化工熱力學(xué)復(fù)習(xí)資料

實用標(biāo)準(zhǔn)1、化工熱力學(xué)的研究方法：宏觀研究方法 微觀研究方法。2、熱力學(xué)體系：孤立體系（無物質(zhì)無能量） 封閉體系（無物質(zhì) 有能量） 敞開體系（有物質(zhì)有能量）。3、體系 環(huán)境：在熱力學(xué)分析中，將研究中涉及的一部分物質(zhì)（或空間）從其余物質(zhì)（或空間）中劃分出來。其劃分出來部分稱為體系，其余部分稱為環(huán)境。4、狀態(tài)函數(shù)：描述體系所處狀態(tài)的宏觀物理量成為熱力學(xué)變量 （狀態(tài)函數(shù)）。常用的狀態(tài)函數(shù)有壓力、溫度、比容、內(nèi)能、焓、熵、自由焓等。5、循環(huán)：體系經(jīng)過一系列的狀態(tài)變化過程后，最后由回到最初狀態(tài)，則整個的變化稱為循環(huán)。分為正向循環(huán)和逆向循環(huán)。6、臨界點：氣化線的另一個端點是臨界點 C，它表示氣液兩相能共存的最高壓力和溫度，即臨界壓力 pc和臨界溫度Tc。7、臨界點的數(shù)學(xué)表達式：臨界等溫線在臨界點上的斜率和曲率都等于零。數(shù)學(xué)上表示為p0（2-1）VTTc2p（2-2）V20TTc8、直線直徑定律：當(dāng)以飽和液體和飽和蒸氣密度的算術(shù)平均值對溫度作圖時，得一近似的直線。9、純物質(zhì)的p-V-T圖：P510、理想氣體狀態(tài)方程：pVRT（2-4）式中，p為氣體壓力；V為氣體摩爾體積；T為絕對溫度；R為通用氣體常數(shù) 8.314J/(mol ·K)11、范德華方程（ vanderWaals 方程）：RTa（2-5）pbV2V其中a27R2Tc2；bRT。64pc8pc12、R-K方程：pRTa）（2-6VbT0.5V(Vb)其中a0.42748R2Tc2.5/pc;b0.08664RTc/pc。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)13、維里方程（ Virial 方程）：ZpV1BCD(2-26)RTVV2V3或者ZpV1B'pC'p2D'p3（2-27）RT式中，B(B')、C(C')、D(D')、分別稱為第二、第三、第四、Virial系數(shù)。14、對比態(tài)原理：在相同的對比狀態(tài)下，所有的物質(zhì)表現(xiàn)出相同的性質(zhì)。令TrT/Tcprp/pcVrV/Vc式中，Tr、pr、Vr分別稱為對比溫度、對比壓力、對比摩爾體積。15、偏心因子：其他流體在T=0.7處的縱坐標(biāo)lgSSr值的差能夠表征該物質(zhì)的某種特性，Pitzer就把這個差值定義為偏心因子。即-lg(prS)T0.71.00（2-45）r15、普遍化的維里方程：ZBpBpcpr（2-50）1RTcTrRT對于指定的氣體來說，B僅僅是溫度的函數(shù)，B的普遍化關(guān)系只與對比溫度有關(guān)，而與對比壓力無關(guān)。因此BpcB0B1（2-51）RTc式中B00.0830.422/Tr1.6B10.1390.172/Tr4.216、熱力學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系（四大方程）：dUTdSpdVdHTdSVdpdApdVSdT文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)dG Vdp SdT17、循環(huán)關(guān)系式：zxy1（3-7）xyyzzx當(dāng)需要將變量加以變化是，這一方程式很有用。T18、Maxwell關(guān)系式：VTppTVT

SSVp

pSVSSVSp

VpTT19、剩余性質(zhì)法 (MR)：氣體在真實狀態(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)下熱力學(xué)性質(zhì)之間的差額。即:MR M Mig （3-31）20、逸度和逸度系數(shù) :由于只有當(dāng)壓力為零時，真實氣體狀態(tài)才表現(xiàn)為理想氣體狀態(tài)性質(zhì)，所以limfi1，給出了純物質(zhì)的逸度定義。p0p逸度性質(zhì)定義為物質(zhì)的逸度和它的壓力之比。對純物質(zhì)ifi（3-75）p由于逸度與壓力具有相同的單位，所以逸度系數(shù)是無量綱的。21、兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)：單組分系統(tǒng)氣液平衡的兩相混合物性質(zhì)，與各相的性質(zhì)和各相的相對量有關(guān)。因為體積、焓和熵等都是容量性質(zhì)，故氣液混合物的相應(yīng)值是兩相數(shù)值之和。MM(1x)Mx（3-96）式中，M是泛指的熱力學(xué)容量性質(zhì)；下角標(biāo)、分別表示互成平衡的兩相。22、干度：氣相的質(zhì)量分數(shù)或摩爾分數(shù)。23、化學(xué)位：i(nU)(nH)(nA)(nG)（4-9）nininininS,nV,njnS,p,njnV,T,njT,p,nj式中，下標(biāo)nj是指除i組分以外的其余組分的物質(zhì)的量都保持不變。上式給出了組分i的化文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)學(xué)位定義。24、偏摩爾性質(zhì)：式（4-9）中用偏微分形式（nM）表明了體系性質(zhì)隨組成的改變，niT,p,nj這種偏微分在溶液熱力學(xué)中具有重要的意義，稱作溶液中組分i的偏摩爾性質(zhì)，用符號Mi表示。其定義式可寫為Mi(nG)（4-10）niT,p,nj式中，Mi稱為在指定T、p和組成下物質(zhì)i的偏摩爾性質(zhì)；n是總物質(zhì)的量；M泛指溶液的摩爾熱力學(xué)性質(zhì)（(U、A、S、H、G、Z、等)。對于二元體系M1Mx2(dM)（4-16）dx2M2Mx1(dM)（4-17）dx1在溶液熱力學(xué)中有三類性質(zhì)：溶液性質(zhì)（M）偏摩爾性質(zhì)（Mi）純組分性質(zhì)（Mi）。25、混合物的逸度和逸度系數(shù)：同純物質(zhì)一樣，理想氣體混合物的逸度等于壓力。純物質(zhì)的逸度 fi，混合物中。組分的逸度 fi，混合物的逸度 f。也有三種逸度系數(shù) i、i、 。混合物的逸度系數(shù) 定義為

fp26、活度與活度系數(shù)：活度定義為溶液中組分的逸度 fi對該組分在標(biāo)準(zhǔn)時的逸度 fi之比，用ai表示，以表示真實溶液對理想溶液的偏離。aifi（4-58）fi式中選取與溶液處于同一溫度、同一壓力下的純組分作為標(biāo)準(zhǔn)態(tài)。理想溶液中組分 i的活度等于以摩爾分數(shù)表示的組分 i?；疃扰c摩爾分數(shù)之比稱為活度系數(shù)，以 i表示。iai（4-59）xi27、理想溶液的混合性質(zhì)變化：Gidxilnxi（4-68）RT文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)Vid0（4-69）Hid0（4-70）Sidxilnxi（4-71）R理想溶液的混合焓和混合體積變化都等于零，而Gid為負值，Sid是正值。28、相平衡判據(jù)：除各相的溫度、壓力相同外，各相中各組分的化學(xué)位或各相中各組分的分逸度必須相等。29、相律：相律揭示出平衡體系的自由度F、組分數(shù)N、相數(shù)之間的關(guān)系。其表達式如下FN2（5-6）30、單組分與二元體系的pT圖的差異：單組份二元體系氣液共存狀態(tài)以一條曲線表示，其泡點線與氣液共存狀態(tài)以一個區(qū)域表示。露點線重合。臨界點是氣液兩相共存的最高溫度與最高壓臨界點未必是氣液兩相共存的最高溫度和最力。高壓力。等壓下沸點溫度保持不變，待液體全部氣化物態(tài)處于液態(tài)，等壓下升溫到泡點溫度，液后溫度才能升高。體開始氣化，液體不斷氣化，液相的含量也隨之改變，體系的溫度也不斷升高，直至該壓力下露點溫度，才全部氣化。31、閃蒸：高于泡點壓力的液體混合物，如果壓力降低到泡點壓力與露點壓力之間，就會部分氣化，也叫閃蒸。32、液液相分裂判據(jù)：等溫等壓d2G0相分裂成兩液相dx1233、能量平衡方程的簡化：（1）封閉體系：體系與環(huán)境之間的界面不允許傳遞物質(zhì)，而只有能量交換，dUQW（6-12）2）穩(wěn)態(tài)流動體系：物料連續(xù)地通過設(shè)備，進入和流出的質(zhì)量流率在任何時刻都完全相等，體系中任意點的熱力學(xué)性質(zhì)都不隨時間變化，體系沒有物質(zhì)及能量的積累，H1u2gZQWS（6-13）2或?qū)懗蒆EkEpQWS（6-14）H、Eku2gZ、Q和WS分別為單位質(zhì)量的焓變、動能變化、式中，()、Ep2位能變化、與環(huán)境交換的熱量及軸功。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)34、理想功、損失功、熱力學(xué)效率：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程進行時，理論上可能產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功。損失功：由于實際過程的不可逆性，導(dǎo)致在給定狀態(tài)變化的不可逆的實際功Wac和產(chǎn)生相同狀態(tài)變化的理想功之間的差值，此差值就稱為損失功WL。WLWacWid（6-42）熱力學(xué)效率T定義為理想功和實際功的比值Wac（6-45）T(產(chǎn)生功)WidWid（6-46）T（需要功)Wac35、制冷循環(huán)分類：制冷循環(huán)就是消耗外功或熱能而實現(xiàn)熱由低溫傳向高溫的逆向循環(huán)。分為消耗外功的制冷循環(huán)（空氣壓縮制冷、蒸汽壓縮制冷）和消耗熱能的制冷循環(huán)（吸收式制冷、蒸氣噴射制冷）。36、化學(xué)反應(yīng)計量系數(shù)：化學(xué)反應(yīng)式可表示為下述的通式1A1v2A2v3A3v4A4（10-1）式中，vi為化學(xué)計量系數(shù)。37、反應(yīng)進度：凡參加反應(yīng)的各種物質(zhì)，反應(yīng)了的物質(zhì)的量對其計量系數(shù)的比值都相等。令此比值為d，其定義式由下列方程式表示dn1dn2dn3dn4d（10-2）v1v2v3v4因此，化學(xué)物質(zhì)的物質(zhì)的量的微分變化dni和d間的普遍關(guān)系為dnivid(i1,2,,N)（10-3）式中，變量 稱為反應(yīng)進度，它表示化學(xué)反應(yīng)已經(jīng)發(fā)生的程度。38、平衡常數(shù)（ K）的計算方法：①實驗測定法（直接測定在一定條件下達到平衡時各組分的成分） 。②由基本熱數(shù)據(jù)間接算出 K值。RTlnK viGi G （10-14）式中， G稱為反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)自由焓變化，是 viGi的一種習(xí)慣表示。從標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓數(shù)據(jù)來估算：文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)過程的 G是由始末狀態(tài)決定，與與過程的途徑無關(guān)，因此任何一化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓變化等于生成物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓之和減去反應(yīng)物的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓之和。n mGi(Gi)j(Gj)f（10-15）i1fj1式中，i為生成物中i組分的物質(zhì)的量；j為反應(yīng)物中j組分的物質(zhì)的量；(Gi)f為i組分在溫度T時的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓；(Gj)f為j組分在溫度T時的標(biāo)準(zhǔn)生成自由焓。從標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱和標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熵來估算：RTlnKG(HTS)（10-16）nmHi(Hi)j(Hj)f（10-17）i1fj1式中，H是溫度T時化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)焓變，即反應(yīng)熱；Hf是組分的生成熱。nmSi(Si)j(Sj)（10-18）i1j1式中，S為溫度T時化學(xué)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)熵變；Si為生成物在溫度T和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對熵；Sj為生成物在溫度T和標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的絕對熵。39、輕烴類混合物平衡組成的計算方法：對輕烴類體系，可利用 Depriester所制作的 p T K列線圖（附錄八），根據(jù)壓力與溫度條件直接查出各組分的 Ki值，如果溫度 T或壓力p未知，需用試差法求解。40、蒸汽動力循環(huán)的過程分析：Rankine循環(huán)是最簡單的蒸汽動力循環(huán)。由鍋爐、過熱器、汽輪機、冷凝器和水泵組成。文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)進鍋爐的壓縮水 4在鍋爐中等壓吸熱變?yōu)楦邷馗邏旱倪^熱水蒸氣 1，進入汽輪機做絕熱膨脹，推動葉輪輸出軸功，汽輪機出口蒸汽是處于低壓下的濕蒸汽 2(工程上也稱乏氣 )，然后進入冷凝器等壓冷凝成飽和水 3，冷凝放出的熱量被冷卻水冷卻，低壓飽和水 3經(jīng)水泵升壓成壓縮水4又進入鍋爐，工質(zhì)水在蒸汽動力裝置中完成任務(wù)一次封閉循環(huán)。1—2過程：汽輪機中工質(zhì)等熵膨脹 (可逆絕熱膨脹)，對外做功WSHH2H1kJ/kg(工質(zhì))（7-1）2—3過程：濕蒸汽在冷凝器中等壓等溫冷凝，工質(zhì)冷凝的放熱量Q2HH3H2kJ/kg(工質(zhì)）（7-2）3—4過程：飽和水在水泵中做可逆絕熱壓縮，水泵消耗的壓縮功WPHH4H3kJ/kg(工質(zhì))（7-3）由于水的不可壓縮性，壓縮過程中水的容積變化很小，消耗的壓縮功亦可按下式計算WPp4V水（p4p3）Vdpp34—1過程：鍋爐中水等壓升溫和等壓氣化，工質(zhì)在鍋爐中的吸熱量Q1HH1H4kJ/kg(工質(zhì))（7-4）熱效率是鍋爐所供給的熱量中轉(zhuǎn)化為凈功的分率，用符號表示（）(H1H4)(H3H4)-WSWP（7-5）Q1H1H441、平衡轉(zhuǎn)化率、平衡產(chǎn)率：平衡時消耗了的反應(yīng)物 的摩爾數(shù)平衡轉(zhuǎn)化率在加料中的反應(yīng)物的摩 爾數(shù)平衡時轉(zhuǎn)化成產(chǎn)物平衡產(chǎn)率平衡時消耗了的反應(yīng)物 的摩爾數(shù)42、反應(yīng)系統(tǒng)的相律：文案大全實用標(biāo)準(zhǔn)如果系統(tǒng)里有r個獨立反應(yīng)達成平衡，那么就