的純物質(zhì)聚集態(tài)相同，并且組分之間可以無(wú)限制混合時(shí)，各組分都以Lewis-Randall定則為基礎(chǔ)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。在體系溫度、壓力下，溶液中各組分的純物質(zhì)聚集態(tài)不同，或者，組分之間不能無(wú)限制混合時(shí)，溶劑以Lewis-Randall定則為基礎(chǔ)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)態(tài)，溶質(zhì)以Henry定律為基礎(chǔ)規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。15、混合過(guò)程性

5、質(zhì)：溶液的性質(zhì)M與構(gòu)成溶液各組分在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)性質(zhì)總和之差。MMXiMi,M是與混合物同溫、同壓下純組分i的摩爾性質(zhì)?；旌衔锏哪栃再|(zhì)與偏摩爾性質(zhì)的關(guān)系:16、超額性質(zhì)定義及表達(dá)式超額性質(zhì)定義為相同的溫度、壓力和組成條件下真實(shí)溶液性質(zhì)與理想溶液性質(zhì)之差。17、正規(guī)溶液和無(wú)熱溶液的區(qū)分正規(guī)溶液：當(dāng)極少量的一個(gè)組分從理想溶液遷移到有相同組成的真實(shí)溶液時(shí)，如果沒(méi)有嫡的變化，并且總的體積不變，此溶液稱為正規(guī)溶液。無(wú)熱溶液：某些由分子大小相差甚遠(yuǎn)的組分構(gòu)成的溶液，特別是聚合物溶液屬此類型。這類溶液HE0,故稱為無(wú)熱溶液。GeTSe018、相平衡的判據(jù)(1)、dGTd0,它表明在給定的溫度和壓力條件下，平衡態(tài)

6、就是所有可能,p變化達(dá)到的自由給數(shù)值中最小的那個(gè)狀態(tài)。、iiHIii1,2,“|,N,表明，N個(gè)組分的系統(tǒng)內(nèi)，若兀個(gè)相在均一的溫度、壓力下達(dá)到平衡時(shí)，物系內(nèi)的每一組分在所有各相中的化學(xué)位必定相同。(3)、？“I?i1,2,|I，N,說(shuō)明，各相在同樣的溫度、壓力下達(dá)到平衡時(shí)，每一個(gè)組分在各相中的逸度相等。19、氣液平衡的分類(1)、完全理想系：汽相一理想氣體，液相一理想液體(2)、理想系：汽，液相一理想液體(VL均服從LR)(3)、部分理想系：汽一理想氣體，液相一非理想液體(4)、非理想系：20、理想功概念：理想功即指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆的過(guò)程進(jìn)行時(shí)，理論上可能產(chǎn)生的最大

7、功或者必須消耗的最小功。21、熱力學(xué)效率T:理想功與實(shí)際功的比值。22、由Rankine循環(huán)的示意圖畫溫嫡?qǐng)D23、通過(guò)通過(guò)改變蒸汽參數(shù)提高Rankine循環(huán)的熱效率(1)、提高蒸汽的過(guò)熱溫度在相同的蒸汽壓力下，提高蒸汽的過(guò)熱溫度時(shí)，可提高平均吸熱溫度，增大作功量，提高循環(huán)的熱效率，并且可以降低汽耗率。同時(shí)乏氣的干度增加，使透平機(jī)的相對(duì)內(nèi)部效率也可提高。但是蒸汽的最高溫度受到金屬材料性能的限制，不能無(wú)限地提高，一般過(guò)熱蒸汽的最高溫度以不超873K為宜。(2)、提高蒸汽的壓力當(dāng)蒸汽壓力提高時(shí)，熱效率提高、而汽耗率下降。但是隨著壓力的提高，乏汽的干度下降，即濕含量增加，因而會(huì)引起透乎機(jī)相對(duì)內(nèi)部效率的

8、降低。還會(huì)使透平中最后幾級(jí)的葉片受到磨蝕，縮短壽命。乏汽的干度一般不應(yīng)低于0.88o另外,蒸汽壓力的提高，不能超過(guò)水的臨界壓力，而且設(shè)備制造費(fèi)用也會(huì)大幅上升。24、節(jié)流膨脹過(guò)程、絕熱膨脹過(guò)程節(jié)流膨脹：高壓流體流過(guò)管道中一節(jié)流元件（如節(jié)流閥、孔板、毛細(xì)管等），迅速膨脹到低壓的過(guò)程稱為節(jié)流膨脹。絕熱膨脹：氣體從高壓向低壓做絕熱膨脹時(shí)，若通過(guò)膨脹機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，則可對(duì)外做功，如果過(guò)程是可逆的，稱為等嫡膨脹。25、Gibbs-Duhem方程Gibbs-Duhem方程的一般形式：當(dāng)T、P恒定時(shí)當(dāng)M=G時(shí)xidGiTp0二元系等溫、等壓條件下二、題目1、正確寫出下列熱力學(xué)函數(shù)的定義式偏心因子：各種物質(zhì)在Tr0.

9、7時(shí)，純態(tài)流體對(duì)比蒸汽壓對(duì)數(shù)值與Ar,Kr,Xe的值的偏差，即lgpr。71.00。偏心因子表征物質(zhì)分子的偏心度，即非球型分子偏離球?qū)ΨQ的程度。剩余性質(zhì)MR：所謂剩余性質(zhì)，是氣體在真實(shí)狀態(tài)下的熱力學(xué)性質(zhì)與在同一溫度、壓力下當(dāng)氣體處于理想狀態(tài)下的熱力學(xué)性質(zhì)之間的差額。可逆軸功Wsp2Vdp,對(duì)于液體在積分時(shí)V一般可以視為常數(shù)。Pl微觀嫡S:熱力學(xué)幾率的量度，與體系內(nèi)部分子運(yùn)動(dòng)混亂程度有關(guān),Skln0宏觀嫡S:嫡是表征系統(tǒng)混亂程度的量度，dS-QoT嫡流Sf-Q,流入體系為正，離開體系為負(fù)。嫡產(chǎn)Sg:是體系內(nèi)部不可逆性引起的嫡變。理想功Wid:理想功即指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆

10、的過(guò)程進(jìn)行時(shí)，理論上可能產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功WidHToSo損耗功Wl:系統(tǒng)在相同的狀態(tài)變化過(guò)程中，完全可逆過(guò)程的理想功與不可逆過(guò)程的實(shí)際功之差，WLWidWS0有效能Ex,任何體系在一定狀態(tài)下的有效能是體系與環(huán)境的作用，從所處的狀態(tài)達(dá)到與環(huán)境相平衡的可逆過(guò)程中，對(duì)外界做的最大有用功稱為該體系在該狀態(tài)下的有用功。熱效率T:理想功與實(shí)際功的比值。二WacT產(chǎn)生功一岫_WdLT需要功一Wac產(chǎn)功過(guò)程熱力學(xué)效率a：產(chǎn)功設(shè)備在實(shí)際過(guò)程中提供的功與理想功的比值,是過(guò)程熱力學(xué)完善性的尺度,反映了過(guò)程可逆的程度。_Waca產(chǎn)生功一7770Wd耗功過(guò)程熱力學(xué)效率a：理想功與耗功設(shè)備在實(shí)際過(guò)程中消耗

11、的功的比值,是過(guò)程熱力學(xué)完善性的尺度,反映了過(guò)程可逆的程度。_Wida需要功一日一Wac偏摩爾性質(zhì)Mi:在給定的T、P和其他物質(zhì)的量不變時(shí)，向含有組分i的無(wú)限多的溶液中加入MiMn1mol的組分i所引起的熱力學(xué)性質(zhì)的變化，iT,P，混合性質(zhì)M:溶液的性質(zhì)M與構(gòu)成溶液各組分在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)時(shí)性質(zhì)總和之差,MMxMi超額t質(zhì)ME:相同溫度、壓力和組成時(shí)，真實(shí)溶液與理想溶液混合性質(zhì)之差,MEMMidMEMMid逸度：dGRTdlnfi（等溫）0逸度系數(shù):組分逸度f(wàn)?:溫度為常數(shù)時(shí),?dQRTdln?,lim1P0yiP，、一，c?組分逸度系數(shù)？上;Xip組分活度：活度定義為?液中組分的逸度？對(duì)該組分在標(biāo)準(zhǔn)態(tài)

12、時(shí)的逸度f(wàn)i之比，用a?i表不，a?.組分活度系數(shù)i:活度與摩爾百分?jǐn)?shù)之比為活度系數(shù)，主_f_iirxxf八i八ii2、問(wèn)答題(1)、T-S圖與蒸汽動(dòng)力循環(huán)圖。(2選1,見重點(diǎn)11與22)(2)、動(dòng)量傳遞與熱量傳遞的推導(dǎo)。(2選1)動(dòng)量傳遞過(guò)程：流體與設(shè)備和流體分子之間的摩擦和擾動(dòng)導(dǎo)致嫡增和不可逆。和外界無(wú)熱、功交換的過(guò)程，有-VdS-dP無(wú)熱、功交換但有壓降的流動(dòng)過(guò)程，必有功損耗，得流動(dòng)過(guò)程中溫度和比容變化不大流體壓力差大致與流速成平方關(guān)系，因此損耗功大致與流速成平方關(guān)系；壓力差恒定時(shí)，損耗功與To/T成正比關(guān)系，流體溫度越低，損耗功越大；損耗功與流體比容成正比關(guān)系，因此氣體節(jié)流的損耗功比液

13、體節(jié)流的損耗功大得多。熱量傳遞功損耗推導(dǎo)過(guò)程：損耗功即系統(tǒng)在相同的狀態(tài)變化過(guò)程中，不可逆過(guò)程的實(shí)際功與完全可逆過(guò)程的理想功之差。即使沒(méi)有散熱損失，也因存在傳熱溫差而有損耗功；當(dāng)環(huán)境溫度、傳熱量和傳熱溫度積恒定時(shí)，損耗功與傳熱溫差成正比關(guān)系，傳熱溫差越低，損耗功越小；當(dāng)環(huán)境溫度、傳熱量和傳熱溫差恒定時(shí)，損耗功與傳熱溫度積成反比關(guān)系。因此低溫傳熱時(shí)要求的傳熱溫差更小。(3)、正規(guī)溶液、無(wú)熱溶液的區(qū)分與標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的兩種情況。(2選1,見重點(diǎn)14與17)3、證明題(1)、dS及dH方程的證明(2選1,見重點(diǎn)6與7)。?(2)、in工是lnf的偏摩爾性質(zhì)與ln?是in的偏摩爾性質(zhì)(2選1)。為inf是inf

14、的偏摩爾性質(zhì)Xiin?是in的偏摩爾性質(zhì)二、計(jì)算題1、298.15K,若干NaCi(B)溶解于1kg水(A)中形成的溶液的總體積的關(guān)系為3/22c一Vt1001.3816.625nB1.773nB0.119nB(cm0求nB=0.5moi時(shí)，水和NaCi的偏摩爾Va,VboVtdVt305VBtt-16.6251.773-nB.50.1192nBnBdnB2解：BTP,nAB當(dāng)nB0.5mol時(shí)，VB18.62cm3mol-1且，Vt1010.35cm3由于VtnAVAnB,nA1000/1855.56moiVtnBVB1010.350.518.623,1VA18.02cmmol所以，nA55.562、以下三題類型的選一題(1)、從文獻(xiàn)得知在633.15K,98.06kPa時(shí)水的始為57496.72J.mol,試應(yīng)用普遍化方法求算在633.15K,9806kPa下的始值。普遍化壓縮因子法：普遍化維里系數(shù)法：(2)、已知在298.15K,101.33kPa下CO的理想氣體狀態(tài)的絕對(duì)嫡為213.79J.mol-1.K-1,其理想氣體的等壓熱容為Cp22.2585.981102T3.501105T27.465109T3試求在37