第五章化工过程能量分析.ppt

文档介绍：第五章化工过程能量分析
本章目的
学习能量分析的原理和方法。
〔已在第三章介绍〕
本章内容
1. 复习“物化〞中学过的热力学根本概念；
2. 正确理解并熟练应用流动过程热力学第一、
第二定律的数学表达式；
3. 掌握熵变的计算，并运用熵增原理〔△S≥0〕判断实际过程进展的方向与限度；
4. 正确理解并熟练掌握理想功和损失功的定义
及其应用
5. 正确理解并熟练应用有效能、有效能的衡算
及其应用。
§ 热力学根本概念复习
1、体系与环境
2、状态和状态函数
3、过程
4、热和功
体系
环境
1、体系与环境
体系〔System〕
在科学研究时必须先确定研究对象，把一局部物质与其余分开，这种别离可以是实际的，也可以是想象的。这种被划定的研究对象称为体系，亦称为物系或系统。
环境〔surroundings〕
与体系密切相关、有相互作用或影响所能及的局部称为环境。
体系分类
根据体系与环境之间的关系，把体系分为三类：
〔1〕敞开体系 体系与环境之间既有物质交换，又有能量交换。
〔2〕封闭体系
体系与环境之间无物质交换，但有能量交换。
体系分类
〔3〕孤立体系〔isolated system〕
体系与环境之间既无物质交换，又无能量交换，故又称为隔离体系。有时把封闭体系和体系影响所及的环境一起作为孤立体系来考虑。
§ 热力学根本概念复习
2、状态和状态函数
状态：某一瞬间体系呈现的宏观状况。
平衡状态：在没有外界影响的条件下，如果体系的宏观状态不随时间而改变，那么称体系处于热力学平衡状态。
热平衡，力平衡，相平衡，化学平衡，即温度差，压力差，化学位差均为零。
状态函数：由于体系的各种宏观性质，是所处状态的单值函数，所以热力学把各种宏观性质称为状态函数。
常用的状态函数有P，V，T，U，H，S，A，G
§ 热力学根本概念复习
“状态一定值一定，殊途同归值变等，周而复始变化零。〞
循环过程：
状态1 状态2 状态3
△H=0,△U=0,△V=0,△S体系=0〔当然 △S总≠0)
§ 热力学根本概念复衡状态到另一平衡状态的转换．
对某一过程的描写：初态+终态+路径.
不可逆过程：一个单向过程发生之后一定留下一些痕迹，无论用何种方法也不能将此痕迹完全消除，在热力学上称为不可逆过程．
但凡不需要外加功而自然发生的过程皆是不可逆过程〔自发过程〕。
如：爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等