化工计算电子课件第二章化工基础数据

高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军第二章化工常用基础数据1.掌握化工常用基础数据类型；2.掌握收集化工常用基础数据的方法；主要内容常用基本物性数据常用热力学物性数据化学反应和热化学数据传递参数本章要求高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军第一节常用基本物性数据一、临界常数临界常数是重要的物质基本性质数据，它不仅表示本身的物理意义，而且也是用以计算其他物质基本性质的主要数据。1.临界温度气体可以液化的最高温度称为临界温度，记作Tc。2.临界压力临界温度下气体液化所需的最低压力称为临界压力，记作Pc。3.临界体积在临界温度及临界压力下，1mol气体所占的体积称为临界体积，记作Vc，即为摩尔临界体积。4.临界常数的应用临界温度、临界压力和临界体积通称为临界常数。高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军第一节常用基本物性数据二、密度和相对密度1.密度⑴密度单位体积的物质所具有的质量称为该物质的密度。定义式为理想气体：高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军⑵重度单位体积物质的重量称为该物质的重度，定义式：2.相对密度物质A的相对密度是物质A的密度与基准物质的密度之比。相对密度一般可通过数据手册查得。第一节常用基本物性数据VGγ＝高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军三、蒸气压和饱和蒸气压在一定的温度下，液体内的一些分子会由于运动而逸出液面形成蒸气，同时还有一部分分子从蒸气中经过液面进入液体内。当逸出液面进入蒸气的分子总数与经过液面进入液体的分子总数相等时，我们就说液体与其液面上的蒸气呈饱和状态。当液体与其蒸气呈平衡状态时，此蒸气所产生的压力称为饱和蒸气压，简称为蒸气压。蒸气压随温度升高而增加。在相同的温度下，不同的液体的饱和蒸气压不同。蒸气压越高，液体越容易汽化。第一节常用基本物性数据高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军典型蒸气压计算经验公式1.安托尼(Antoine)公式：2.克拉贝龙（Clapeyron）蒸气压方程：第一节常用基本物性数据CTBApolnTBApoln高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军第一节常用基本物性数据蒸汽压的计算举例例2-2巳知水的安托尼常数A＝7.96681，B＝1668.211C＝228．求100℃时水的饱和蒸气压为多少？解：得：8808.222810021.166896681.7lgo水CtBApmmHg760o水p高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军热力学物性数据是化工计算中常用的另一类基础数据。常用的有：内能、焓、熵、热容、相变热、自由能、自由焓等。本节主要内容是介绍热容、相变热、焓等热力学物性数据的物理意义、计算或估算方法。第二节常用热力学物性数据高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军一、热容当对物质进行加热时，其温度升高，当物质冷却时放热，其温度降低。单位质量的物质温度升高1K（或l℃）所需的热量称为热容，又叫比热。1.分类按物质的量分⑴质量热容，单位为⑵摩尔热容，单位为按过程特征分⑴恒压热容：⑵恒容热容：气体的和不同，但固体和液体的和差别很小，化工计算中所用的热容一般都是等压热容。第二节常用热力学物性数据pC,mvC,mpC,mvC,mvC,mpC,m11KkgJ11KmolJ高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军2.计算方法⑴式中a、b、c、d——物质热容随温度变化的拟合参数⑵当缺乏数据时，可用基团结构加和法进行估算。式中各参数查取见教材适合：理想气体3.举例：略（见教材）第二节常用热力学物性数据32m,dTcTbTaCp312111m,TdnTcnTbnanCkkkkkkkkkkkkkkkkp高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军第二节常用热力学物性数据二、相变热1.定义任何物质都有三种相态，气相、液相和固相，在化工生产过程中，因为反应条件的变化和化学反应的影响，常有物质会从一种相态变到另一种相态，出现蒸发、冷凝、结晶、升华等相变过程，在相变发生的过程中伴随着热量的产生，称为相变热。2.分类⑴蒸发热（或冷凝热）：当温度和压力不变，1mol液体蒸发时所需的热量（或气体冷凝时放出的热量），用表示。⑵熔融热（或凝固热）：当温度和压力不变，1mol固体熔融所需的热量（或液体凝固时放出的热量），用表示。⑶升华热（或凝华热）：当温度和压力不变，1mol固体升华时所需的热量（或气体凝华时放出的热量），用表示。VHmHsH高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军3.计算相变热的经验公式蒸发热的经验公式：⑴特鲁顿（Trouton）法则⑵里德尔（Reidel）法则⑶克-克（Clausius-Clapeyron）方程⑷沃森（Watson）公式第二节常用热力学物性数据bTCH1VbrcbrcTpTRTH930.0526.12ln093.1V2121Vo2o1lnTTTTRHpp38.012V1V2)11(rrTTHH高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军第二节常用热力学物性数据4．举例例2-4用特鲁顿和里德尔公式分别计算乙醚在正常沸点时的蒸发热（乙醚的、、）。解：（1）用（2-16）式计算，取88，则（2）用（2-17）式计算，由、、K7.466CTPa10637.36cpK6.307bT1C1b1VmolJ8.270686.30788TCHK7.466CTPa10637.36cpK6.307bT66.07.4666.307cbbrTTTbrCbtc930.0526.12ln093.1TpTRTHv66.0930.0526.12)10637.3ln(66.07.466314.8093.161molJ5.26753高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军三、焓1.定义焓是一个状态函数，它的定义式是：式中H——体系的焓，J；U——体系的内能，J；p——体系的压力，Pa；V——体系的体积，m32.计算第二节常用热力学物性数据pVUHdTCnHHTTmp21,12高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军化工产品的生产过程往往伴随着化学反应，化学反应过程的反应热是能量衡算过程中的一个重要参数，本节重点介绍标准生成热、标准燃烧热及反应热的有关概念及它们之间的联系。一、标准生成热第三节化学反应和热化学数据在25℃，101.3kPa下，由稳定单质生成1mol化合物时的焓变即为标准生成热，以表示，单位为：kJ∙mol-1，与物质状态有关，同一种物质在气态、液态和固态的标准生成热都是不一样的，在25℃，101.3kPa下，处于稳定状态的单质其=0，常见物质的可查有关的手册，本书附录中也收录了一些常见物质的标准生成热数据。θfHθfHθfHθfHθfH高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军二、标准燃烧热第三节化学反应和热化学数据三、反应热1.定义在25℃，101.3kPa下，由各种处于稳定状态的1mol物质进行燃烧反应生成指定燃烧产物时的焓变，称为物质的标准燃烧热，以表示。常见物质的可查有关的手册，本书附录中也收录了一些常见物质的标准燃烧热数据。θcHθcH在25℃，101.3kPa下，由稳定单质生成1mol化合物时的焓变即为标准标准生成热，以表示，单位为：kJ∙mol-1，与物质状态有关，同一种物质在气态、液态和固态的标准生成热都是不一样的，在25℃，101.3kPa下，处于稳定状态的单质其=0，常见物质的可查有关的手册，本书附录中也收录了一些常见物质的标准生成热数据。θmr,Hθmr,H高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军2．计算1）由标准生成热计算标准反应热由标准生成热计算标准反应热可采用下式：2）由标准燃烧热计算第三节化学反应和热化学数据θrHiiiiHHH)()(θfθfθr反应物生成物iiiiHHH)()(θcθcθr生成物反应物高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军一、黏度1.定义当流体流动时，由于其内部分子间的作用力不产生的阻力。不同的流体产生的阻力大小不同，所以有的流体容易流动，有的流体较难流动。表示这种阻力大小的物性叫做黏度。2.分类黏度一般分为动力黏度和运动黏度两种。⑴动力黏度——动力黏度度是两流体层相距1cm，其面积各为1cm2，相对移动速度为lcm／s时所产生的阻力。动力黏度又称绝对黏度，通常所谓的黏度就是指动力黏度。⑵运动黏度——运动黏度是流体的动力黏度与其密度之比：第四节传递参数运动黏度高职高专“十一五”规划教材《化工计算》主编：张桂军化学工业出版社课件制作：张桂军二、热导率热量能够从物体的高温部分沿着物体传到其低温部分。这种传热过程叫做热传导。不同的物质传热的本领并不相同。物质的传热本领可以用热导率表示。热导率的定义为物质厚度为1m，其两壁面温度相差1K时，每单位时间通过该平壁的热量，以λ表示，λ数值越大，该物质的导热性能越好。规律：金属的热导率最大，传热效果最好，非金属的固体次之，液体的较小，气体的最小。第四节传递参数