资源描述：
《化工热力学 冯新 第3章 纯流体的热力学性质计算ppt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、纯流体的热力学性质计算第三章1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章相平衡给出物质有效利用极限给出能量有效利用极限化工热力学的任务第4章溶液热力学性质的计算第2章热力学基础数据(PVT,Cp,Cv,EOS)各章之间的联系第6章化工过程能量分析：H,S,U,W第7章动力与制冷循环：H,S,W2什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)、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
2、，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41、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？3、如何移走放热反应中的热量？移走多少？4、如何判断能耗的大小？5、如何判断相平衡和化学平衡？结论：热量衡算是化工反应与分离中最重要的计算。焓平
3、衡数据S,H,U,G是关键的数据。焓平衡数据S,H,U,G到底有什么用？5精馏LGTAxBBBA每一块塔板上均有能量的交换和组成变化6第三章纯流体的热力学性质计算§3.1热力学性质间的关系§3.2焓变和熵变的计算§3.3纯流体的热力学性质图和表7§3.1热力学性质间的关系§3.1.1热力学基本方程§3.1.2点函数间的数学关系§3.1.3Maxwell关系式§3.1.4热力学基本关系式、偏导数关系式和Maxwell方程的意义§3.1.5其它重要的关系式§3.1.6帮助记忆小诀窍83.1.1热力学基本方程（1）（2）（3）（4）9复习：热力学定律与热力学基本关系
4、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－TSHTSPVUATSGPV10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+VdP11∵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)=d
5、H－TdS－SdT=TdS+VdP－TdS－SdT123.1.1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）133、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。14§3.1.2点函数间的数学关系
6、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）15将(6)式应用于式(1)-(4)得Maxwell关系式(8)-(11)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关系式建立了S=S(T，P)。16§3.1.3Maxwell关系式17§3.1.4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
7、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18（1）由PVT实验测定的偏导数其中只有两个是独立的。19（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！20§3.1.5其它重要的关系式2、循环关系式（欧拉连锁式）3、热容关系式1、倒易规则21例：试计算在0.1013MPa下，液态汞由275K恒容加热到277K时所产生的压力。由循环关系式可知22§3.1.6帮助记忆小诀窍靠近函数的两项是微分项。“+,-”由
8、微分项与箭头方向决定。一致时前面取“+
