化工热力学章

1、化工热力学章第1页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二23-4 逸度和逸度系数第2页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二33-4-1逸度和逸度系数的定义（一）逸度的定义（1）逸度定义的微分形式：对于理想气体，Vig=RT/P对于真实系统， 但是V须用真实体系的状态方程描述，因此绝不会像上式一样简单，Lewis采用了一种形式化的处理方法，将真实系统也用以上理想气体的形式表示：（等温） 其中 f : 逸度由热力学基本关系:（等温）第3页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二4上式只定义了逸度相对值，不能确定其绝对值，为了完整了逸度的定义 。补充下列条件

2、，表明P 0时，真实气体 ig，f P第4页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二5（2）逸度定义的积分形式参考态：理想气体状态（T，P0 ) 研究态：真实状态（T，P）当取参考态压力为单位压力， 即P0=1时，则把逸度和偏离吉氏函数联系起来，也就和EOS联系起来依第5页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二6当取参考态的压力等于研究态的压力时，即P0=P，则（二）逸度系数的定义： 令：定义为逸度系数第6页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二73-4-2逸度和逸度系数描述相平衡汽、液两相达到平衡时G sv=G sl (物化知识）由于由逸度的积分定义式

3、有所以汽、液两相达到平衡时第7页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二8由于汽液平衡时，饱和汽、液相的压力相等，并等于饱 和蒸汽压。 依所以汽、液两相达到平衡时存在：第8页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二9首先求逸度系数，再依下式计算逸度 因此逸度系数的计算很重要。而可用偏离吉氏函数来计算，从而与EOS联系 起来3-4-3逸度系数和逸度的计算第9页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二10与P-V-T 的关系可以直接从偏离吉氏函数得到（取P0=P）若取T，P为独立变量若取T，V为独立变量第10页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二

4、113-4-4 逸度和逸度系数的性质（随T，P的变化）（1）逸度随压力的变化关系：因为存在如下关系：所以：两边在等温下对压力求偏导dG=(VdP)T第11页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二12（2）逸度随温度的变化关系：因为第12页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二13（3） 随着T，P的变化式如下 或因为 同样存在第13页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二14例题3 计算液体水在303.15K和在下列压力下的逸度。（a）饱和蒸汽压；（b）1MPa；（c）10MPa。 (利用逸度的性质）解：查表C-1 (a)由于PS压力较低，作理想气体处

5、理，即f sv=f sl=P s=4246Pa(b)由逸度随着压力变化式，并忽视Vsl 随压力的变化，则代入T=303.15K的数据得到；第14页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二153-5 对应态原理计算偏离函数和逸度系数第15页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二16由于所以存在第16页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二17因为在T P为独立变量时偏离焓的计算公式： 第17页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二18由和第18页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二19其它偏离函数的对应态关系从偏离熵的计算公式

6、结合和得到结合第19页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二20同样，从逸度系数和等压热容的关系式结合和得到结合或或或 =通式第20页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二21用对应态原理计算偏离性质查表计算偏离性质：普遍化焓表B-2普遍化熵表B-3普遍化逸度系数表B-4普遍化等压热容表B-5思路： 查Tc,Pc, 计算对比参数 查表 计算偏离性质和逸度系数T，P Tr,Pr (0),(1) = (0)+(1) 第21页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二22题5 计算异丁烷在400K，2.19MPa时的压缩因子、偏离焓、偏离熵、逸度系数和偏离等压热

7、容（用Pitzer的三参数对应态原理）解：查出有关性质 计算对比参数 通过查表得到有关性质，如下第22页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二23Z=0.7274第23页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二24 说 明 流体热力学性质的变化（M ） 、 、f 、的计算方法有两种： 一 状态方程法： 1 选状态方程。2 计算偏离函数、进而计算流体的热力学性质变 化（M ） ；或计算 、f 。 该方法计算较准确、但计算过程较复杂。 二 对应态原理： 1 查表计算偏离函数、进而计算过程的热力学性质变化M ）。 2 查表计算 、f 。 该方法计算较简单，但计算结果误差较大

8、 如有条件应首选状态方程法，一般需要在计算机上由软件完成。若没有条件，可以用三参数对应态性质来计算。第24页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二25 均相定组成混合物的热力学性质计算 计算公式和计算过程与纯物质均相同，只是将纯物质的摩尔性质和参数改为混合物的摩尔性质和虚拟参数即可（要用混合规则）第25页，共27页，2022年，5月20日，1点6分，星期二26 熟练掌握偏离函数的定义 熟练掌握利用偏离函数计算热力学性质变化的思路和方法熟练掌握逸度（微分、积分）和逸度系数的定义 掌握相平衡描述的方法 熟练掌握逸度系数的计算方法 掌握逸度和逸度系数随T、P的变化关系 熟练掌握利用对应态原理计算偏离函数和逸度系