【正文】 每天或每小時操作所需的壓縮空氣體積與前同。 ? Qp— 燃料發(fā)熱量 ,kJ?kg1。 T— 冷凝水的溫度 ,℃。 C， B=170kJ/mol， ? ΔH 176。 dTCHHTpifii ????2 98)2 98(?HA進 =△ H0fA（ 298） + CPA（ T進 － 298） =40 1000+10 （ 373－ 298） =40750kJ/kmol HB進 =△ H0fB（ 298） + CPB（ T進 － 298） =0+15 （ 373－ 298） =1125kJ/kmol HA出 =△ H0fA（ 298） + CPA（ T出 － 298） =40 1000+10 （ 573－ 298） =42750kJ/kmol HB出 =△ H0fB（ 298） + CPB（ T出 － 298） =0 +15 （ 573－ 298） =4125kJ/kmol HC出 =△ H0fC（ 298） + CPC（ T出 － 298） =20 1000+5 （ 573－ 298） =18625kJ/kmol △ H=（ ∑n iHi） 出 － （ ∑n iHi） 入 =（ 50 42750+100 4125+200 （ － 18625） +250 21100） － （ 100 40750+200 1125） =－ 202300kJ/h。 1212,0,0TTHTTHrr??????放熱反應(yīng)：吸熱反應(yīng)： 已知 T進 、進出物料（ x） T出 已知 T進 、 T出 進料（ x） 出料（ x） 已知 T出 、進出物料（ x） T進 已知 T進 、 T出 出料（ x） 進料 絕熱過程通常通過熱量衡算求進出物料組成及進出口溫度 。原料含乙醇 90%（ mol%）和乙醛 10%（ mol%），進料溫度 300℃ ，當(dāng)加入反應(yīng)器的熱量為 5300kJ/100mol進料，產(chǎn)物出口溫度為 265℃ 。 ??3 0025dTCnHn piii 第二種基準(zhǔn) 以組成反應(yīng)物及產(chǎn)物的元素在 298K， 。 計算中注意單位的一致性。 會寫物質(zhì)的燃燒反應(yīng)。 （ 2） 各反應(yīng)物和產(chǎn)物的相態(tài) 相態(tài)不同， ΔHr不同 （ 3）各物質(zhì)所處的狀態(tài) （溫度壓力濃度等均有影響） AAr nHH???? 二、恒容反應(yīng)熱 ΔUr —— 在恒溫恒容條件下，反應(yīng)物在溫度 T時按化學(xué)計量關(guān)系完全反應(yīng)后的內(nèi)能變化。C 純 HCl（氣）和 H2O（液）為基準(zhǔn)。C 的 HCl（氣）和 25186。 若進出口物料是稀溶液，則宜選擇 25186。C H2O為基準(zhǔn)，（ 106－ 10） molH2O的焓為零，則上過程的焓變?yōu)橛?HCl含量為 1mol的極稀溶液變化為 10molH2O/molHCl溶液的焓差。 無限稀釋積分溶解熱 —— 1摩爾溶質(zhì)于恒溫恒壓 下溶于無窮多的溶劑中 ， 形成溶液時焓 的變化 。 通常選已知的溫度和相態(tài)的物流作為參考態(tài) 。 P對相變熱的影響一般較小，通常不予考慮。 廢 熱 鍋 爐 20186。C ，壓力 。 但必須予以指明 。 見 P129圖 5— 7。 由計算結(jié)果分析為何通常過程動能和勢能變化對熱量衡算的影響可忽略？ 5－ 5 機械能衡算（略） 第三節(jié) 無化學(xué)反應(yīng)過程能量衡算 利用 （間歇過程）（穩(wěn)流過程） UQHQ ???? ,Q、 W求取變成狀態(tài)函數(shù) ΔU和 ΔH的求取。 QH ??（ 3） 無功、熱傳遞過程 ，且 0,0 ???? PK EE0??H（等焓過程） WH ??（ 1） 絕熱過程 （ Q=0），且 0,0 ???? PK EE（ 2） 無做功過程（ W=0） 且 0,0 ???? PK EE幾種特殊情況下總能量衡算普遍式可簡化： 二、間歇過程的總能量衡算（ 封閉體系 ） 設(shè)備為剛性，無流動功時， 0)( ?? PV SWQZguU ???????22SPK WQEEU ???????或 間歇過程（封閉體系總能量衡算基本方程 ） 間歇過程一般有： 0,0 ???? PK EESWQH ??? SWQU ???（封閉體系的熱力學(xué)第一定律） 穩(wěn)流過程的熱力學(xué)第一定律變?yōu)椋? 0,0 ??? PK EE比較兩式使用條件 例題 每小時 500千克蒸汽驅(qū)動渦輪，進渦輪的蒸汽壓力為 44atm、 450?C，線速度為 60m/S，蒸汽離開渦輪的部位在渦輪進口位置以下 5m，常壓，速度為 360m/S。（這對能量衡算十分重要）。 注意： （ 1） 熱量是能量傳遞的一種形式 ， 僅在過程中體現(xiàn)出來 ， 它不是體系的性質(zhì) 。 4—1 能量的形式 一、動能（ EK） —— 物質(zhì)由于宏觀運動而具有的能量。 兩類問題 :設(shè)計型和操作型 第一節(jié) 概述 性質(zhì) ——指物料的特性，它可以被測量出來或 者可以計算出來。 mgzE P ?化工裝置中 EP與內(nèi)能相比很小，通?？珊雎? 三、內(nèi)能（ U） 物質(zhì)除了宏觀的動能和勢能外所具有的能量。 （ 3） 熱量由環(huán)境向體系傳遞 Q0， 反之 ， Q0。 衡算時各物料 H的基準(zhǔn)態(tài)應(yīng)一致 。 注意： H、 U的絕對值無法求出 ， 要取一基準(zhǔn)態(tài) 。 如求 5℃ ， 1大氣壓的冰 變?yōu)? 300℃ ， 5大氣壓的水蒸氣的 ΔH。 注意：圖上查得的值的單位及表示形式 。 計算中兩種情況： （ 1）當(dāng)進出體系的物料的各組分的焓和內(nèi)能可由圖表查得時 穩(wěn)流過程 ?? ? ?? 12 HHQ 間歇過程 ??? 12 UU （ 2）進出體系的物料的 H和 U不能從手冊查得時，選參考態(tài)，利用求 Q 的公式求算 ????21TTVV dTCUQ ????21TTPP dTCnHQ例 5— 6 P130~131 不同組分可選擇不同基準(zhǔn) 單獨求空氣出口與進口的焓變，可得何關(guān)系？將之與第三章的平均熱容的內(nèi)容比較之。 解：由題意作圖。C ， （汽） 查附錄得：甲醇 (汽 )熱容 m 2 TC p ????（ H水 ） 20186。對非極性液體 b=； 對于水、低分子醇 b=。 （ 1）物料衡算 取 1kmol進料混合物為計算基準(zhǔn) 總物料 1＝ L+V 苯 ＝ + 聯(lián)立解得 V=, L= （ 2）能量衡算 選取基準(zhǔn)： 10℃ 液體苯和甲苯為基準(zhǔn) 因混合物為同系物，看為理想溶液，忽略混合熱。該表取純物質(zhì)（純?nèi)苜|(zhì)和純?nèi)軇榛鶞?zhǔn)（ 此時焓為零 ）。C 25186。C 時，其 H可按下法求之： )n(H S?? )(H)n(HHSS ?????（ 1）先由下兩公式求出 25186。 hmolhkmoln HCl /548 0/ %20230 0 ???? hmolhkmoln OH /444 00/ %80100 02????畫出物料流程圖 5480molHCl(g)/h, 100186。C 至 40186。 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài) —— 在溫度為 T,壓力為 純物質(zhì)狀態(tài)稱為該物質(zhì)反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)態(tài) （ 對氣體還應(yīng)為具有理想氣體性質(zhì)的純氣體 ） 。 dTCHTpii ??2 98 nAR—— 過程中消耗或生成的 A的摩爾數(shù)（此數(shù)不一 定是進料或出料中 A 的摩爾數(shù)。 現(xiàn)有 25℃ 的 100molNH3/h和 200molO2/h連續(xù)進入反應(yīng)器 ， 氨在反應(yīng)器內(nèi)全部反應(yīng) ， 產(chǎn)物于 300℃ 呈氣態(tài)離開反應(yīng)器 。 這時反應(yīng)物或產(chǎn)物的焓 H是各物質(zhì) 298K的生成熱與由 298K變到其進出口狀態(tài)的顯熱和潛熱之和 。 解：取 100mol進料為計算基準(zhǔn) 由物料衡算得各個組分量標(biāo)于流程圖上相應(yīng)位置 反 應(yīng) 器 90molC2H5OH 10molCH3CHO n1molC2H5OH n2molCH3CHO n3molH2 300℃ 265℃ Q=5300kJ/100mol 三個未知數(shù)，只能列兩個物料衡算式，需借助能量衡算式求解，為一物能聯(lián)算問題。 已知： △ H0fA（ 298） =40kJ/mol， △ H0fB（ 298） =0kJ/mol， △ H0fC（ 298） =20kJ/mol， △ H0fD（ 298） =20kJ/mol CPA=10 kJ/， CPB=15 kJ/， CPC=5 kJ/， CPD=4 kJ/。求原料混合物進反應(yīng)器的溫度為多少？ ? 已知： CpA=30kJ/kmol物料衡算結(jié)果標(biāo)注于圖上。不保溫設(shè)備取～ 。 ? （ 1）壓送液體時，壓縮空氣在設(shè)備內(nèi)所需壓強 220udllghPP e ??? ?????∑l e—— 管路系統(tǒng)全部管件、閥門以及進、出口等的當(dāng)量之和 壓送液體物料時壓縮空氣的消耗量 (2)每次操作均將設(shè)備中的液體全部壓完時的壓縮空氣消耗量 以常壓 (?105Pa)下的空氣體積計，一次操作所需的壓縮空氣消耗量為 5Tb PVV??式中 Vb—— 一次操作所需的壓縮空氣體積， m3?次 1； VT—— 設(shè)備容積， m3； P—— 壓縮空氣在設(shè)備內(nèi)建立的壓強， Pa。 5b PKAV??? 517真空抽氣量的計算 ? 抽吸液體物料 ? 一次抽吸操作所需的抽氣量為 Pk—— 設(shè)備中的剩余壓強， Pa。 K— 校正系數(shù)。 物料的百分組成，表示方法及各種組成表示方法間的換算 干基與濕基組成間的換算 第三章化工基礎(chǔ)數(shù)據(jù) ? 常用的獲取物性數(shù)據(jù)的方法。 ? 練掌握 x、 s、 y、限制反應(yīng)物、過量反應(yīng)物、過量百分?jǐn)?shù)、單程轉(zhuǎn)化率、總轉(zhuǎn)化率的定義、定義式，并熟練地運用其進行有關(guān)計算。 ?? ??? 輸入輸出 （ ))( iiii HnHnH ? ?????? 輸入輸出 （ ))(0iiiiArAR HnHnHnH?帶換熱的反應(yīng)過程的能量衡算 絕熱反應(yīng)器的能量衡算 第五章 能量衡算 ? 掌握概念：性質(zhì)、強度性質(zhì)、廣延性質(zhì)、 相變熱、 恒壓反應(yīng)熱 ΔHr 、恒容反應(yīng)熱 ΔUr、標(biāo)準(zhǔn)生成熱、標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 ? 弄清能量的傳遞形式 熱量、功，注意問題 ? 熟記總能量衡算普遍式，幾種特殊情況下熱量衡算式 ? 掌握熱量衡算的基本步驟 ? 掌握無化學(xué)反應(yīng)過程能量衡算，設(shè)計過程的原則是便于計算，過程類型有哪 5種，無相變的變溫變壓過程能量衡算，相變過程的能量衡算，物質(zhì)的參考態(tài)（基準(zhǔn)態(tài)）選取，利用焓 — 溫圖作能量衡算溶解熱和混合熱 ? 帶換熱的反應(yīng)過程的能量衡算 ? 絕熱反應(yīng)器的能量衡算 熟練掌握化學(xué)反應(yīng)過程的能量衡算 ， 由標(biāo)準(zhǔn)生成熱 ，由標(biāo)準(zhǔn)燃燒熱 00 rfi HH ?? 求 00 rC HH ?? 求基準(zhǔn)的選取 第一種基準(zhǔn) 若已知標(biāo)準(zhǔn)反應(yīng)熱 ， 可取 298K， 為反應(yīng)物及產(chǎn)物的計算基準(zhǔn) 。 含 H2和 CO混合氣和空氣燃燒，燃燒后廢氣分析結(jié)果如下： N2， %（ mol%)； O2， %； CO2， %(為干基）。 ?? ??? 輸入輸出 （ ))( iiii HnHnH ? ??????輸入輸出 （ ))(0iiiiArAR HnHnHnH? 課堂練習(xí)題 1.、硝化混酸配制