化工热力学-第1章绪论-36-G

1、2021-7-412021-7-42测量温度后，才开启热力学的研究测量温度后，才开启热力学的研究2021-7-43热力学定义：热力学定义：n热力学是研究能量、能量转换以及与能量转换有关物性间热力学是研究能量、能量转换以及与能量转换有关物性间相互关系的科学相互关系的科学n原始含义原始含义：热功相互转化的规律：热功相互转化的规律2021-7-442021-7-452021-7-46 2021-7-47 2021-7-482021-7-492021-7-410 2021-7-4112021-7-4122021-7-413 2021-7-414 2021-7-415 2021-7-416p 第二定律第

2、二定律( (Second law of thermodynamics): :(S)(S)2021-7-4172021-7-4182021-7-419202021-7-421吸收吸收系统系统模拟模拟反应反应系统系统模拟模拟精馏精馏系统系统模拟模拟吸收吸收塔计塔计算算反应反应器计器计算算精馏精馏塔计塔计算算换热换热器计器计算算反应反应速度速度计算计算传质传质计算计算流体流体力学力学计算计算传热传热计算计算相平相平衡计衡计算算反应反应平衡平衡计算计算热平热平衡计衡计算算物料物料平衡平衡计算计算露点露点泡点泡点计算计算全流程的最全流程的最佳化设计和佳化设计和控制控制表面表面张力张力计算计算导热导热系数

3、系数计算计算密度密度计算计算焓的焓的计算计算粘度粘度计算计算2021-7-422i2021-7-4232021-7-424EOS 和gi 2021-7-4252021-7-426,iiiiiM Gi fa rvssiiiiiipyprx2021-7-427环境环境系统系统28系统的状态是由强度性质决定的！系统的状态是由强度性质决定的！摩尔性质为强度性质！摩尔性质为强度性质！重要重要! !293 3、状态和状态函数、状态和状态函数 （1 1）状态：某一瞬间体系呈现的宏观状况。）状态：某一瞬间体系呈现的宏观状况。 （2 2）平衡状态：在没有外界影响的条件下，体系的宏）平衡状态：在没有外界影响的条件

4、下，体系的宏观状态不随时间而改变，即系统与环境之间净流为零。观状态不随时间而改变，即系统与环境之间净流为零。热平衡，力平衡，相平衡，化学平衡热平衡，力平衡，相平衡，化学平衡即温度差，压力差，化学位差均为零。即温度差，压力差，化学位差均为零。30（3）状态函数：与系统状态变化的途径无关，仅取决于）状态函数：与系统状态变化的途径无关，仅取决于初态和终态的量。常用的状态函数初态和终态的量。常用的状态函数 有有P，V，T，U，H，S，A，G M状态函数状态函数 0dM状态一定值一定，殊途同归值变等，周而复始变化零状态一定值一定，殊途同归值变等，周而复始变化零循环过程：循环过程：H=0，U=0，V=0，

5、S体系体系= 0（当然（当然S总总0)状态状态1 1 状态状态2 2 状态状态3 34 4、过程、过程 指体系自指体系自一平衡状态一平衡状态到到另一平衡状态另一平衡状态的转换的转换 对某一过程的描写：对某一过程的描写：初态初态终态终态路径路径（1 1）不可逆过程：一个单向过程发生之后一定）不可逆过程：一个单向过程发生之后一定留下一留下一些痕迹些痕迹，无论用何种方法也不能将此痕迹完全消除。，无论用何种方法也不能将此痕迹完全消除。 如：爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等。如：爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等。凡是自发过程过程皆是凡是自发过程过程皆是不可逆过程！不可逆过程！（2 2）可逆过程：可逆过程

6、：当体系完成某一过程后，如果）可逆过程：可逆过程：当体系完成某一过程后，如果令过程逆行而能使过程中所涉及的一切令过程逆行而能使过程中所涉及的一切( (体系及环境体系及环境) )都回复都回复到原始状态而不留下任何变化，则此过程称为可逆过程到原始状态而不留下任何变化，则此过程称为可逆过程无限小的沙子。拿走一粒无限小的沙无限小的沙子。拿走一粒无限小的沙子，子，dP减少无限小，推动力无限小，可以减少无限小，推动力无限小，可以忽略不计。忽略不计。带活塞的气缸带活塞的气缸若是可逆过程，推动力需为无限小近，若是可逆过程，推动力需为无限小近，体系始终无限接近平衡状态。体系始终无限接近平衡状态。 可逆过程的特点

7、：可逆过程的特点： （1 1）可逆过程是实际过程中只能趋近而永远不能实）可逆过程是实际过程中只能趋近而永远不能实现的理想过程。没有摩擦，推动力无限小现的理想过程。没有摩擦，推动力无限小, , 过程进行过程进行无限慢。无限慢。 （2 2）但它是热力学中极为重要的概念，是作为实际）但它是热力学中极为重要的概念，是作为实际过程中能量转换效果比较的标准。过程中能量转换效果比较的标准。 若说某体系效率为若说某体系效率为80%80%，是指与可逆过程比。，是指与可逆过程比。 但爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等不能但爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等不能用用“可逆过程可逆过程+ +效率效率”模式来计算。模式来计算。（3 3）可逆过程是效率最高的过程。）可逆过程是效率最高的过程。 体系对外做最大功。体系对外做最大功。 体系对外吸收最小功。体系对外吸收最小功。（4 4）很多热力学关系式是在可逆过程的前提下推导出来）很多热力学关系式是在可逆过程的前提下推导出来 的。如：的。如：TdQdsrev （5）逆向进行时，体系恢复始态，环境不留下任何痕迹。）逆向进行时，体系恢复始态，环境不留下任何痕迹。 （即没有功热得失及状态变化）（即没有功热得失及状态变化）不可逆过程的特点：不可逆过程的特点：有摩擦，过程进行有一定速度有摩擦，过程进行有一定速度; ;体系内部不均匀（有扰动，涡流等现象）体系内部不均匀