第2章流體的p-v-t關係
基本要求
1.掌握狀態方程序和用三引數對應態原理計算pvt性質的方法。
2.了解偏心因子的概念，掌握有關圖表及計算方法。
1. 狀態方程：在題意要求時使用該法。
1 范德華方程：常用於公式證明和推導中。
2 r—k 方程：
3 維里方程：
2. 普遍化法：使用條件：在不清楚用何種狀態方程的情況下使用。
三引數法：
1 普遍化壓縮因子法
2 普遍化第二維里係數法
第3章純物質的熱力學性質
本章要求
1. 掌握熱力學性質間的基本關係式，並能用p-v-t關係計算有關熱力學性質。
2. 了解熱力學性質圖、表的製作原理，學會工程上常用熱力學圖表的使用。重點弄清剩餘性質的概念，並能計算。
3.1 熱力學性質間的關係
h=u+pv
a=u-ts
g=h-ts
maxwell關係式
推薦記憶法：t → v
↑↓順②
p → s
逆①其中，順②=逆①時，帶「－」號
要求：根據熱力學第一定律，結合狀態函式和數學知識，推導得出有關熱力學性質之間的關係式。
推導和的計算公式的一般步驟：
1.任意設關係。------依題意，根據經驗得出一推導簡便的關係式
2.利用全微分性質的公式過渡。
3.用maxwell關係式或熱力學第一定律進行變換。
4.根據不同情況，運用數學知識變換。
此時有兩條經驗：
①下標為p.v的, ,的偏導數，常與，有關。
②下標為h，u，s，a，g的偏導數，一般應先利用偏微分轉換公式換去下標為h，u，s，a，g的偏導式，然後再進行推導。
轉換公式：
3.2計算和的方法
1.狀態方程法：
2.剩餘性質法：
①普遍化壓縮因子圖
②普遍化的第二維里係數方法
匯出：3.3熱力學性質圖、表
要求：了解熱力學性質圖、表的製作原理，掌握用圖表進行計算的方法。
第4章均相混合物熱力學性質
本章要求
1. 正確理解偏摩爾性質，化學位，逸度，活度，混合變數，超額性質及標準態等概念。
2. 掌握均相混合物熱力學性質關係式，偏摩爾性質的相關公式，特別是gibbs-duhem方程及其應用，超額性質與活度係數關係式，了解逸度係數的計算方法。
4.1變組成系統的熱力學關係
化學勢的表達形式根據性質不同，可以寫成下列四個式子：
4.2 偏摩爾性質
定義式：
(m=v, u, h, s, a, g, cv, cp,……)
①偏導數下標一定要是t, p, ,否則就不是偏摩爾性質.
②由偏摩爾性質的定義式可知: 偏摩爾性質是乙個強度性質,它是溫度t、壓力p與體系組成的函式.
④用偏摩爾性質表達摩爾性質：
偏摩爾性質和總性質的關係：
即4-16）
（液相等穩、等壓條件）
對於純系統，偏摩爾性質就等於摩爾性質即。
⑤用摩爾性質表達偏摩爾性質：
各組分偏摩爾性質與摩爾性質之間的關係：
在t，p一定時，對於二元系統有 ：
⑦根據偏摩爾性質的定義可知，當化學位用下式表示時：
我們就稱化學位為偏摩爾自由焓。
⑧g—d方程：
條件：恆t，恆p下，表示了所有物質的偏摩爾性質有其內在聯絡。
常用形式： 對於二元：
它的作用有兩個：
ⅰ 已知組分1的的表示式，可得出組分2的的表示式；
ⅱ 判斷實驗資料或實驗確定的的方程式是否符合熱力學一致性
的唯一檢驗標準。
的求法：
⑴ 從的定義式出發求，使用條件是必須知道與的關係式，否則無法求出。
⑵ 由g—d方程可知，只要知道了除i組分以外的組分的,就可求出。
⑶ 截距法：已知條件：m——資料或方程式。
4.3 混合過程性質變化
1. 定義：
2. 求法：
4.4逸度和逸度係數
純氣體逸度和逸度係數的定義，
對於理想氣體：， ；對於真實氣體：。
4.5 理想混合物（溶液）
對於理想溶液，滿足以下幾個公式：
4.6 活度和活度係數
對液體混合物而言：
① 純液體 ∴
② 理想溶液
③﹥1 正偏差；﹤1 負偏差
4.6.3 超額性質
定義：真實溶液與理想溶液的摩爾性質之差稱為超額性質。
即 ， 當m=v，h時，
二元溶液g-d方程：
4.7活度係數模型
4.7.1正規溶液（wohl方程）
①二元margules方程：
②二元van laar方程：
a12、a21的計算方法：
①， ②根據恆沸點的汽液平衡資料，由下式求出：
4—155 a）
4—155b）
③由部分濃度或全濃度範圍內的汽液平衡資料，通過資料處理得出。
4.7.4無熱溶液（wilson方程）
常見二元系統的wilson方程：
式中：和
第5章相平衡
本章要求
(1)掌握完全互溶體系在中低壓下汽液平衡的計算方法；
(2)會應用活度係數和液相組成的關聯式，對活度係數與液相組成關聯式的推導不作要求。
5.1相平衡判據
達平衡態時：
⑴ 用化學位表示相平衡判據：
⑵ 用逸度表示的相平衡態判據：
5.1互溶系統的汽液平衡關係式
汽液平衡問題
——此式是低壓和加壓汽液平衡最普遍且嚴格的乙個熱力學方程。
有四種汽液平衡體系，其中要求掌握的是低壓體系。
低壓體系：汽相：理想氣體的混合物
液相：非理想溶液
相平衡時
工程上：大多數體系可採用此法計算。
計算二元體系汽液平衡資料時，根據已知條件不同，採用不同的方法。
一、若已知和組成關係，則可以計算：
1）已知恆t，，求p和。
因為溫度恆定，故已知，求得p，再由求得。
2） 已知p，，求t和試差法
因為t不知，設一溫度值，試差直到滿足下式：時，所設溫度才是平衡溫度，然後，由下式求得：
二、若不知和組成關係時，需根據汽液平衡實驗資料去估算活度係數模型引數。
常用共沸點的汽液平衡實驗資料進行計算，見4.7.2中內容。
5.5汽液平衡資料的熱力學一致性檢驗
一、恆溫汽液平衡資料進行校驗：
計算方法如下：誤差用d表示：
ab=面積a 面積b
a + b=面積a + 面積b=
二、對於恆壓條件下的汽液平衡資料：
計算：式中：——全濃度範圍內的最小沸點；
——恆壓二元系的最大溫差。單位：k
若則表示恆壓資料是符合熱力學同一性的；
仍表示資料具有一定的可靠性。
第6章化工過程能量分析
本章要求
(1)正確地建立起各種體系的能量平衡式，並能正確地計算過程的熱效應和功。
(2)對熱力學第二定律—熵增原理理解和計算，對過程的方向與限度有明確的概念，能計算過程的熵變。
（3）正確理解理想功、損失功和有效能的概念和公式，並能計算
6.1 熱力學第一定律
一、功定義：
不可逆過程
可逆過程：
規定：體系吸熱為正，放熱為負；對外做功為負，接受功為正。
二、封閉系統的能量平衡式：
適用於可逆與不可逆過程。
要求經過某一過程的熱量情況，即求過程量，必須弄清楚以下幾個問題。
1.明確體系過程條件。要求過程量，首先看是何種體系，其次是否可逆，然後推導不同穩恆過程的公式。
2.確定初，終態。有時初終態不是直接告知，而是經過分析後確定的。
怎樣才能確定體系的狀態呢？
1) 根據相律得知體系需幾個強度性質才能確定狀態。
2) 根據題意，找出所需的強度性質。
3.根據題意，選擇有關計算公式，就可求出所要求的量。
總而言之，要根據不同條件，選擇不同的解題方法。
三、穩定流動過程的能量平衡式：
（）（一）穩流過程能量平衡式的簡化形式及其應用：
①氣體通過如孔板、閥門、多孔塞等節流裝置時：
（即等焓過程）
②與外界有大量熱、軸功交換的穩流過程：
(a)壓縮機和膨脹機（透平）
， 適用於可逆，不可逆過程。
(b)無軸功，但有熱交換的裝置：鍋爐、熱交換器、塔等。
（二）軸功的計算方法：
(1)可逆軸功：
實際軸功與可逆軸功之比稱為機械效率。
對於產功裝置而言： ，
對於耗功裝置而言： ，
四、 氣體的基本熱力過程
封閉體系： 微小過程
（一）等容過程:
∴ 即
（二）等壓過程：
可逆過程：
不可逆過程（恒外壓）：來計算功。
（三）等溫過程：
（四）絕熱過程：
∴6.2熱力學第二定律
6.2.1熵與熵增原理
熵的定義式： 適用於任何體系和環境。
封閉體系熵增原理公式為：
上式中各種熵變的計算方法：
（一）為封閉體系的熵變：
①可逆過程：
結論：無論是由已知條件得知，還是由熱力學第一定律得出的就為，可以直接代入計算。
②不可逆過程：設計乙個初終態與不可逆過程的初終態相同的可逆過程，通過對這個可逆過程進行的計算，就可得出結果。
（二）為外界環境的熵變：
環境可分為熱源和功源即：
功源；熱源：（等溫可逆過程）
6.2.2熵產生與熵平衡
一、封閉系統的熵平衡
>0 不可逆過程
=0 可逆過程可判斷過程進行的方向
<0 不可能過程
——封閉體系的狀態引起的熵變。
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