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1、第一章物料、能量守恒1、总质量、元素守恒。2、对于总质量与元素：输入系统的量二输出系统的量+系统积累量+系统损失量对于某组分：输入系统的量土化学反应量二输出系统的量+系统积累量+系统损失量3、不稳定过程中：输入量+生成量-消耗量-输出量二累积量4、体积流量Q（m3/h）,流体线速度u=Q/A（m/s）；质量流量W（Kg/h）,质量流速G=W/A（Kg/m2.摩尔流量 F（kmol/h） ； W=GA=Q p =uA p平均分子量二工相对分子量X摩尔分数PV二ZnRTR=8.314J/mol.KPPaC =P /RTR=8.314J/mol.KPPaZ的大小表示真实气体和理想气体性质的偏离度在标
2、准状况下（0 C, 0.10133MPa）下，1kmol气体的体积为22.4m3气体密度p =MP/ZRTPM=Zp RT Z=1+BP/RTG二puh)；5、6、7、8、1 幻 + % 3+3=1(kg)p p A B9、转化率X=某一反应物的转化量 转率=该反应物的起始量Vm3TKC -mol/ m3=卜k2对比压力与丁的校正系数;11单程转化率X -反应物的转化量反应器入口该反应物的起始量总转化率X=某一反应物的转化量心转率=新鲜物料中该反应物的起始量肪玄v 生成目的产物所消耗的关键组分量收率 收率关键组分的起始量质量收率 生成目的产物的质量质量收率关键组分的起始质量选择性S =生成目的
3、产物所消耗的关键组分量 已转化的关键组分量Y二X - S总转化率单程转化率 总收率单程收率10、11、恒容过程：mv（内能）+ mgz （势能）+上mv2（动能）=Q （热能）+ W （功） 2恒压过程：体系焓变+体系动能变化+体系位能变化二Q （热能）+W（功）连续流动体系下：体系动能变化+体系位能变化=0Q （带入热能）+Q （传入热能）+Q （过程热效应）二Q （带出热能）+1234Q5 （加热设备）+Q6 （散失热量）+Q7 （挥发气带出热量）Q0需加热 。0需冷却 Q=一H 反应热Q二一AH 223rr能量守恒：输入系统的能量+体系能产生的能量二体系能消耗的能量+输出系统的量+系统积
4、累13、N个组分，M个设备，则可列出的独立方程式为NxM个14、自由度分析变量个数：N=S(C+4)+Np +2 (S-流股数；C-组分数；4-流量、压力、温度、焓；2-功、热; VNp一其它过程变量)方程个数:Nf=C+2S+Np+1 (Np-过程限制关系式；1-热量平衡式2S一浓度限制、焓计算关系； C-物料关系式)自由度：Nd二 Nv -Nf=(S-1)C+2S+ (Np -Np)+1Nd= N -Nf=(S-1)C+2S+ (Np -Np)+1 (Np =Np)15、能量守恒计算时：选取基准温度，则基准温度的啥为016、比热容：(单位质量体系的热容)1Kg物质升高1笆所需要的热量，称为
5、比热容。单位：KJ/Kg. C摩尔热容：(1mol质量体系的热容)1mol或1 Kmol物质温度升高1C所需要的热量，称 为摩尔热容。单位为KJ/Kmol.K。第二章化工热力学理想气体：高温、低压可逆过程：体系发生从起点一终点一起点的变化后，对环境无任何影响。严格的可逆过程 并不存在，只是一种极限过程。（理想过程）不可逆过程：自发过程，有方向性，如果改变自发变化的方向，需要借助外力（能量）作用。热力学第零定律：如果两个系统分别与第三个系统达到热力学平衡，那么，这两个系统之间 也达到热力学平衡。热力学第一定律（能量转化定律）：封闭系统与环境之间交换的功和能量之和，等于系统内能 的变化（依据事实：
6、永动机是不可能的）。热力学第二定律：自发过程是不可逆的（依据事实：不能使一个自然的过程完全复原）。热量从低温物体传给高温物体，而不发生其它变化是不可能的。（热传导过程的不可逆性）从热源吸“热”，将其完全转化成“功”，而不发生其它变化是不可能的。（功转化为热的过 程的不可逆性）热力学第三定律：任何自发过程均是熵增过程（依据事实：不能得到绝对零度）在热力学零度的条件下，完美晶体的熵为零。所有热运动停止。Q.AU. AHQ、W过程函数，U、H、G、S是状态函数，理想气体：U、H、C ，C ，AH，A H都是Tv,m p,mr m相变皿的函数，与别的无关H=U+PVU二n C (T -T) AH= n
7、 C (T -T ) v,m 21p,m 21A H (T) = H9 (298.15k) + jT A Cr mr m298 15 r P，mA H (T ) = A H (T) + j：2 AAU = Q = j： C dTAH = Q = j： C dTQ二W二RT In pHP2C-C =R(气体)C=C (液体)pvpv35C =R 双原子分子理想气体C=Rvap mvapCp ,mdT恒容过程恒压过程恒温过程绝热过程r二Cp/C单分子理想气体W=0W=P(V-V)= nR(T -T)理想气体2121=U=0V、，P、-一 （）r T （ ） rTV2P1气体的标准状态是Pe=101
8、.325kpa下的状态，对T无要求。做功W=jv2 P dV对于可逆=jv2 P dVvi环vi系恒压P V r=P V1122环W=P(V -V )21恒温W= jv2 RT / VdV =nRTln L =viV1nRT ln %P2恒容W=0,_。PVr 11绝热可逆 W = -1 ()r - 1 V r-1 V r-1RPV P n-1多变过程：满足PVn二常数的可逆过程 W = (T -T ) = 1-() n n 1 21 n 1 P1熵变dSN6Q /T (可逆为等于，不可逆为大于)dS =竺rT理想气体的恒温过程AS = j 2 PdV = R ln 匕=R ln 1 TV理想
9、气体的恒容过程AS 4 竺 4 =c ln T1 T 1 T v T1恒压过程AS = f 2 nL = c ln T1 T T1绝热过程ASF在恒温恒压下的相变过程AS =AHXTS是状态函数TPAS = nC In t + nR ln i-12AS = J2t+ nRlnt (定压热容不恒定)1 TP2AS = nCV ,mln% + nC ln 匕PP ,m V混合前气体为S1、S2，混合后为SS= SX+ SX-R XLn X-R X Ln X 112 21122最小分离功T AS (AS二S-S -S ) 012B 二AH-T AS二R T (X Ln X + X Ln X )(AH
10、=0)f00 f1 f1 f2 f2W .二AB=aB + bBb- fBfW = T AS = T (AS -q T) 损 0 不可逆 0热水 损/ 0S =1/x J七 Sdx Y= S x = J七 Sdx 0A 0A0 A oA两相平衡时P、T的关系d / d =AH */(TAV *)AH* 摩尔蒸发热AV *= V* (g) - V*(l)PTmmmmmm若对液体加压则其饱和蒸汽压就要增加，但增加很少化学势即偏摩尔G焓G二H-TS对于理想气体fB=yBP=PBff卜=ByBP PB理想气体的逸度系数恒等于1P对于液体 a = b- B P *f （液体的活度系数）=aB（活度）=生
11、P sati理想气体混合物的活度与其平衡的液体的活度相同液体混合物的逸度与其平衡的气体的逸度相同相平衡时组分i在各个相中的化学势相同，在各个相中的逸度相同纯物质凝聚态可利用同T同P下达平衡的饱和蒸汽的逸度获得，fL=fv sat对于理想气体混合物r （活度系数）= -y iP sat Xi id=RTdlnfGF二C-P+2 2温度与压力 C一组分数。C=S-R-R/SS种化学物质R一反应方程式数；R/一独立的限制条件绝热节流过程等H不可逆过程，压力下降，熵增大8Tu =（）若u0制冷 uV0制热 u=0 T不变jqp h jjj压气机P n=1 单级理论耗功W = （PV - PV ）= R
12、T （） n -1n 一 1 2 21 1n 一 1 1 P1容积效率（VE）:吸入压气机的气体容积/活塞位移容积 余隙比（C）：余隙体积/活塞位移容积匕=1 + C C（P） n n压缩过程的多变指数 1卡诺循环（可逆机）：使热转化为功（T1高），绝热可逆膨胀、等温（T低）可逆压缩、绝热可逆压缩等温可逆膨胀2T w Q - Q . Q . T-12 = 1 - 2 = 1 - TQ1Tg+Q=0T 七总熵变 S=0逆卡诺循环（使功转化成热）：绝热可逆压缩、等温可逆放热、绝热可逆膨胀、等温可逆吸热制冷机：消耗功，使热量从低温传到高温（目的是转移低温物体的热量）=-5 = L-WNT2 - T1
13、Qo从低温物体吸收的热-Wn消耗的净功一制冷系数热泵：与制冷机原理完全相同，但目的不同，前者为制冷，后者为制热（低温热输送给高温 物体）。目的是高温物体得到热量。七二 Qh /Wh可逆热泵（逆卡诺循环）的制热系数：七卡二th/（th-tl）Wh二|QHI/|WHI二 |QOI/|WNI+1=亳+1卡诺循环与逆卡诺循环与工质无关，仅是工质温度的函数，在两个温度之间操作的任何循环，以卡诺循环与逆卡诺循环的获得功与制冷系数最大。损失功、理想功、有效能、有效能效率w =tas-qw=tas w一损失功；T一环境温度；，一总熵变L 0LOT L0TH、S基态的焓、熵。稳定流动过程中Wid（理想功）=tas-ah as一体系的熵变； 有效能的变化量e=（h-h）-t （s-s）= ah- t as=-widx 21021有效能 Ex=（H-Ho）-To（S-So）理想功等于有效能的减少（负值）区E）+ D（有效能损失）Z s D=厂/ 或/潜热（状态热）、汽化热、熔融热、熔解热P VB队二七（平衡）ArG=ArG。+ RT ln n ()BB-ArG o = RT ln komArGo = ArH。- TArS。ArG。= Z v AfG。B
