化工热力学考试重点-终极版整理.docx

化工热力学一、重点1、临界点定义与表达式：维持气液平衡的最高温度和压力点。2、Viria1.方程体积表达式：Z=哈=+H衣压力表达式：Z=庄=+%+cy+oy+RT3、偏心因子的定义与表达式：各种物质在7>07时，纯态流体对比蒸汽压对数值与Ar,Kr,Xe的值的偏差，即”=-怆（/，；）-1.00。物理意义：偏心因r表征物质的偏心度，即非球型分广偏离球对称的程度。4、普遍化Viria1.系数皿=8"+3*RTZ=1.+B也+«£庄rrBo=O.083-架B,=0.139-T：25、PraUSnitZ混合规则q=(W(f)%=(2+zJ2P1.ZzRT%，=(他+"/)/26、燧的表达式的推导第一dS方程当S=S(Tw)时，则有W=图严+图尸因-m=(M=得(默亨又(乳假所以s=c,3+(孰”积分得到SY=AS1.Jj篇W其次dS方程当S=S(T»时，则有ds=fc因M4B-B积分得到3暇CMnF借共第三dS方程当S=S(PW)时，则有M乳41儡,w因为倍)=图舄=目*I卬)vIOP)vSr)vIp)v积分得到S"惇停）产+聆（乳W7、焰的表达式推导利用刚刚导出的三个点方程来得到三个所方程。(1)1.H=TdS+Vdp将第一於方程代入C）式并留意得到得到第NH方程叫（乳H喘/假山积分得到-儿=J：Cv+V其次方程积分得到C严+二臼豹,第三d方程(f1.+(三p,dH=TdS+Vdp积分得到小小+。凰卜+E乳"8、剩余性质的定义：所谓剩余性质，是气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于志向状态下的热力学性质之间的差额。M=M-M'式中M与V*分别为在相同温度和压力下，真实气体与志向气体的某一广度热力学性质的摩尔值，如V、U、H、S和G等。9、普遍化Viria1.系数计算剩余燧和焰性Teo-嘿+化嘲SR（WdB'）Rpdr,'dr0=0.083-上雉Jg110.675i11T-b-1.0.139-三用0.722瓦二叩10、逸度与逸度系数的定义对于真实气体，定义逸度工。dG1.=RTdnf1.（等温）逸度系数的定义外=*PIK温燧图，即7-S图（以往试卷有类似题目）12、化学位、偏摩尔性质化学位：将无限小量的物质i加到均相体系中而保持相匀称同时体系的尴和体枳保持不变，体系内能变更与加入物质量的比值为物质i在所处相中的势，称为化学位。讥”U)-的.IfSsVj'(H)W.T<(nG)1.M偏摩尔性质：在给定的T、P和其他物质的量不变时，向含有组分i的无限多的溶液中加入Imo1.的组分i所引起的热力学性质的变更。刖Js偏摩尔性质有三个重要的要素：恒温、恒压：广度性质（容量性质）；随某组分摩尔数的变更率。13、混合物的组分逸度与逸度系数混合物中组分i的逸度的定义为：C屿=R71.n(等温)混合物中组分i的逸度系数的定义为：&=1.tP混合物的逸度的定义为：IG=RTJn/(等温)混合物的逸度系数的定义为：e=1.P14、志向溶液的逸度，标准态(1)、以1.ewis-Randa1.1.定则为基础规定标准态：Iimi=Z(1.R)=Z0AXiA(2)、以Henry定律为基础规定标准态：Iim£=/(/.)=%,其中ki为henry常数。适用条件：在体系温度、压力下，溶液中各组分的纯物质聚集态相同，并且组分之间可以无限制混合时，各组分都以1.eWiS-Randa1.1.定则为基础规定标准态。在体系温度、压力下，溶液中各组分的纯物质聚集态不同，或者,组分之间不能无限制混合时，溶剂以1.ewis-Randa1.1.定则为基础规定标准态，溶质以Henry定律为基础规定标准态。15、混合过程性质：溶液的性质M与构成溶液各组分在标准态时性质总和之差。W=f-.,M,是与混合物同温、同压下纯组分i的摩尔性质。混合物的摩尔性质与偏摩尔性质的关系:=X-V1M,-ZXM=V;(W,-M)16、超额性质定义与表达式超额性质定义为相同的温度、压力和组成条件下真实溶液性质与志向溶液性质之差。Me=M-M=-w17、正规溶液和无热溶液的区分正规溶液：当极少量的一个组分从志向溶液迁移到有相同组成的真实溶液时，假如没有婚的变更，并且总的体积不变，此溶液称为正规溶液。Sz=0、IM=0、GE=HE无热溶液：某些由分广大小相差甚远的组分构成的溶液，特殊是聚合物溶液属此类型。这类溶液N0,故称为无热溶液。Gt=-TSfa18、相平衡的判据(1),(G)rp=0,它表明在给定的温度和压力条件下，平衡态就是全部可能变更达到的自由给数值中最小的那个状态。(2)、川=必=M(i=1.,2.,N),表明，N个组分的系统内，若n个相在均一的温度、压力下达到平衡时，物系内的每一组分在全部各相中的化学位必定相同。、斤=产=万(i=,2,n),说明，各相在同样的温度、压力卜达到平衡时，每一个组分在各相中的逸度相等。19、气液平衡的分类(1)、完全志向系：汽相一志向气体，液相一志向液体f-=P>'i乃=£4=8Hx=而P(2)、志向系:汽，液相一志向液体(V1.均听从志)f,v=Z0.V;=樽PK乃=仆,=HfN2=驾X；P成(3)、部分志向系：汽一志向气体，液相一非志向液体f,=Py1.乃=小X0=匕Xwk=21.=止'X,P(4)、非志向系：P、就=f>,i=PX就K=连=也,献P献20、志向功概念：志向功即指体系的状态变更是在肯定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必需消耗的最小功。21、热力学效率%：志向功与实际功的比值。*“八产物广W=%22、由Rankine循环的示意图画温燧图（1）、提高蒸汽的过热温度在相同的蒸汽压力下，提高蒸汽的过热温度时，可提高平均吸热温度，增大作功量，提高循环的热效率，并且可以降低汽耗率。同时乏气的干度增加，使透平机的相对内部效率也可提高。但是蒸汽的最高温度受到金属材料性能的限制，不能无限地提高，一般过热蒸汽的最高温度以不超873K为宜。（2）、提高蒸汽的压力当蒸汽压力提高时，热效率提高、而汽耗率下降。但是随着压力的提高，乏汽的干度卜降，即湿含量增加，因而会引起透乎机相对内部效率的降低。还会使透平中最终几级的叶片受到磨蚀，缩短寿命。乏汽的千度一般不应低于0.88。另外，蒸汽压力的提高，不能超过水的临界压力，而且设备制造费用也会大幅上升。24、节流膨胀过程、绝热膨胀过程节流膨胀：高压流体流过管道中一节流元件（如节流阀、孔板、毛细管等），快速膨胀到低压的过程称为节流膨胀。AH=Oj>O.TJ%=0.7不变必<0,T绝热膨胀：气体从高压向低压做绝热膨胀时，若通过膨胀机来实现，则可对外做功，假如过程是可逆的，称为等燧膨胀。5=0“F1.25、Gibbs-Duhcm方程Gibbs-Duhem方程的一般形式：(豹,严僚)小叫=。当T、P恒定时(W,)r,=o当M=G时ZdP=O二元系等温、等压条件下.v1.<W1.+xzdM2=0二、题目1、正确写出卜列热力学函数的定义式偏心因干：各种物质在T=°7时，纯态流体对比蒸汽压对数值与Ar,Kr,Xe的值的偏差，即"=一明比KTT吗偏心因子表征物质分子的偏心度，即非球型分广偏离球对称的程度。剩余性质（：所谓剩余性质，是气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度、压力下当气体处于志向状态下的热力学性质之间的差额。M=M-M可逆轴功比="加，对于液体在积分时V一般可以视为常数。微观燧S：热力学几率的量度，与体系内部分子运动混乱程度有关，S=KInQO宏观燧S：炳是表征系统混乱程度的量度，=半。焰流S,=J半，流入体系为正，离开体系为负。场产“：是体系内部不行逆性引起的端变。志向功WJ志向功即指体系的状态变更是在肯定的环境条件下按完全可逆的过程进行时，理论上可能产生的最大功或者必需消耗的最小功心=A"-35。损耗功W,:系统在相同的状态变更过程中，完全可逆过程的志向功与不行逆过程的实际功之差，吗=此唯。有效能生，任何体系在肯定状态下的有效能是体系与环境的作用，从所处的状态达到与环境相平衡的可逆过程中，对外界做的最大有用功称为该体系在该状态下的有用功。热效率小：志向功与实际功的比值。产生，加IV”%便安如=旷产功过程热力学效率%:产功设备在实际过程中供应的功与志向功的比值，它是过程热力学完善性的尺度，反映了过程可逆的程度。耗功过程热力学效率/：志向功与耗功设备在实际过程中消耗的功的比值，它是过程热力学完善性的尺度，反映了过程可逆的程度。_丛a>）-77F0ttv偏摩尔性质疣：在给定的T、P和其他物质的量不变时，向含有组分i的无限多的溶液中加入1.mo1.的组分i所引起的热力学性质的JWJ里幽变更，I网儿，混合性质AM：溶液的性质M与构成溶液各组分在标准态时性质总和之差，AW=W-1"%。超额性质上相同温度、压力和组成时，真实溶液与志向溶液混合性质之差，ME="-”“。e=-"逸度：四=RTdInf1.（等温）。逸度系数：叫人P组分逸度,：温度为常数时,dG,=RTdnf1.,-=1JI组分逸度系数J=上；X.P组分活度：活度定义为溶液中组分的逸度,对该组分在标准态时的逸度之比，用力表示，a组分活度系数九：活度与摩尔百分数之比为活度系数,y=&=_2_=/_。Z，-V.Xf出2、问答题(1)、T-S图与蒸汽动力循环图。(2选1,见重点11与22)(2)、动量传递与热量传递的推导。(2选1)动量传递过程：流体与设备和流体分子之间的摩擦和扰动导致燧增和不行逆。和外界无热、功交换的过程，有dH=TdS+VdPdH=SQ-Vs=OVdS=-(IP得V5=(1PJKT无热、功交换但有压降的流淌过程，必有功损耗，得(V吗M=rJJrp流淌过程中温度和比容变更不大用产字V("B)流体压力差大致与流速成平方关系，因此损耗功大致与流速成平方关系；压力差恒定时，损耗功与TZr成正比关系，流体温度越低,损耗功越大；损耗功与流体比容成正比关系，因此气体节流的损耗功比液体节流的损耗功大得多。热量传递功损耗推导过程：损耗功即系统在相同的状态变更过程中，不行逆过程的实际功与完全可逆过程的忐向功之差。W=71>S,v,-H,m此=。-A”511=鱼=口KTnw7=,+1.Sw即使没有散热损失，也因存在传热温差而有损耗功；当环境温度、传热量和传热温度积恒定时，损耗功与传热温差成正比关系，传热温差越低，损耗功越小；当环境温度、传热量和传热温差恒定时，损耗功与传热温度枳成反比关系。因此低温传热时要求的传热温差更小。(3)、正规