化工热力学公式

1、B= 0,0830.139-0.422T尹0J72T严（简热力学是以热力学第一、第二定律及其他一些基本概 念理论为基础，研究能量、能量转换以及与转换有关的物 质性质相互之间关系的科学。有工程热力学、化学热力学、 化工热力学等重要分支。化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领 域。化工热力学主要任务是以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用， 研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。热力学的研究方法，原则上可采用宏观研究方法和微 观研究方法。以宏观方法研究平衡态体系的热力学称为经 典热力学。体系与环境：隔离体系，封闭体系，敞开体系流体的P-

2、V-T关系在临界点C :斜率曲率临界点是汽液两相共存的最高温度和最高压力，即临界温度Tc,临界压力Pc。纯流体的状态方程（EOS）是描述流体P-V-T-性质的 关系式。由相律可知，对纯流体有：f（ P, T, V ） = 0混合物的状态方程中还包括混合物的组成（通常是摩尔分数）。状态方程的应用（1） 用一个状态方程即可精确地代表相当 广泛范围内的 P、V、T实验数据，借此可精确地计算所需的 P、V、T数据。（2） 用状态方程可计算不能直接从实验测定的其它热力 学性质。（3）用状态方程可进行相平衡和化学反应平衡计算。压缩因子（Z）即：在一定P，T下真实气体的比容与相 同P, T下理想气体的比容的

3、比值 .理想气体方程的应用 （1 ）在较低压力和较高温度下可用 理想气体方程进行计算。（2）为真实气体状态方程计算提供初始值。（3）判断真实气体状态方程的极限情况的 正确程度，当或者时，任何的状态方程都还原为理想气体 方程。维里方程式Virial系数的获取（1） 由统计力学进行理论计算目前应用很少（2）由实验测定或者由文献查得精度较高（3 ）用普遍化关联式计算方便，但精度不如实验测定的 数据两项维里方程维里方程式 Z=PV/RT=1+ B/P（1）用于气相PVT性质计算，对液相不能使用；（2） TTc, P1.5MPa,用两项维里方程计算，满足工 程需要；温度更高时，压力的范围可以更大些。（3

4、） TTc, 1.5MPa P2用普遍化B法，直接计算Vr0 0不可逆过程=0可逆过程进入体系的能量=体系积累的能量+离开体系的能量 进入体系的能量：(E 3 m)i+ S Q =( E3 m) 2- 3 Ws +d(mE)体系整理后 d(mE)体系=3 Q+3 Ws + (E 3 m)i + (E3 m) 22.能量平衡方程一般形式对于不可逆过程应设计一个可逆过程，利用可逆过程的热温熵积分进行熵变计算.熵增原理= dm(U + gZ)(5-9)小，随温度增大而增大。蒸汽动力循环与制冷循环P1T1的高压高温蒸汽进入气轮机等熵膨胀到状态2 2的-牛+昭1 - (IL +也+恵)现十应+丹k1.

5、封闭体系：无质量交换，限定质量体系3 Q+3 W=mdU2. 稳定流动体系稳定流动过程，表现在流动过程中体系内(1) 每点状态不随时间变化(2) 没有质量和能量的积累什22(瓦+十+旳埶-(凤煜+gZ问 +翅4阳 =0M+丄 f2+gAZ = O+JJs2 * H+A Ek+A Ep=Q+Ws流体的动能，位能变化量与体系焓值的变化量相比较， 或 者与流体与环境交换的热和功相比较， 大都可以忽略。也 即An2 - 0AZ = 02A/7 = 2 + 恥自发过程：不消耗功非自发过程：消耗功才可进行的过程自发与非自发过程决定于物系的始、终态与环境状态； 可逆与非可逆过程是过程完成的方式，与状态没有关

6、系。 可逆过程是一个理想过程，实际过程都是不可逆的。热效率的物理意义：工质从高温热源吸收的热量转化为净 功的比率。n 1, n工1,熵定义;不可逆 二可逆熵状态函数。只要初，终态相同,n- Ws _ H1 - H 2Q 比H4节流膨胀过程：高压流体经管道中一节流元件(如节流阀、孔板、毛 细管等)，迅速膨胀到抵押的过程称为节流膨胀。由于节流时存在摩擦阻力损耗，因而节流是不可逆过程，节流后流体的熵值必增加节流后流体的焓值不变，这是节流膨胀的特点。理想气体节流后温度不变。做外功的绝热膨胀气体从高压向低压作绝热膨胀时，若通过膨胀机来实 现，则可以对外做功，如果过程是可逆的，称为等熵膨胀。 此过程的特点

7、是膨胀前后熵值不变，对外做功膨胀后气体温度降低。在相同条件下等熵膨胀系数大于节流膨胀系数，因此由等熵膨胀可获得比节流膨胀更好的致冷效果界面吸附两相的接触面称为（相）界面，涉及气相界面上的分子与体相内部的分子所处的环境不同，分子键的相互作用也不相同。界面上的分子受到一个垂直于界面、指向体内部的合 力，使其有被拉入体相内部的倾向。单位长度上的张力称为界面张力，用符号6表示，单位N/m。习惯上将气液、气固界面界面张力称为该液体和固 体的表面张力。界面张力还可以从能量的角度出发定义为增加单位表面积所消耗的可逆功。6 =-dWR/dAs , a =（上色）cAs所以界面张力又称（比）界面自由焓。界面张力

8、与界面自 由焓是对同一事物分别从力学和热力学角度提出的物理 量，具有不同的物理意义，但数学上是等效的。等温等压下一般液体的界面扩展是熵增过程。2 =TS（寸二-T _ q（寸比表面热叭汀p如过程绝热可逆，扩大单位面积，体系将由于界面热而 发生冷却效应；如欲保持原来的温度，则必须吸收相当于 q（；:）（比表面热）的热量。曲面在O点的曲率1/R= （1/R1+R2） /2曲率可以是正值。也可以是负值。通常，凸液面的曲率 为正值，凹液面的曲率为负值。p（拉布拉斯方程）当液面是凸形时，八p为正值，R液体内部压力大于外压；页面是凹形时，:p为负值，液液体在毛细管仲上升高度为hgR（R为凹液面曲率半径）若B为润湿角，则2- cos t（H）gr化学反应平衡反应进程dn 反应进度Vidmid ；若 =0时，表示反应尚为开始若 =1时，表示反应已按计量方程式100%地完成。相平衡：与系统T、P相同时的纯组分化学平衡：在系统T与固定压力（1atm）下的纯组分 若温度变化范围不大In上=.K1 R V人丿若温度变化范围大,平衡转化率平衡产率ln KRT0T2dT平衡时消耗了的反应物的摩尔数原料中反应的摩尔数平衡时转化成产物的摩尔数平衡时消