化工計算 教學課件 作者 張桂軍 薛雪 主編 薛敘明 主審第二章化工基礎數(shù)據(jù).ppt

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1、第二章化工常用基礎數(shù)據(jù)1.掌握化工常用基礎數(shù)據(jù)類型；2.掌握收集化工常用基礎數(shù)據(jù)的方法；主要內容常用基本物性數(shù)據(jù)常用熱力學物性數(shù)據(jù)化學反應和熱化學數(shù)據(jù)傳遞參數(shù)本章要求第一節(jié)常用基本物性數(shù)據(jù)一、臨界常數(shù)臨界常數(shù)是重要的物質基本性質數(shù)據(jù)，它不僅表示本身的物理意義，而且也是用以計算其他物質基本性質的主要數(shù)據(jù)。1.臨界溫度氣體可以液化的最高溫度稱為臨界溫度，記作Tc。2.臨界壓力臨界溫度下氣體液化所需的最低壓力稱為臨界壓力，記作Pc。3.臨界體積在臨界溫度及臨界壓力下，1mol氣體所占的體積稱為臨界體積，記作Vc，即為摩爾臨界體積。4.臨界常數(shù)的應用臨

2、界溫度、臨界壓力和臨界體積通稱為臨界常數(shù)。第一節(jié)常用基本物性數(shù)據(jù)二、密度和相對密度1.密度⑴密度單位體積的物質所具有的質量稱為該物質的密度。定義式為理想氣體：⑵重度單位體積物質的重量稱為該物質的重度，定義式：2.相對密度物質A的相對密度是物質A的密度與基準物質的密度之比。相對密度一般可通過數(shù)據(jù)手冊查得。第一節(jié)常用基本物性數(shù)據(jù)三、蒸氣壓和飽和蒸氣壓在一定的溫度下，液體內的一些分子會由于運動而逸出液面形成蒸氣，同時還有一部分分子從蒸氣中經過液面進入液體內。當逸出液面進入蒸氣的分子總數(shù)與經過液面進入液體的分子總數(shù)相等時，我們就說液體與其液面上的蒸氣呈

3、飽和狀態(tài)。當液體與其蒸氣呈平衡狀態(tài)時，此蒸氣所產生的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡稱為蒸氣壓。蒸氣壓隨溫度升高而增加。在相同的溫度下，不同的液體的飽和蒸氣壓不同。蒸氣壓越高，液體越容易汽化。第一節(jié)常用基本物性數(shù)據(jù)典型蒸氣壓計算經驗公式1.安托尼(Antoine)公式：2.克拉貝龍（Clapeyron）蒸氣壓方程：第一節(jié)常用基本物性數(shù)據(jù)第一節(jié)常用基本物性數(shù)據(jù)蒸汽壓的計算舉例例2-2巳知水的安托尼常數(shù)A＝7.96681，B＝1668.211C＝228．求100℃時水的飽和蒸氣壓為多少？解：得：熱力學物性數(shù)據(jù)是化工計算中常用的另一類基礎數(shù)據(jù)。常用的有：內能、

4、焓、熵、熱容、相變熱、自由能、自由焓等。本節(jié)主要內容是介紹熱容、相變熱、焓等熱力學物性數(shù)據(jù)的物理意義、計算或估算方法。第二節(jié)常用熱力學物性數(shù)據(jù)一、熱容當對物質進行加熱時，其溫度升高，當物質冷卻時放熱，其溫度降低。單位質量的物質溫度升高1K（或l℃）所需的熱量稱為熱容，又叫比熱。1.分類按物質的量分⑴質量熱容，單位為⑵摩爾熱容，單位為按過程特征分⑴恒壓熱容：⑵恒容熱容：氣體的和不同，但固體和液體的和差別很小，化工計算中所用的熱容一般都是等壓熱容。第二節(jié)常用熱力學物性數(shù)據(jù)2.計算方法⑴式中a、b、c、d——物質熱容隨溫度變化的擬合參數(shù)⑵當缺乏數(shù)據(jù)時

5、，可用基團結構加和法進行估算。式中各參數(shù)查取見教材適合：理想氣體3.舉例：略（見教材）第二節(jié)常用熱力學物性數(shù)據(jù)第二節(jié)常用熱力學物性數(shù)據(jù)二、相變熱1.定義任何物質都有三種相態(tài)，氣相、液相和固相，在化工生產過程中，因為反應條件的變化和化學反應的影響，常有物質會從一種相態(tài)變到另一種相態(tài)，出現(xiàn)蒸發(fā)、冷凝、結晶、升華等相變過程，在相變發(fā)生的過程中伴隨著熱量的產生，稱為相變熱。2.分類⑴蒸發(fā)熱（或冷凝熱）：當溫度和壓力不變，1mol液體蒸發(fā)時所需的熱量（或氣體冷凝時放出的熱量），用表示。⑵熔融熱（或凝固熱）：當溫度和壓力不變，1mol固體熔融所需的熱量（或

6、液體凝固時放出的熱量），用表示。⑶升華熱（或凝華熱）：當溫度和壓力不變，1mol固體升華時所需的熱量（或氣體凝華時放出的熱量），用表示。3.計算相變熱的經驗公式蒸發(fā)熱的經驗公式：⑴特魯頓（Trouton）法則⑵里德爾（Reidel）法則⑶克-克（Clausius-Clapeyron）方程⑷沃森（Watson）公式第二節(jié)常用熱力學物性數(shù)據(jù)第二節(jié)常用熱力學物性數(shù)據(jù)4．舉例例2-4用特魯頓和里德爾公式分別計算乙醚在正常沸點時的蒸發(fā)熱（乙醚的、、）。解：（1）用（2-16）式計算，取88，則（2）用（2-17）式計算，由、、三、焓1.定義焓是一個狀態(tài)函

7、數(shù)，它的定義式是：式中H——體系的焓，J；U——體系的內能，J；p——體系的壓力，Pa；V——體系的體積，m32.計算第二節(jié)常用熱力學物性數(shù)據(jù)化工產品的生產過程往往伴隨著化學反應，化學反應過程的反應熱是能量衡算過程中的一個重要參數(shù)，本節(jié)重點介紹標準生成熱、標準燃燒熱及反應熱的有關概念及它們之間的聯(lián)系。一、標準生成熱第三節(jié)化學反應和熱化學數(shù)據(jù)在25℃，101.3kPa下，由穩(wěn)定單質生成1mol化合物時的焓變即為標準生成熱，以表示，單位為：kJ?mol-1，與物質狀態(tài)有關，同一種物質在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的標準生成熱都是不一樣的，在25℃，101.3k

8、Pa下，處于穩(wěn)定狀態(tài)的單質其=0，常見物質的可查有關的手冊，本書附錄中也收錄了一些常見物質的標準生成熱數(shù)據(jù)。二、標準燃燒熱第三節(jié)化學反應和熱化學數(shù)據(jù)三