第二章化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù)23885

1、第二章 化工常用基礎(chǔ)數(shù)據(jù),1.掌握化工常用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)類型； 2.掌握收集化工常用基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的方法； 主要內(nèi)容 常用基本物性數(shù)據(jù) 常用熱力學(xué)物性數(shù)據(jù) 化學(xué)反應(yīng)和熱化學(xué)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(zhì)基本性質(zhì)數(shù)據(jù)，它不僅表示本身的物理意義，而且也是用以計(jì)算其他物質(zhì)基本性質(zhì)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(yīng)用 臨界溫度、

2、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(duì)密度 1.密度 密度 單位體積的物質(zhì)所具有的質(zhì)量稱為該物質(zhì)的密度。定義式為 理想氣體,重度 單位體積物質(zhì)的重量稱為該物質(zhì)的重度 ，定義式： 2.相對(duì)密度 物質(zhì)A的相對(duì)密度是物質(zhì)A的密度與基準(zhǔn)物質(zhì)的密度之比。 相對(duì)密度一般可通過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)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(nèi)的一些分子會(huì)由于運(yùn)動(dòng)而逸出液面形成蒸氣，同時(shí)還有一部分分子從蒸氣中經(jīng)過(guò)液面進(jìn)入液體內(nèi)。當(dāng)逸出液面進(jìn)入蒸氣的分子總數(shù)與經(jīng)過(guò)液面進(jìn)入液體的分子總數(shù)相等時(shí)，我們就說(shuō)液體與其液面上的蒸氣呈飽和狀態(tài)。當(dāng)液體與其蒸氣呈平衡狀態(tài)

3、時(shí)，此蒸氣所產(chǎn)生的壓力稱為飽和蒸氣壓，簡(jiǎn)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(jì)算經(jīng)驗(yàn)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(jì)算舉例 例2-2 巳知水的安托尼常數(shù)A7.96681，B1668.211 C228求100時(shí)水的飽和蒸氣壓為多少？ 解： 得,熱力學(xué)物性數(shù)據(jù)是化工計(jì)算中常用的另一類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。常用的有：內(nèi)能、焓、熵、熱容、相變熱、自由能、自由焓等。本節(jié)主要內(nèi)容是介紹熱容、相

4、變熱、焓等熱力學(xué)物性數(shù)據(jù)的物理意義、計(jì)算或估算方法,第二節(jié) 常用熱力學(xué)物性數(shù)據(jù),一、熱容 當(dāng)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行加熱時(shí)，其溫度升高，當(dāng)物質(zhì)冷卻時(shí)放熱，其溫度降低。單位質(zhì)量的物質(zhì)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(zhì)的量分 質(zhì)量熱容 ，單位為 摩爾熱容 ，單位為 按過(guò)程特征分 恒壓熱容： 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(jì)算中所用的熱容一般都是等壓熱容,第二節(jié) 常用熱力學(xué)物性數(shù)據(jù),2.計(jì)算方法 式中a、b、c、d物質(zhì)熱容隨溫度變化的擬合參數(shù) 當(dāng)缺乏數(shù)據(jù)時(shí)，可用基團(tuán)結(jié)構(gòu)加和法進(jìn)行估算。 式中各參數(shù)查取見(jiàn)教材 適合：理想氣體 3.舉例：略（見(jiàn)教材

5、,第二節(jié) 常用熱力學(xué)物性數(shù)據(jù),第二節(jié) 常用熱力學(xué)物性數(shù)據(jù),二、相變熱 1.定義 任何物質(zhì)都有三種相態(tài)，氣相、液相和固相，在化工生產(chǎn)過(guò)程中，因?yàn)榉磻?yīng)條件的變化和化學(xué)反應(yīng)的影響，常有物質(zhì)會(huì)從一種相態(tài)變到另一種相態(tài)，出現(xiàn)蒸發(fā)、冷凝、結(jié)晶、升華等相變過(guò)程，在相變發(fā)生的過(guò)程中伴隨著熱量的產(chǎn)生，稱為相變熱。 2.分類 蒸發(fā)熱（或冷凝熱）：當(dāng)溫度和壓力不變，1mol液體蒸發(fā)時(shí)所需的熱量（或氣體冷凝時(shí)放出的熱量），用 表示。 熔融熱（或凝固熱）：當(dāng)溫度和壓力不變，1mol固體熔融所需的熱量（或液體凝固時(shí)放出的熱量），用 表示。 升華熱（或凝華熱）：當(dāng)溫度和壓力不變，1mol固體升華時(shí)所需的熱量（或氣體凝華時(shí)放

6、出的熱量），用 表示,3.計(jì)算相變熱的經(jīng)驗(yàn)公式 蒸發(fā)熱的經(jīng)驗(yàn)公式： 特魯頓（Trouton）法則 里德?tīng)?（Reidel）法則 克-克（Clausius-Clapeyron）方程 沃森（Watson）公式,第二節(jié) 常用熱力學(xué)物性數(shù)據(jù),第二節(jié) 常用熱力學(xué)物性數(shù)據(jù),4舉例 例2-4 用特魯頓和里德?tīng)柟椒謩e計(jì)算乙醚在正常沸點(diǎn)時(shí)的蒸發(fā)熱（乙醚的 、 、 ）。 解：（1）用（2-16）式計(jì)算， 取88，則 （2）用（2-17）式計(jì)算，由 、,三、焓 1.定義 焓是一個(gè)狀態(tài)函數(shù)，它的定義式是： 式中 H體系的焓，J； U體系的內(nèi)能，J； p體系的壓力，Pa； V體系的體積，m3 2.計(jì)算,第二節(jié) 常用熱

7、力學(xué)物性數(shù)據(jù),化工產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程往往伴隨著化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)過(guò)程的反應(yīng)熱是能量衡算過(guò)程中的一個(gè)重要參數(shù)，本節(jié)重點(diǎn)介紹標(biāo)準(zhǔn)生成熱、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱及反應(yīng)熱的有關(guān)概念及它們之間的聯(lián)系,一、標(biāo)準(zhǔn)生成熱,第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)和熱化學(xué)數(shù)據(jù),在25，101.3kPa下，由穩(wěn)定單質(zhì)生成1mol化合物時(shí)的焓變即為標(biāo)準(zhǔn)生成熱，以 表示，單位為：kJmol-1，與物質(zhì)狀態(tài)有關(guān)，同一種物質(zhì)在氣態(tài)、液態(tài)和固態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)生成熱都是不一樣的，在25， 101.3kPa下，處于穩(wěn)定狀態(tài)的單質(zhì)其 =0，常見(jiàn)物質(zhì)的 可查有關(guān)的手冊(cè),二、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱,第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)和熱化學(xué)數(shù)據(jù),在25， 101.3kPa下，由各種處于穩(wěn)定狀態(tài)的1mol物質(zhì)進(jìn)

8、行燃燒反應(yīng)生成指定燃燒產(chǎn)物時(shí)的焓變，稱為物質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱，以 表示。常見(jiàn)物質(zhì)的 可查有關(guān)的手冊(cè),三、反應(yīng)熱 1）由標(biāo)準(zhǔn)生成熱計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 由標(biāo)準(zhǔn)生成熱計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱可采用下式： 2）由標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱計(jì)算,第三節(jié) 化學(xué)反應(yīng)和熱化學(xué)數(shù)據(jù),一、黏度 1.定義 當(dāng)流體流動(dòng)時(shí)，由于其內(nèi)部分子間的作用力不產(chǎn)生的阻力。不同的流體產(chǎn)生的阻力大小不同，所以有的流體容易流動(dòng)，有的流體較難流動(dòng)。表示這種阻力大小的物性叫做黏度。 2.分類 黏度一般分為動(dòng)力黏度和運(yùn)動(dòng)黏度兩種。 動(dòng)力黏度動(dòng)力黏度度是兩流體層相距1cm，其面積各為1cm2，相對(duì) 移動(dòng)速度為lcms時(shí)所產(chǎn)生的阻力。動(dòng)力黏度又稱絕對(duì)黏度，通常所謂的黏度就是指動(dòng)力黏度。 運(yùn)動(dòng)黏度運(yùn)動(dòng)黏度是流體的動(dòng)力黏度與其密度之比,第四節(jié) 傳遞參數(shù),二、熱導(dǎo)率 熱量能夠從物體的高溫部分沿著物體傳到其低溫部分。這種傳熱過(guò)程叫做熱傳導(dǎo)。不同的物質(zhì)傳熱的本領(lǐng)并不