工程热力学第13章.ppt

1、第1，13章化学热力学基础，化学热力学基础，13-1概述，13-2热力学第一定律在化学反应系统中的应用，13-3绝热理论燃烧温度，13-4化学平衡和平衡常数，13-1是1，化学反应系统和物理反应系统，化学反应过程的能量转换研究也要选择系统，并且除了系统包含化学反应以外，其他概念也与前一节相同，分为封闭系统、开放系统等。3，决定系统平衡状态的独立状态参数只有2个。发生化学反应的系统，参与反应的物质的成分或浓度也可能发生变化，因此决定平衡状态往往需要两个以上的独立参数，因此化学反应过程可以在一定温度静压和一定温度定额等条件下进行。2 .反应热和操作，1 .独立状态参数，反应热化学反应中事物与外界交

2、换的热量。向外释放热量的反应过程称为放热反应，吸热；外部吸收热的反应是吸热反应，发热反应是负值。表达式的系数根据质量守平衡，反应前后的原子数是常数，称为化学计量系数“立体计量效率”。例如：燃烧氢生成水的反应是热反应乙炔的生成反应是吸热反应：4，反应热不仅与反应物的秒和最终状态有关，还与系统经历的过程有关。工作，总工作，努力，卷工作，卷工作不可用，系统外部工作积极，系统外部消极工作，3。热力学能量，化学反应系统热力学是化学内能(也称为化学能量)，4。物质的数量，化学反应系统物质的杨怡增加、减少或不变。不是质量，而是在反应物中与外部交换的操作，包括体积变化力、电力以及磁力和其他特性的反作用力操作：

3、5，2，可逆过程和非可逆过程，完成任何包含化学反应的过程后，反方向进行该过程，将事物和外部完美还原到原始状态，不留下任何变化的理想过程是可逆过程。所有包含化学反应的实际过程都是不可逆转的，可逆过程是理想的极限。在几种特殊条件下的化学反应，如蓄电池的放电和充电，接近可逆，但像燃烧反应一样，是一个强不可逆的过程。如果在化学反应中净反应能努力，则必须在反反应中由外部反应物启动。可逆时正向反应与符号相反时要加的绝对值发挥相同的合力。可逆性正反应要做最多的努力，反反应要输入最小的绝对值。6，13-2热力学第一定律在化学反应系统中应用，热力学第一定律是一般定律，也适用于有化学反应的过程，是对化学过程进行能

4、量平衡分析的理论基础。第一，热力学第一定律分析公式，反应热，体积工作，学习，实际化学反应过程大部分保持在温度和体积或温度和压力几乎不变。上述公式称为，7，恒温恒压反应，热力学第一定律的分析公式，根据热力学第一定律，化学反应是可逆的还是非可逆的，都可以应用。8，第二，反应的热效应和反应焓，反应在固定温度或固定温度恒压下不可逆，这种反应热称为反应的不可逆度最高。固定容量热效应QV，固定压力热效应Qp，反应焓-固定温度固定压力反应的热效应与反应前后系统的焓差相同，用h表示。，1 .固定容量热效应和固定压力热效应，9，2QV与Qp的关系，调查物分别通过相同初始状态的固定温度和固定温度调节过程完成相同的

5、化学反应，反应物和产物都可以用理想气体来测量，反应前后物质量的变化，n，0，n=0，热效应是固定温度反应中不努力学习时的反应热，是状态量、3热效应和反应热的异同、10、3、标准热效应、标准热效应标准状态(p=101 325 Pa，t=298.15 K)下的热效应。四、燃烧热和热值；Caloric value)、燃烧热Hc 1 mol燃料完全燃烧时的热效应通常是燃料燃烧热、热值QW燃烧热的绝对值、高热值产物(例如，H 2O是液体，低热值形成焓Hf (enthal of formation，enthal of formation)是在给定温度恒压下生成的热(即给定温度恒压下元素(或元素)合成的1m

6、ol化合物的热效应)。)，热1 mol化合物分解为单一物质时的热效应。创建列与分解列的绝对值相同，符号相反，是标准“生成焓”(standard enthalpy of formation)标准状态的创建列。稳定元素或元素的标准焓规定为0。标准燃烧焓标准状态的燃烧热，12，Hm=H0f H，标准生成焓，焓，物理过程的焓差取决于状态变化。所以理想气体的工作流体任意温度t的摩尔焓，13，5，赫斯定律，1)使用赫斯定律或热效应是状态的量，反应前后的物质种类计时时，热效应取决于反应前后的状态。与中间的反应路径无关的赫斯定律，燃烧碳时会产生二氧化碳，因此不能直接测量反应的热效应，但根据赫斯定律，可以通过接

7、下来两种反应的热效应间接得到，14，赫斯定律，反应热效应，反应产物，反应物，反应物。标准状态，例如a 4931441，16，6，基尔霍夫定律，任意温度t下的静压热效应，赫斯定律或状态参数的特性表明，产物和反应物在静压加热和冷却过程中焓的变化与化学反应无关，通过标准生成的焓数据计算，17，反应物和产物都是理想气体的话，18，平均摩尔热容量，表示温度变化时反应热效应的关系。也就是说，仅取决于产物系统和反应物系统的总热容量总和的差异。示例a 4931442，19，13-3绝热理论燃烧温度，第一过剩空气超出理论风量的部分；“超额空气系数”(percentage of excess air，percen

8、tage of theoretical air)实际空气量与理论空气量的比率。不参与燃烧空气中的氮，不参与反应的过多氧气以与燃烧产物相同的温度离开燃烧装置，因此不参与燃烧反应，但会影响燃烧过程。空气大约由21毫升的氧气和79氮组成，一摩尔氧和3.76摩尔氮组成。，20，如果将空气用作氧化剂，则是甲烷的理论燃烧反应式，如果有过剩空气系数，则是甲烷的完全燃烧反应式，其次是绝热的理论燃烧温度，通常燃烧反应释放热量，燃烧产物的温度也会上升。燃烧反应在接近隔热的状态下进行，物体的动能和位置变化可以忽略，也可以没有对外学习，假设燃烧完全，燃烧产生的热量都用于加热燃烧产物本身，此时燃烧产物可以达到的最高温度

9、称为“绝热理论燃烧温度”，用Tad表示。示例a 493271，21，点a的总焓与Tad相关，其值等于点1处反应物的总焓。根据赫苏斯的定律，产物的焓差，反应物的焓差，标准状态的反应热效应，所以T1可以求出Tad，计算可能需要测试算法。绝热理论燃烧温度Tad，示例a 4932071，22，13-4化学平衡和平衡常数，一，浓度，浓度，物质量，mol，物质体积，m3。反应物和产物都是气体物质物质物质体系的总体积。化学反应中的反应是，部分反应物在一个方向上全部消失，在正反两个方向上同时进行。第二，正向和反向反应，表示反应物g的类型b，表示产物r，23，3，化学反应的速度，化学反应的速度单位时间内反应物质

10、浓度的变化率，特定反应物质的浓度，时间，化学反应的瞬时速度，在反应开始时，b，d，g，r都存在一定的量，即各自存在一定浓度，从左到右设置的反应(称为正向反应)的速度大于相反方向的反应速度，则总结果从左到右进行。此时，b，d仍然可以说是反应物，g，d是产物。24，化学反应的质量作用规律指出，当反应进行的温度恒定时，化学反应的速度与反应发生的所有反应物浓度的乘积成正比。4，化学反应常数KC，正向反应速度w1和w2，反应初始设置w1 w2 w2，总结果，反应从左到右进行。随着进程的推进，w1逐渐减少，w2逐渐增加。当W1=w2时，达到化学平衡。达到化学平衡的物质体系中的反应物和产物的浓度不再随时间变化，而是保持不变。化学平衡是一种动态平衡，此时正向和反向反应没有