化工热力学复习课件市公开课一等奖省赛课微课金奖课件

1-5章复习化工热力学复习课件第1页第1页“化工热力学”=“基本概念”+“数学模型”内涵{外延事物本质属性概念适用范围{公式各种解析关系式，(偏)微分关系式，向量方程等边界条件初始条件t=0或t=t时，某变量解x=0或x=L时，某变量解化工热力学复习课件第2页第2页基本概念是热力学灵魂，所以正确地了解是学好化工热力学课程基础。基本概念：系统(system)与系统性质：环境(surroundings)与环境性质：热力学函数有：基本特征量：热力学函数有：基本特征量：化工热力学复习课件第3页第3页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化工热力学复习课件第4页第4页三类系统：封闭系统：ClosedSystem敞开系统：OpeningSystem孤立系统：IsolatedSystem化工热力学处理关键对象这种区分是从系统与环境间是否有物质传递、热量传递和功传递来划分化工热力学复习课件第5页第5页三个理想化概念：理想气体：idealgas理想溶液：idealsolution可逆过程：reversibleprocess(1)为何要引入这些理想化概念，它们有什么作用？(2)这些理想化概念定性表述及定量关系。问题：了解上需要费神、动脑筋VeryImportant}化工热力学复习课件第6页第6页

定性：分子视为刚性球体，既无大小（不考虑分子体积），也无能量(或相互作用力)。

理想气体(IdealGas)定性、定量关系

定量：

严格数学描述关系应为：补充：V：摩尔体积R：理想气体常数8.314J·mol-1·K-1

化工热力学复习课件第7页第7页若则:凡是符合Lewis-Randall规则溶液定义为理想溶液。Lewis-Randall规则：组分i标准态逸度或

：理想溶液中组分i逸度溶液中组分i逸度与其摩尔分数xi成正百分比关系，称之为Lewis-Randall规则。Lewis-Randall规则化工热力学复习课件第8页第8页教材结构(p，V，T，x)关系热力学基本方程dG=-SdT+VdpH，SG，idealgasidealsolutionidealwork，chapter1chapter2chapter3chapter4chapter7热力学第一定律热力学第二定律chapter6相平衡、化学反应平衡动力循环、制冷循环chapter5chapter9chapter8此处未考虑到电、磁、核、界面等方面影响化工热力学复习课件第9页第9页纯物质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方程等流体蒸气压、蒸发焓和蒸发熵混合规则与混合物p-V-T关系：算术平均和几何平均液体p-V-T关系系统特征量——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)间相互推算化工热力学复习课件第10页第10页热力学性质间关系

热力学基本方程单相系统热力学性质

熵S、热力学能U、焓H、Gibbs自由焓G计算用剩下性质计算系统热力学性质用状态方程计算热力学性质气体热力学性质普遍化关系纯组分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关系系统热力学函数——Chapter3这些内容均是针对封闭系统给出，基础是基于理想气体得到一些普遍结论与关系。化工热力学复习课件第11页第11页课程根本Gibbs函数(G函数)反应真实气体与理想气体性质之差，称之为剩下G函数。与逸度或逸度系数关系：重点与难点：系统热力学函数计算方法化工热力学复习课件第12页第12页认识：G函数对温度、压力偏导数关系与意义：化工热力学复习课件第13页第13页均相敞开系统热力学基本方程偏摩尔量定义、以及其与摩尔量间关系Gibbs-Duhem方程混合过程性质改变混合物中组分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热力学函数二—Chapter4这些内容均是针对敞开系统给出，基础是基于混合物理想气体状态方程以及理想溶液得到一些普遍结论与关系。化工热力学复习课件第14页第14页反应真实溶液和理想溶液性质之差,称为过量Gibbs函数。与活度或活度系数关系为试验数据热力学一致性检验基础——Gibbs-Duhem方程Gibbs-Duhem方程是一个微分方程，所以掌握微积分计算是必须理想溶液定性表述与定量关系；标准态引入目标及两种条件下标准态。活度、活度系数及其标准态；各种形式活度系数模型化工热力学复习课件第15页第15页平衡篇：相平衡与化学反应平衡平衡性质与判据，混合物汽液相平衡及其表示:

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、与各相组成)确实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化工热力学复习课件第16页第16页假设O2在20℃、0.1MPa下H、S为零，用三参数对应态原理求O2在300℃、9MPa下H、S。已知O2在理想气体状态下比热容为。（画出计算路线图，说明计算需要模型和物性数据，写出计算过程，不需要详细计算结果）。习题一化工热力学复习课件第17页第17页

化工热力学复习课件第18页第18页化工热力学复习课件第19页第19页化工热力学复习课件第20页第20页在一定温度和压力下，二元溶液中组分1偏摩尔体积如服从下式

，并已知纯组分摩尔体积是V1，V2，试求出和V表示式?

习题二化工热力学复习课件第21页第21页

化工热力学复习课件第22页第22页已知环己烷（1）－苯（2）系统在40℃时活度系数模型为，纯组分蒸汽压为，试求该温度下当液相组成为时汽相组成和压力。习题三化工热力学复习课件第23页第23页

化工热力学复习课件第24页第24页在总压101.33kPa、350.8K下，苯(1)-正已烷(2)形成x1=0.525恒沸混合物。此温度下两组分蒸汽压分别是99.4KPa和97.27KPa，液相活度系数模型选取VaarLaar方程，汽相服从理想气体，求350.8K下汽液平衡关系和函数式。VaarLaar方程为：

习题四化工热力学复习课件第25页第25页

化工热力学复习课件第26页第26页对于组分A、B组成二元溶液，汽相可看做理想气体，液相为非理想溶液，溶液过量G