化工热力学课程考前辅导

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1、基本概念是热力学的灵魂，因此正确地理解是学好化工热力学课程的基础。基本概念：系统(system)与系统的性质：环境(surroundings)与环境的性质：热力学函数有：基本特征量：热力学函数有：基本特征量：状态函数与过程函数强度性质与容量性质平衡状态和可逆过程热力学过程与循环三个理想化的概念：理想气体：idealgas理想溶液：idealsolution可逆过程：reversibleprocess(1)为什么要引入这些理想化的概念，它们有什么作用？(2)这些理想化的概念定性表述及定量关系。问题：理解上需要费神、动脑筋的V

2、eryImportant}纯物质的p-V-T关系状态方程立方型状态方程：VanDerWaals、RK(SRK)、PR、PT方程等多参数状态方程：Virial、WBR、MH方程等对应态原理及其应用：二参数、三参数方程；普遍化Virial方程等流体的蒸气压、蒸发焓和蒸发熵混合规则与混合物的p-V-T关系：算术平均和几何平均液体的p-V-T关系系统的特征量——Chapter2难点：已知p，T，(x)，计算V。方法：迭代求解或三次方程解析求解计算类型：p-V-T-(x)间的相互推算热力学性质间的关系热力学基本方程单相系统的热力学性

3、质熵S、热力学能U、焓H、Gibbs自由焓G计算用剩余性质计算系统的热力学性质用状态方程计算热力学性质气体热力学性质的普遍化关系纯组分的逸度与逸度系数纯物质饱和热力学性质计算热力学图/表Maxwell关系系统的热力学函数一—Chapter3这些内容均是针对封闭系统给出的，基础是基于理想气体得到的一些普遍结论与关系。课程的主线Gibbs函数(G函数)反映真实气体与理想气体性质之差，称之为剩余G函数。与逸度或逸度系数的关系：重点与难点：系统的热力学函数的计算方法认识：G函数对温度、压力的偏导数关系与意义：均相敞开系统热力学基本

4、方程偏摩尔量定义、以及其与摩尔量间的关系Gibbs-Duhem方程混合过程性质的变化混合物中组分的逸度及计算方法过量性质、过量函数模型与活度系数关联式理想溶液及其标准态系统的热力学函数二—Chapter4这些内容均是针对敞开系统给出的，基础是基于混合物的理想气体状态方程以及理想溶液得到的一些普遍结论与关系。反映真实溶液和理想溶液性质之差,称为过量Gibbs函数。与活度或活度系数的关系为实验数据的热力学一致性检验的基础——Gibbs-Duhem方程Gibbs-Duhem方程是一个微分方程，因此掌握微积分的计算是必须的理想溶液

5、定性表述与定量关系；标准态的引入目的及两种条件下的标准态。活度、活度系数及其标准态；各种形式的活度系数模型平衡篇：相平衡与化学反应平衡平衡性质与判据，混合物的汽液相平衡及其表达:相图、及其汽(气)液平衡方程混合物相平衡关系(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平衡计算相平衡——Chapter5含恒(共)沸物特征：汽液两相组成相等，即xi=yi掌握单相封闭系统和多相复杂系统化

6、学反应的计量关系；掌握反应平衡常数和标准自由焓变化的关系，平衡常数、平衡组成的计算；了解温度对系统平衡组成的影响；化学反应平衡——Chapter9化学反应进度；反应的平衡常数和标准Gibbs自由焓变化值间的关系，以及平衡常数和平衡组成的计算等。工程热力学篇：热力学第一定律与第二定律及其工程应用热力学第一定律——Chapter6敞开系统热力学第一定律稳定流动与可逆过程可逆轴功与实际轴功的计算气体压缩及膨胀过程热力学分析节流与等熵膨胀过程中的温度效应敞开系统的热力学第一定律：——稳定流动过程及其各种特殊条件下的应用目的就是利用

7、状态函数的变化量来计算：①热：Q②功：Ws热力学第二定律——Chapter7热力学第二定律的定性表述方式和熵衡算方程；弄清一些基本概念，如系统与环境、环境状态、可逆的热功转换装置(即Carnot循环)、理想功与损失功、有效能与无效能等；熵衡算方程、理想功与损失功的计算及有效能衡算方法对化工单元过程进行热力学分析，对能量的使用和消耗进行评价。稳定流动过程熵衡算方程：有效能的综合利用：理想功与有效能也是一种Gibbs函数。理想功有效能目的就是利用状态函数变化量和第一定律来计算熵的产生量：来源于热交换量Q理想功与损失功的计算及其

8、对化工单元过程：流体流动、传热、混合与分离等的分析化工过程的用能评价及其准则环境与环境状态，有效能的计算及其对化工单元过程：流体流动、传热、混合与分离等的分析效率的定义：分为第一定律效率(热机效率)和第二定律效率(热力学效率或有效能效率)Rankine循环的热力学分析方法，热效率、气耗率的概念与计算，以