化工热力学复习资料

1、1、化工热力学的研究方法：宏观研究方法微观研究方法。2、热力学系：孤立系(无物质能量)封闭系(有物质能量)开放系(有物质能量)。3、体系环境：热力学分析把与研究相关的一部分物质(或空间)从其馀韵物质(或空间)中分离出来。 其被划分的部分称为体系，其馀的部分称为环境。4、状态函数：描述系统所处状态的宏物理量成为热力学变量(状态函数)。 常用的状态函数有压力、温度、比容、内、焓、熵、自由焓等。5、循环：系统经过一系列的状态变化过程，最后回到最初的状态，整体的变化称为循环。 分为正方向循环和反方向循环。6、临界点：气化管线的另一端点是临界点c，表示气液两相可以共存的最高压力和温度，即临界压力和临界温

2、度。7、临界点的数学公式：临界等温线在临界点的斜率和曲率都等于零。 在数学上(2-1)(2-2)8、直径规律：用饱和液体和饱和蒸汽密度的算术平均值绘制温度，可得到近似的直线。9、纯物质的p-V-T图： P 510、理想气体状态方程式： (2-4)式中，p是气体压力，v是气体的摩尔体积； t是绝对温度r是通用气体常数8.314J/(molK )十一、范德瓦尔斯方程(van der Waals方程):(2-5)其中进行选择。12、R-K方程式： (2-6)其中进行选择。13、比利方程式(Virial方程式):(2-26 )或者(2-27 )式中，分别称为第二、第三、第四、Virial系数。14、对

3、比状态原理：在相同的对比状态下，所有物质都显示出相同的性质。令式中、分别称为比较温度、比较压力、比较摩尔体积。15、偏心因子：其他流体在Tr=0.7时的纵轴值与氩、氪与氙在同一条件下的值的差表示该物质的某一特性，Pitzer将该差定义为偏心因子。即(2-45 )15、普遍化的维方程式： (2-50 )对于指定的气体，b只是温度函数，b的普遍性关系仅与比较温度有关，与比较压力无关。 因此(2-51 )仪式中16、热力学性质间的关系(四个方程式):17、循环关系式： (3-7)这个方程式在需要改变变量时很有用。18、Maxwell关系式：19、剩馀性质法():气体在实际状态下的热力学性质和在相同温

4、度、压力下气体在理想状态下的热力学性质之差。: (3-31 )20、失速度和失速度系数：仅在压力为0时，真正的气态表现出理想的气态性质，因此给出了纯物质的失速度定义。逸度的性质定义为物质的逸度和其压力之比。 纯物质(3-75 )逸度和压力有相同的单位，所以逸度系数是无量纲的。21、两相系的热力学性质：一液系气液平衡的两相混合物的性质，与各相的性质和各相的相对量有关系。 因为体积、焓、熵等是容量性的，气液混合物的对应值是二相数值的和。(3-96 )在公式中，m是一般热力学容量的性质，下边的角标记分别表示平衡的二相。22、干燥度：气相的质量分数或摩尔分数。23、化学位：(4-9)式中，下标意味着成

5、分以外的剩馀成分的物质量一定。 上式显示了成分的化学位的定义。24、偏摩尔性质：式(4-9)表示以偏微分形式系统的性质随组成变化，该偏微分在溶液热力学中具有重要意义，称为溶液中成分的偏摩尔性质，用符号表示。 其定义式可以写为(4-10 )式中，指定和组成下物质的被称为偏摩尔性的物质整体的量。一般指溶液的摩尔热力学性质。关于二元系(4-16 )。(4-17 )溶液热力学有三个性质：溶液的性质()偏摩尔的性质()纯成分的性质()。25、混合物的失度和失度系数：与纯物质一样，理想气体混合物的失度等于压力。纯粹物质的失落度，在混合物中。 成分的失度，混合物的失度。 也有3种失度系数。混合物的失度系数是

6、26、活度和活度系数：活度定义为溶液中成分的失度和该成分在标准时间的失度之比，表示真溶液从理想溶液的偏离。(4-58 )式中以与溶液相同的温度、相同压力的纯成分为标准状态。理想溶液中成分的活性度与用摩尔分数表示的成分相等。活性度和摩尔分率之比称为活性度系数，用表示。(4-59 )27、理想溶液的混合性质的变化： (4-68 )(4-69 )(4-70 )(4-71 )理想溶液的混合焓和混合体积变化都为零，为负值，为正值。28、相平衡标准：除各相温度、压力相同外，各相各成分的化学位或各相各成分的失度必须相等。29、相律：相律明确了平衡系统的自由度、组点数、相数的关系。 其式子如下(5-6)30、

7、单成分和二元系图的差异：单组二元体系气液共存状态用一条曲线表示，其泡点线和露点线重叠。气液共存状态由一个区域表示。临界点是气液两相共存的最高温度和最高压力。临界点不一定是气液两相共存的最高温度和最高压力。等压下沸点温度不变化，直到液体全部气化为止温度都不会上升。物质状态是液体，等压下温度上升到泡点温度，液体开始气化，液体持续气化，液相的含量也变化，系统的温度也持续上升，在这个压力下气化到露点温度。31、闪光灯：比泡点压力高的液体混合物，当压力下降到泡点压力和露点压力之间时，会部分气化，也称为闪光灯。32、液相分裂标准：等温等压相分裂成两个液相33、能量平衡方程式的简化：(1)封闭系统：系统和环

8、境的界面不允许物质传递，仅仅是能源交换(6-12 )(2)稳态流动系统：材料连续通过设备，进出的质量流量随时完全相等，系统中任意点的热力学性质不随时间变化，系统中没有物质和能量的积累(6-13 )或者写为(6-14 )公式中，是每单位质量的焓变化、动能变化、势能变化、与环境交换的热量和轴功。34、理想工作、损失工作、热力学效率：理想的工作是，系统的状态变化在一定的环境条件下完全可逆的过程中进行的情况下，理论上可能发生的最大的工作或者必须消耗的最小的工作。损失功：根据实际过程的不可逆性，在某个状态下变化的不可逆的实际工作和在同一状态下变化的理想工作之间的差称为损失功。(6-42 )热力学效率定义

9、为理想功和实际功的比(6-45 )(6-46 )35、冷冻循环的分类：所谓冷冻循环，是指消耗外部工作和热能，从低温向高温传递热的反向循环。 分为消耗外务的冷冻循环(空气压缩冷冻、蒸汽压缩冷冻)和消耗热能的冷冻循环(吸收式冷冻、蒸汽喷射冷冻)。36、化学反应的计量系数：化学反应式可以用下述通式表示(10-1 )式中，化学计量系数。37、反应进行度：参加反应的各种物质，反应物质的量与其计量系数之比相等。 假设此比，则表达式由以下表达式表示：(10-2 )因此，化学物质的物质量的微分变化之间的普遍关系(10-3 )式中，变量被称为反应的进行度，表示化学反应发生的程度。38 .平衡常数()的计算方法：

10、实验测定法(直接测定在一定条件下达到平衡时各成分的成分)。根据基本热数据间接计算值。(10-14 )在式中，被称为反应的标准自由焓变化，是习惯性的表现。根据标准生成自由焓数据进行估计因为过程是由从头到尾的状态决定的，所以无论过程的路径如何，化学反应的基准生成自由焓的变化都等于生成物的基准生成自由焓之和减去反应物的基准生成自由焓之和。(10-15 )式中，作为生成物中成分的物质量的反应物中成分的物质量的成分温度时的基准生成自由焓，作为成分温度时的基准生成自由焓。根据标准反应热和标准反应熵来推测的话(10-16 )(10-17 )式中，温度下化学反应的标准焓变化，即反应热成分的发热。(10-18

11、)式中，温度时化学反应的标准熵变化产物的温度和标准状态下的绝对熵，即产物的温度和标准状态下的绝对熵。39 .轻烃系混合物平衡组成的计算方法：对于轻烃系统，利用制作的条形图(附录8 )，从压力和温度条件直接检测各成分的值，如果温度和压力未知，则用试差法解。40、蒸汽动力循环过程分析：循环是最简单的蒸汽动力循环。 由锅炉、过热器、汽轮机、冷凝器、水泵组成。进入锅炉的压缩水4在锅炉中压吸热，变成高温高压的过热水蒸汽1，进入汽轮机进行绝热膨胀推进叶轮的输出轴的工作，汽轮机的出口蒸汽是处于低压下的湿蒸汽2 (工程上，也称为气体不足)，进入冷凝器等凝结成为饱和水3，凝结放出的热被冷却水冷却，低压饱和水3用

12、泵升压至压缩水4，进入锅炉，工质水是蒸汽1-2过程：汽轮机中工质等熵膨胀(可逆绝热膨胀)，做对外工作(7-1)2-3过程：湿蒸汽在冷凝器中压等温冷凝，工质冷凝的发热量(7-2)3-4过程：饱和水用泵进行可逆隔热压缩，泵消耗的压缩工作(7-3)由于水的不压缩性，压缩过程中水的容积变化小，消耗的压缩功也可以用下式计算4-1过程：锅炉中水的等压升温和等压气化，锅炉中工学的吸热量(7-4)热效率是锅炉供给的热量中变成净功的分率，用符号表示(7-5)41 .平衡转化率、平衡收率：42 .反应体系相律：一旦系统取得了独立反应的平衡，就有与相关变量相关的独立方程式。 取变量数和方程式数的差或(10-42 )43 .制冷剂筛