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《化工热力学 第三章 流体的热力学性质课件.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、流体的热力学性质第三章1各章之间的联系第3章纯流体的热力学性质(H,S,U，难测；由EOS,Cp,Cv得到）第5章化工过程的能量分析:H,S,U,W(3)第7章相平衡:f(2,4),γ(4)第10章化学平衡:µ(4)给出物质有效利用极限第6章蒸汽动力循环和制冷循环:H,S,W(3)给出能量有效利用极限化工热力学的任务第4章流体混合物的热力学性质第2章热力学基础数据(PVT,Cp,Cv,EOS)2什么是流体的热力学性质？流体的热力学性质包括气体、液体的T(温度)、P(压力)、V(体积)、Cp(等压热容
2、)、Cv(等容热容);U(内能)、H(焓)、S(熵)、A(自由能)、G(自由焓)，f(逸度)等。按其来源分类⑴可直接测量的：P，V，T等；⑵不能直接测量的：U，H，S，A，G等；⑶可直接测量，也可推算的：Cp，Cv，z，κ，β，µJ等。3化工热力学的两大任务给出物质有效利用极限相平衡P,T,x,y汽相液相状态方程EOS给出能量有效利用极限焓平衡U,H,S,G(难测）由P-V-T，X得到（易测）活度系数模型γi经验型H=H（P,T）???U=U（P,T）???热力学基本关系式Maxwell关系式4焓平
3、衡数据S,H,U,G倒底有什么用？1、怎样去除酒精中的甲醇？2、精馏塔的设计再沸器多大？需通入多少蒸汽？如何移走放热反应中的热量？移走多少？结论：热量衡算是化工反应与分离中最重要的计算。焓平衡数据S,H,U,G是关键的数据。5精馏LGTAxBBBA每一块塔板上均有能量的交换和组成变化6③多元相平衡数据是设计、生产操作和产品质量控制必不可少的，尤其是产品众多、分离要求高的石油化工更是如此。产品分离：设备投资50~90%；能量60~90%。精馏塔的设计7第三章内容§3.1热力学性质间的关系§3.2热力学
4、性质的计算§3.3两相系统的热力学性质及热力学图表8§3.1热力学性质间的关系§3.1.1热力学基本关系式§3.1.2点函数间数学关系式§3.1.3Maxwell方程§3.1.4热力学偏导数关系式§3.1.5热力学基本关系式、热力学偏导数关系式和Maxwell方程的意义§3.1.6其它重要的关系式§3.1.7帮助记忆小诀窍93.1.1热力学基本关系式（1）（2）（3）（4）10复习：热力学定律与热力学基本关系式状态函数内能ΔU=Ｑ+Ｗ焓H=U＋PV自由能A=U－TS自由焓G=H－TSHTSPVUAT
5、SGPV11复习：热力学定律与热力学基本关系式1)封闭体系dU＝Ｑ+Ｗ可逆过程dU=dUrev＝（Ｑ）rev+（Ｗ）rev∵∴dU=TdS－PdV2)∵H=U＋PV∴dH=TdS+VdP对其求导得:dH=dU＋d(PV)=TdS－PdV+PdV+VdP12∵A=U－TS∵G=H－TS3)同理：∴dA=－PdV－SdT∴dG=VdP－SdT对其求导得:dA=dU－d(TS)=dU－TdS－SdT=TdS－PdV－TdS－SdT对其求导得:dG=dH－d(TS)=dH－TdS－SdT=TdS+V
6、dP－TdS－SdT133.1.1热力学基本关系式如何计算U，H，A、G？1）由公式知U，H，A，G=f(P，V，T，S)2）P、V、T、S中只有两个是独立变量。S不能直接测定，以（T,P）和（T，V）为自变量最有实际意义。（1）（2）（3）（4）143、若有S=S(T，P)和V=V(T，P)，就能推算不可直接测量的U，H，A，G。问题：如何建立V=V(T，P)和S=S(T，P)？答案：1）建立V=V(T，P)，用EOS。2）通过Maxwell关系式建立S=S(T，P)，使难测量与易测量联系起来。1
7、5§3.1.2点函数间数学关系式设Z为x，y的连续函数，则如果x，y，z都是点函数（状态函数），则据全微分的必要条件，有（6）（5）16将(6)式应用于式(1)-(4)得Maxwell关系式(7)-(10)Maxwell关系式特点是将难测的量用易测的量代替。如用代;用代;§3.1.3Maxwell方程建立了S=S(T，P)。17§3.1.4热力学偏导数关系式18§3.1.5热力学基本关系式、偏导数关系式和Maxwell方程的意义描述单组分体系的8个热力学量P，V，T，U，H，S，A，G每3个均可构成
8、一个偏导数，总共可构成336个偏导数。独立的一阶偏导数共112个。其中有两类共6个可通过实验直接测定。（1）由PVT实验测定的偏导数（2）由量热实验测定的偏导数19（1）由PVT实验测定的偏导数其中只有两个是独立的。20（2）由量热实验测定的偏导数其它106个偏导数不能直接实验测定。106个不可测偏导数应用时必须将与6个可测的偏导数联系起来。纽带：热力学基本方程和偏导数关系式和Maxwell方程！21§3.1.6其它重要的关系式2、欧拉连锁式（循环关系式）3、热容关系
