化工热力学总结讲解课件.ppt

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1、临界点过冷液体区一、纯物质的P-V图饱和液相线饱和汽相线汽液两相平衡区F=C-P+2=1超临界流体区（T>Tc和P>Pc）过热蒸汽区恒温线例1、将下列纯物质经历的过程表示在P-V图上：1）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；2）过冷液体等压加热成过热蒸汽；3）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；4）饱和液体恒容加热；5）在临界点进行的恒温膨胀CPV13(T降低)4251）过热蒸汽等温冷凝为过冷液体；2）过冷液体等压加热成过热蒸汽；3）饱和蒸汽可逆绝热膨胀；4）饱和液体恒容加热；5）在临界点进行的恒温膨胀二、几个常用的状态方程：1.理想气体状态方程2.维里方程B/V表

2、示二分子的相互作用；表示三分子的相互作用；……3.范德瓦尔斯方程4.RK方程5.SRK方程6.PR方程2)T=Tc1)T>Tc仅有一个实根，对应于超临界流体和气体的摩尔体积。三个重实根V=VcCPP*T

3、代法求解。③已知P,V，如何求T？用各种迭代法求解。②已知p，T求V以理想气体状态方程计算的摩尔体积为初值V0三、对应态原理的应用1.普遍化压缩因子法2.普遍化第二维里系数法判断用普遍化压缩因子法还是用普遍化第二维里系数法的依据：或者用普遍化第二维里系数法，否则用普遍化压缩因子。时：例：试用普遍化关联法计算510K、2.5MPa时正丁烷的气相摩尔体积解：从附表1查得正丁烷的物性数据：Pc=3.80MPa，Tc=425.2K，ω=0.193则有：因此用普遍化第二维里系数法所以：第三章重点内容dU=TdS-pdVdH=TdS+VdpdA=-SdT-

4、pdVdG=-SdT+Vdp一、基本关系式例：理想气体从T1、P1变化到T2、P2求熵变。T1、P1T2、P1T2、P2第一步第二步二、剩余性质1.通式：M=M-M*2.物理意义：在相同的T，P下真实气体的热力学性质与理想气体的热力学性质的差值三、液体热力学性质：流体体积膨胀系数β的定义：第四章重点内容1.闭系非流动过程的能量平衡：Q：系统吸热取正号，系统放热取负号；W：系统对外做功取正号，系统得功取负号。2.开系流动过程的能量平衡：3.开系稳流过程的能量平衡：当进出物料只有一种时：4.几种简化形式：绝热时：⑴可逆轴功Ws(R)：（无任何摩擦损

5、耗的轴功）5.轴功的计算：忽略位能和动能的变化：对于液体来说，v随压强变化很小，可以视为常量，即：⑵实际轴功产功设备：实际功小于可逆功耗功设备：实际功绝对值大于可逆功绝对值——机械效率例：在一个往复式压气机的实验中，环境空气从100kPa及5℃压缩到1000kPa，压缩机的气缸用水冷却。在此特殊实验中，水通过冷却夹套，其流率为100kg/kmol（空气）。冷却水入口温度为5℃，出口温度为16℃，空气离开压缩机时的温度为145℃。假设所有对环境的传热均可忽略。试计算实际供给压气机的功。假设空气为理想气体，其摩尔定压热容Cp=29.3kJ/（kmo

6、l·K）。解：以被压缩的空气为系统，以1kmol空气作为基准。在此过程中空气放出的热量为：因为空气为理想气体，所以其焓变为：根据热力学第一定律，忽略过程的动能和位能有：则：所以实际供给压气机的功为:8700kJ/kmol第五章重点内容一、热力学第二定律ΔSt=ΔSsys+ΔSsurΔSt≥0ΔSg>0为不可逆过程；ΔSg=0为可逆过程；ΔSg<0为不可能过程。二、开系熵平衡式对于绝热过程，ΔSf=0对于不可逆绝热过程，ΔSg>0，有：对于可逆绝热过程，ΔSg=0，则有：三、温熵图四、卡诺循环热机效率制冷效率热泵的制热系数例：某热泵功率为10kW

7、，周围自然环境温度为0℃。用户要求供热的温度为90℃。求此热泵最大的供热量以及热泵从环境吸收的热量。解：热泵提供的最大热量，应按逆卡诺循环，即：最大供热量为：从环境吸收的热量为：第六章重点内容一、理想功和损耗功对于化学反应来说高乌—斯托多拉公式二、化工单元过程的热力学分析1.流动过程：2.传热过程：3.混合过程三、火用分析在基准状态下，上述的四个成分的均为零。由体系所处的状态到达基准态所提供的理想功即为体系处于该状态的有效能。例1:1.5MPa、500℃的过热水蒸气推动透平机作功，乏汽压力50kPa,温度148℃。每千克蒸汽通过透平机时有6.3

8、2kJ的热量散失于25℃的环境。求此过程的实际功、理想功、损失功和热力学效率。已知1.5MPa、500℃水蒸气的焓值H1=3473.1kJ·Kg-1，