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、ViriaI方程体积表达式：Z三=1.÷f÷÷÷压力表达式：Z=i+B'p+Cp2+D'pi+RT3、偏心因子的定义与表达式：各种物庾在5=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.O0。物理意义：偏心因子表征物质的偏心度，即非球型分子偏离球对称的程度。4、普遍化Viria1.系数皿=8"+3*RTZ=1.+B也+«£庄rr心0.083-竿B,=0.139-T：25、PraUSnitZ混合规则%=(W(iJ%=(2+zJ2P1.ZzRT%，=(他+叼)/26、辆的表达式的推导第一有方程当s=s(rw)时，则方W=图严+图了三。第一照=儡得第5又朗假所以格=C苧图严积分得到SY=AS1.Jj篇W其次"S方程当S=S(7,p)时，则行ds=fc因S1.4劭儒，所以ds=q,罕-(黑)dp积分得到SS°3=J：Gd1.nf(豹,第二心方程当S=S(p")时，则有M乳41儡,w因为倍)=图舄=目*I卬)vIOP)vSr)vIp)vf变=田Pq=f四sIaVJPI叫F(v)p&=窸加需)严积分得到ST=倍1®+睁阕,dv7、熔的表达式推导利用刚刚导出的三个，6方程来得到三个,方程。c1.H=TdS+Vdp将第一dS方程代入（1）式并留意得到得到第，/方程叫（乳H喘/假山积分得到-4=Cv+V其次方程JVdH=V+Cv积分得到H-yJ：CR叫卜T豹卜第三方程-三-mdH=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。式中M与M*分别为在相同温度和压力K一广度热力学性质的摩尔值，如V、U、H、S9、普遍化Viria1.系数计算剩余螭和也号卜-嘿+tt1.（1-啕SR（<WdB'Rpdr,'d1.）0=0.083-上雉j1.<»Jg110.675dT,-b8二。39.呼用0.722dT,Tfi10、逸度与逸度系数的定义对于真实气体，定义逸度，。dG1.=RTdInf1.（等温）逸度系数的定义.=P,真实气体与志向气体的某；和6等。M=M-M*11、温螭图，即r-S图（以往试卷有类似题目）12、化学位、偏摩尔性质'(nH)化学位：将无眼小量的物质i加到均相体系中而保持相匀称同时体系的婿和体枳保持不变，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。(nU)n1.-讥G）-西.I”偏摩尔性质：在给定的T、P和其他物质的过不变时，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。M附1.偏摩尔性质有三个重婴的要素：恒温、恒压；广度性质（容量性质）；随某细分摩尔数的变更率。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：2=/"Inf（等温）混合物中组分i的逸度系数的定义为：J=1.iP混合物的逸度的定义为：dG=RT1.nf(等温)混合物的逸度系数的定义为：敢=£P14、志向溶液的逸度，标准态(1)、以1.eWiS-RandaH定则为基础规定标准态：Iimi=/(1.R)=f1.a*A(2)、以Henry定律为基础规定标准态：1.im=£(/,)=4,其中DXiki为henry常数。适用条件：在体系温度、压力卜,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.cwis-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HCnry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。=A-ZM,Mi是与混合物同温、同压卜纯组分i的摩尔性质。混合物的摩尔性质与偏摩尔性质的关系：=ZX风-ZrM=Z*(京,-Mi)16、超额性质定义与表达式超额性质定义为相同的温度、压力和组成条件卜真实溶液性质与志向溶液性质之弟。Me=M-MuAW'&W-NW"】7、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，假如没有尴的变更，并且总的体积不变，此溶液称为正规溶液，St=(kVt=0.Gt=H无热溶液：某些由分子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e=0,故称为无热溶液。Gt=-TS,o】8、相平衡的判据(1)、WG)O=0,它表明在给定的温度和压力条件3平衡态就是全部可能变更达到的自由熔数值中最小的那个状态。(2)、M=*(i=1.,2,N),表明，N个组分的系统内，若兀个相在均一的温度、压力下达到平衡时，物系内的每组分在全部各相中的化学位必定相同。、钎=M=.=万(i=1.ZH),说明,各相在同样的温度、压力下达到平衡时，每一个组分在各相中的逸度相等C】9、气液平衡的分类(1)、完全志向系：汽相一志向气体，液和一志向液体/=2婢=I(2)、志向系：汽,液相一志向液体(V1.均听从1.R)个=ZOmf=f>i=<p-P2=驾X,M(3)、部分志向系：汽一志向气体，液相一非志向液体f,=Py1升=y>,f?=yjiK2=也XiP(4)、非志向系：”僦=£XM=Px耐K=J也,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、热力学效率小：志向功与实际功的比值。7.产、片)一%IH*U)=京122、由RankEe循环的示意图画温斓¥123、通过通过变更蒸汽参数提高Rankine循环的热效率(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，乏汽的干度下降，即湿含最增加，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。乏汽的干度一般不应低于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。AW=O从瞎j>0.TJH=O.7不变j<Q,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，称为等炳膨胀。5=0%=第25、Gibbs-Duhcm方程Gibbs-Duhem方程的一般形式：(豹,严僚)士瓯=0当T、P恒定时(*麻，1.=O当M=G时Z(UG)M=O二元系等温、等压条件下.rW1.+xzdM2=0二、题目1、正确写出下列热力学函数的定义式偏心因子：各种物质在“=°7时，纯态流体对比蒸汽压对数值与Ar,Kr,Xe的值的偏差，即'"Tg(')尸0°。偏心因子表征物质分子的偏心度，即非球型分子偏离球对称的程度。剩余性质mr: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。可逆轴功叱=J：Vdp,对于液体在积分时V一般可以视为常数。微观嫡S:热力学几率的量度，与体系内部分子运动混乱程度布关，S=AInQ0宏观嫡S:炳是表征系统混乱程度的信度，"S=华。输流M=J半，流入体系为正，离开体系为负。境产枭：是体系内部不行逆性引起的烯变。志向功也,：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wt,=&h-TQS。损耗功阴：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。有效能任何体系在肯定状态卜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。“产生身)=成=区看襄Ja)产功过程热力学效率九：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r过程可逆的程度。Q产M）=耗功过程热力学效率小：忐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。*iC¾）-77F0偏摩尔性质'：在给定的T、P和其他物质的豉不变时，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，混合性质AM:溶液的性质M与构成溶液各组分布标准态时性质总和之差,AM=MNXM。超额性质Me: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=M-Mtj"=4-'逸度：（IG,=RTd1.nfi（等温）。组分逸度/；：温度为常数时，应=R7Rn,Um-=1.组分逸度系数J=/；x>P组分活度：活度定义为溶液中细分的逸度f对该组分在标准态时的逸度£.之比，用2表示，之=夕。组分活度系数九：活度与摩尔百分数之比为活度系数，y=&=_2_=/_oZ，-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51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病增和不行逆。和外界无热、功交换的过程，方dH=TdSVdPdH=Q-Ws=0<IS=-dP得/VRV-dPHT无热、功交换但有压降的流淌过程，必有功损耗，得吗.=r,>*N=rJ滔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1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。热敬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志向功之差。W=71>S,v,-