化工熱力學名詞解釋

化工熱力學名詞解釋1、（5分）偏離函數(shù)：Mr=M—M*指氣體真實狀態(tài)下的熱力學性質(zhì)m與同一T，P下當氣體處于理想狀態(tài)下熱力學性質(zhì)M*之間的差額。2、（5分）偏心因子：°="lg（PrS）Tr=0.7-1.000表示分子與簡單的球形流體（氬，氪、氙）分子在形狀和極性方面的偏心度。3、（5分）廣度性質(zhì)4、（5分）R-K方程（Redlich-Kwong方程）M=[?nM）]l—JTPn5、（5分）偏摩爾性質(zhì)：偏摩爾性質(zhì)i6nj''網(wǎng)在T、P和其它組分量七均不變情況下，向無限多的溶液中加入mol的組分i所引起的一系列熱力學性質(zhì)的變化。6、（5分）超額性質(zhì)：超額性質(zhì)的定義是Me=M-Mid，表示相同溫度、壓力和組成下，真實溶液與理想溶液性質(zhì)的偏差oAMe與Me意義相同。其中Ge是一種重要的超額性質(zhì)，它與活度系數(shù)7、（5分）理想溶液：理想溶液有二種模型（標準態(tài)：fidf.id=Xk.（HL）…工「=xf,,（lr）和^1,；',,有三個特點：同分子間作用力與不同分子間作用力相等J:混合過程的的焓變化，內(nèi)能變化和體積變化為零，熵變大于零，自由焓變化小于零。8、（5分）活度:化工熱力學簡答題1、（8分）簡述偏離函數(shù)的定義和作用。偏離函數(shù)定義，Mr=m-m*指氣體真實狀態(tài)下的熱力學性質(zhì)M與同一T，P下當氣體處于理想狀態(tài)下熱力學性質(zhì)M*之間的差額。如果求得同一T，P下Mr，則可由理想氣體的M*計算真實氣體的M或AM。2、（8分）甲烷、乙烷具有較高的燃燒值，己烷的臨界壓力較低，易于液化，但液化石油氣的主要成分既不是甲烷、乙烷也不是己烷，而是丙烷、丁烷和少量的戊烷。試用下表分析液化氣成分選擇的依據(jù)。物質(zhì)臨界溫度臨界壓力正常沸點燃燒值T，°CP，atmT，C-BkJ/g甲烷—c-82.62—c45.36-161.4555.6乙烷32.1848.08-88.6552.0丙烷96.5941.98-42.1550.5

正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.32正丁烷151.937.43-0.549.6正戊烷196.4633.3236.0549.1正己烷234.429.8068.7548.4（2）盡管己烷的臨界壓力較低，但它的正常沸點遠高于常溫，即在常溫它不易氣化，不利于燃燒。3、（6分）工程上常見的汽液平衡問題有哪些類型？4、（6分）相平衡的熱力學一致性檢驗用熱力學的普遍原理來檢驗實驗數(shù)據(jù)的可靠性。檢驗的基本公式屆ibbs-Duhem方程。該方程確立了混合物中所有組分的逸度（或活度系數(shù)）之間的相互關(guān)系。常用的方法是面積檢驗法和點檢驗法。汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學一致性是判斷數(shù)據(jù)可靠性的必要條件，但不是充分條件。3.相平衡的熱力學一致性檢驗5、（6分）卡諾定理的主要內(nèi)容是是么？所有工作于等溫熱源和等溫冷源之間的熱機，以可逆熱機效率最大，所有工作于等溫熱源和等溫冷源之間的可逆熱機其效率相等，與工作介質(zhì)無關(guān)。n=1—T2/T16、（6分）如何利用熱力學第一定律測量濕蒸汽的干度？采用節(jié)流原理，當濕蒸汽充分節(jié)流后變?yōu)檫^熱蒸汽，測定過熱蒸汽的溫度、壓力得知過熱蒸汽的焓值，從而求得濕蒸汽的干度。7、（6分）什么是理想功、損失功？理想功是指體系的狀態(tài)變化是在一定的環(huán)境條件下按完全可逆的過程進行時，論上可以產(chǎn)生的最大功或者必須消耗的最小功。損失功時指給定相同的狀態(tài)變化時的不可逆實際功與理想功之間的差值。Wl=W-W在熱功轉(zhuǎn)化的實際熱機循環(huán)中，枷pa、40°C水在鍋爐中定壓加熱到400°C的過熱蒸汽。（1）計算其過程的焓變。工程中常采用水的熱力學圖或表來查詢過程始態(tài)和終態(tài)的焓值進行計算?，F(xiàn)技術(shù)員小張使用不同來源的水蒸汽表或圖（均是正式的權(quán)威出版物，數(shù)據(jù)可靠）查到同一狀態(tài)點的焓值1值竟相差較大，為什么？工程中使用熱力學性質(zhì)圖、表來求解熱力學過程的焓變、熵變時要注意什么問題。（2）請自行給出已知條件，計算工質(zhì)在鍋爐所吸收的熱量Q。（答題時只需給出解題的步驟和方法，不必給出具體結(jié)果）（1）狀態(tài)（T、P）的焓值H是相對于某一基準態(tài)的焓值。1分如基準態(tài)規(guī)定不同，同一狀態(tài)點（、P）其焓值也是不同的。小張遇到問題，因不同來源水蒸汽圖或表的焓值基準態(tài)規(guī)定不同造成的。4分

要注意問題：所查詢過程始態(tài)和終態(tài)的焓值的基準態(tài)應相同。2分(2)對鍋爐進行能量衡算Q+W=△+△(1/2)C2]+△(gh)1分W^0(gh)5△(1/2)C2]^01分「.Q^△H1分方法一：△=H-H[KJ/Kg]查水蒸汽圖或表的始、末態(tài)的焓值。1分方法二：設(shè)計過程計算焓變(1分)5Mpa、40°C水一5Mpa飽和水一5Mpa飽和水蒸汽一5Mpa、400°C的過熱蒸汽。據(jù)熱容進行顯熱計算AH=Kdt^C(t-1)[KJ/Kg],據(jù)汽化潛熱進行相變熱1計算。lny二x22(0.5+2x1)1、二元體系的活度計算式ilny廣x〔2(1.5^2x21、二元體系的活度計算式i如果該模型合理，則應滿足G-D方程xd(lny)+xd(lny)=01分122d(lny)d(lny)Z-dx^=-x2211分L而x1222-d(lny)d(lny)Z-dx^=-x2211分L而x1222-x"牛2)=-x-(1-x)(6x-5)2~dx2222=(1-x).x(5-6x)1分222該模型合理(1)夏天從低溫熱源(房間)將熱量移到高溫熱源(環(huán)境)以實現(xiàn)制冷的效果，1分)該過程是不能自發(fā)進行的(1分)。而借助空調(diào)消耗電功，則制冷循環(huán)就可自發(fā)進行了，即可將熱量從低溫熱源移到高溫熱源(1分)(2)冬天從低溫熱源(環(huán)境)將熱量移到高溫熱源(房間)以實現(xiàn)供熱的效果，1分)該過程是不能自發(fā)的(1分)。而借助空調(diào)消耗電功，則熱泵供熱循環(huán)就可自發(fā)進行了(1分)寫出①穩(wěn)定流動系統(tǒng)熱力學第一定律的一般形式：②當流體流經(jīng)泵和③流經(jīng)換熱器時系統(tǒng)熱力學第一定律的簡化形式。1答：穩(wěn)定流動系統(tǒng)的熱力學第一定律表達式為:AH+AU2+gAz=Q+W2s(1)流體流經(jīng)換熱器傳質(zhì)設(shè)備IV=0;另外，考慮動能項和勢能項與焓變之間的數(shù)量級差別，動能項和勢能項可以忽1略，即2AU2"0，gAz0；因此，穩(wěn)流系統(tǒng)熱力學第一定律可化簡為:AH=Q流體流經(jīng)泵、壓縮機、透平等設(shè)備1在數(shù)量級的角度上，動能項和勢能項不能與焓變相比較，可以忽略，即2AU2牝0，

gAz日0；即：AH—Q+Ws若這些設(shè)備可視為與環(huán)境絕熱，或傳熱量與所做功的數(shù)值相比可忽略不計，那么進步可化簡為：AH=Ws完成相平衡體系求解過程框圖。假設(shè)體系為部分理想系，已知總壓及液相各組成，求該體系溫度及汽相組成（6為某一有限小數(shù)）。.、一…L解：汽相中組分i分逸度系數(shù)^V—i，飽和蒸汽中純組分.、一…L解：汽相中組分i分逸度系數(shù)^V—i，飽和蒸汽中純組分i的逸度系數(shù)?S—i組分i在汽相分逸度系琳V=1，O.s=1已知P，xi假設(shè)：T計算:y.ix?Ps公式：V——p—uNo，重新調(diào)整T-輸出T，y1、以二元溶液為例，寫出三種計算偏摩爾性質(zhì)的方法，要求寫出詳細計算方法，步驟或所需的公式。2、（1）圖解法，如圖示。2、（2）公式法（3）偏摩爾混合變量法（4）由定義式（5）有吉布斯一杜亥姆方程。2、寫出開系穩(wěn)流過程的熱力學第一定律表達式，并舉一應用實例。1Ah+2AU2+gAZ=q-W（以1阿為基準）s11對于換熱過程，2AU2=0，gAZ=0，Ah+2AU2+gAZ=q-W順芥.?.Ah=q。換熱量可由過程的焓變化求出（舉例可任意）證明題：某二元溶液的偏摩爾焓可由如下方程表示：H-H—Bx+A22i2式中：H、H分別為純組分1和2的焓，A、B是溫度和壓力的函數(shù);問：從熱力學角度考慮該對方程是否合理？dHdH■+x,2=0dx2^x^11dHdHdH■+x,2=0dx2^x^11dH22dxdHx,1=x1dx21即從熱力學角度考慮該對方程合理。1、試證明單組分系統(tǒng)T-S圖上等壓線的斜率大于零。x2Bx=x2Bx1221二左式二右式.解:=(?篇)^S1=C&)pp1T&J=C->0pp[:)p?富pp=T解：等T，等PSxdM=0xdH+解：等T，等P2、出真實溶液的超額焓VE與混合過程焓變化&的關(guān)系并說明原因。解：He=H-HidAHe=AH-AHid對于理想溶液：AHid=0AHe=ahHe=H—Hid=AHe???He=AH3、試按熱力學觀點分析如下活度系數(shù)方程的正確性A、B僅是T、P的函數(shù)）:lny=Ax?+2(A-B)12lny=Bx2+2(B-A)21解