李小云《化工热力学》复习.pptVIP

* 热力学性质的计算 对比态原理: * 热力学性质的计算 对比态原理的应用: 普遍化状态方程表现为两点： ⑴不含有物性常数，以对比参数作为独立变量； ⑵可用于任何流体、任意条件下的PVT性质的计算。 * 热力学性质的计算 对比态原理的应用: 普遍化关系式?? 1）两参数普遍化压缩因子图?? 2）三参数普遍化关系式?? * 热力学性质的计算 5真实气体混合物P-V-T计算 化工生产中，处理的物系往往是多组分的真实气体混合物。解决这一问题的有效方法是纯组分物质之间建立起联系，用纯物质性质来预测或推算混合物性质。描述纯物质性质和混合物性质之间联系的函数式称为混合规则。纯物质的P-V-T关系式借助于混合规则便可推广到气体混合物。 * 总结：普遍化法计算P-V-T计算步骤 * 查表:Tc，pc, w（偏心因子） 计算Tr=T/Tc；pr=p/pc；Vr=V/Vc 根据上图判断使用的方法：普维法；普压法 公式计算： （a）普维法公式 B是温度参数 * Z=pV/RT=1+Bp/RT 计算所需状态函数。 （b）普压法公式 根据图查出Z(0)和Z(1)，再计算Z（压缩因子） Z=pV/RT 讲计算的Z代入 计算状态函数。 * 热力学性质的计算 在这里要提醒大家的是，在工作中要计算PVT性质时，首先必须会查找手册，查出实验数据，只有实验数据才是最为可靠的。如果确实找不到实验数据，就要进行计算，计算方法就是我们前面介绍的，但并不仅仅是这些，有些我们没有讲到的方法也是很有价值的。在选取方程式计算时，一定要注意你所选取的方程是否适用于你所研究的范围，切不可没有原则的乱用。 * 热力学性质的计算 5焓变△H和熵变△S的计算 （1）理想气体焓变、熵变的计算（物化已学） （2）真实流体焓变、熵变的计算 * 热力学性质的计算 盖斯定律 * 剩余性质是气体在真实状态下的热力学性质与在同一温度、压力下，当气体处于理想状态下广度热力学性质之间的差额。 热力学性质的计算 引入“剩余性质”的概念和方法，对理想气体计值进行校正，用于真实气体计算 目的：解决真实气体热力学性质（H、S）计算 * 热力学性质的计算 剩余性质的计算方法： ⑴由气体PVT实验数据计算——图解积分法 ⑵状态方程法 ⑶普遍化关系式法 * 物系从状态1 (T1，p1) 变化到状态2 (T2，p2)，应如何计算焓差与熵差？ 2. 利用剩余性质计算(积分路径) 计算依据： * 2.例题 一、P-V-T的计算 二、有效能的相关计算 三、焓变和熵变的计算 * 2.例题 一、P-V-T的计算 * 【例题1】试计算一个100cm3的刚性容器，在60℃和20MPa的条件下能贮存甲烷多少克？分别比较理想气体方程、三参数对应态原理和RK方程的结果。 * 【例2】pV T 行为与汽车新燃料压缩天然气间的关系 随着汽油不断涨价,既经济又环保的天然气已成为汽车发动机的新燃料,越来越多的公交车和出租车改烧天然气(主要成分为甲烷) 。为了使单位气量能行驶更长里程,天然气加气站需要将管道输送来的0. 2MPa 、10 ℃的天然气压缩灌装到储气罐中, 制成压缩天然气, 其压力为20MPa ,由于压缩机冷却效果在夏天要差,所以气体的温度在冬天为15 ℃,夏天为45 ℃。已知储气罐体积为70L ,每kg 甲烷可行驶17 公里,问: (1) 如果将20MPa ,15 ℃压缩天然气当做理想气体,则与RK方程相比,它计算出来的一罐压缩天然气的行驶里程多了还是少了,相差多少公里? (按冬天算) 。试问:此时的压缩天然气能否当做理想气体? (2) 如果将管道输送来的0. 2MPa 、10 ℃的天然气不经压缩直接装入储气罐中,一罐天然气能行驶多少公里? (3) 为了行驶更长的里程,在其他条件均不变的情况下(温度不变),是否可以通过再提高压力使压缩天然气变成液化天然气来实现? 你有什么好的建议? (4) 同样一罐压缩天然气,夏天跑的里程比冬天短还是长？为什么? 请说出理由,并估算出同样每天行驶300 公里,夏天比冬天要差多少钱? (一罐压缩天然气约50 元，冬天为15 ℃,夏天为45 ℃) 。 * (3)不可以 因为,“其他条件均不变”意味着温度也不变, 当温度在10 ℃左右,大于Tc 时,无论施加多大的压力都不能使之液化。因此,只有必须将其温度降低至- 82. 55°C 以下,再加压才行。 理论上,温度降至- 82. 55°C ,即可能加压液化,但压力极高为4. 60MPa ,由流体的p-V-T 关系可知,温度越低,所需压力越低,因此实际上液化天然气的温度常降至- 162 ℃,这样在常压下即能变成液体。 查附录表知，甲烷的临界数据为： Tc= - 82. 55°C，pc= 4. 6