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、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(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：⑵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.相對密度物質(zhì)A的相對密度是物質(zhì)A的密度與基準(zhǔn)物質(zhì)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(nèi)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(jīng)過液面進(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)過液面進(jìn)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飽和狀態(tài)。當(dāng)液體與其蒸氣呈平衡狀態(tài)時，此蒸氣所產(chǎn)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(jīng)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(xué)物性數(shù)據(jù)是化工計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、相變熱、焓等熱力學(xué)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(xué)物性數(shù)據(jù)一、熱容

當(dāng)對物質(zhì)進(jìn)行加熱時，其溫度升高，當(dāng)物質(zhì)冷卻時放熱，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

⑴質(zhì)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(xué)物性數(shù)據(jù)2.計算方法⑴式中a、b、c、d——物質(zhì)熱容隨溫度變化的擬合參數(shù)⑵當(dāng)缺乏數(shù)據(jù)時，可用基團結(jié)構(gòu)加和法進(jìn)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(xué)物性數(shù)據(jù)第二二節(jié)節(jié)常常用用熱熱力力學(xué)學(xué)物物性性數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)二、、相相變變熱熱1.定義義任何何物物質(zhì)質(zhì)都都有有三三種種相相態(tài)態(tài)，，氣氣相相、、液液相相和和固固相相，，在在化化工工生生產(chǎn)產(chǎn)過過程程中中，，因因為為反反應(yīng)應(yīng)條條件件的的變變化化和和化化學(xué)學(xué)反反應(yīng)應(yīng)的的影影響響，，常常有有物物質(zhì)質(zhì)會會從從一一種種相相態(tài)態(tài)變變到到另另一一種種相相態(tài)態(tài)，，出出現(xiàn)現(xiàn)蒸蒸發(fā)發(fā)、、冷冷凝凝、、結(jié)結(jié)晶晶、、升升華華等等相相變變過過程程，，在在相相變變發(fā)發(fā)生生的的過過程程中中伴伴隨隨著著熱熱量量的的產(chǎn)產(chǎn)生生，，稱稱為為相相變變熱熱。。2.分類類⑴蒸蒸發(fā)發(fā)熱熱（（或或冷冷凝凝熱熱））：：當(dāng)當(dāng)溫溫度度和和壓壓力力不不變變，，1mol液體體蒸蒸發(fā)發(fā)時時所所需需的的熱熱量量（（或或氣氣體體冷冷凝凝時時放放出出的的熱熱量量）），，用用表表示示。。⑵熔熔融融熱熱（（或或凝凝固固熱熱））：：當(dāng)當(dāng)溫溫度度和和壓壓力力不不變變，，1mol固體熔融所所需的熱量量（或液體體凝固時放放出的熱量量），用表表示。⑶升華熱（（或凝華熱熱）：當(dāng)溫溫度和壓力力不變，1mol固體升華時時所需的熱熱量（或氣氣體凝華時時放出的熱熱量），用用表表示。。3.計算相變熱熱的經(jīng)驗公公式蒸發(fā)熱的經(jīng)經(jīng)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)常常用熱力力學(xué)物性數(shù)數(shù)據(jù)第二節(jié)常常用熱力力學(xué)物性數(shù)數(shù)據(jù)4．舉例例2-4用特魯頓和和里德爾公公式分別計計算乙醚在在正常沸點點時的蒸發(fā)發(fā)熱（乙醚醚的、、、、））。解：（1）用（2-16）式計算，，取取88，則（2）用（2-17）式計算，，由、、、、三、焓1.定義焓是一個狀狀態(tài)函數(shù)，，它的定義義式是：式中H——體系的焓，，J；U——體系的內(nèi)能能，J；p——體系的壓力，，Pa；V——體系的體積，，m32.計算第二節(jié)常常用熱力學(xué)物物性數(shù)據(jù)化工產(chǎn)品的生生產(chǎn)過程往往往伴隨著化學(xué)學(xué)反應(yīng)，化學(xué)學(xué)反應(yīng)過程的的反應(yīng)熱是能能量衡算過程程中的一個重重要參數(shù)，本本節(jié)重點介紹紹標(biāo)準(zhǔn)生成熱熱、標(biāo)準(zhǔn)燃燒燒熱及反應(yīng)熱熱的有關(guān)概念念及它們之間間的聯(lián)系。一、標(biāo)準(zhǔn)生成熱第三節(jié)化化學(xué)反應(yīng)和和熱化學(xué)數(shù)據(jù)據(jù)在25℃，101.3kPa下，由穩(wěn)定定單質(zhì)生成成1mol化合物時的的焓變即為為標(biāo)準(zhǔn)生成成熱，以表表示，，單位為：：kJ?mol-1，與物質(zhì)狀狀態(tài)有關(guān)，，同一種物物質(zhì)在氣態(tài)態(tài)、液態(tài)和和固態(tài)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)生成熱熱都是不一一樣的，在在25℃，101.3kPa下，處于穩(wěn)穩(wěn)定狀態(tài)的的單質(zhì)其=0，常見物物質(zhì)的可可查有有關(guān)的手手冊，本本書附錄錄中也收收錄了一一些常見見物質(zhì)的的標(biāo)準(zhǔn)生生成熱數(shù)數(shù)據(jù)。二、標(biāo)準(zhǔn)燃燒燒熱第三節(jié)化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)和熱化化學(xué)數(shù)據(jù)據(jù)三、反應(yīng)應(yīng)熱1.定義在25℃，101.3kPa下，由各各種處于于穩(wěn)定狀狀態(tài)的1mol物質(zhì)進(jìn)行行燃燒反反應(yīng)生成成指定燃燃燒產(chǎn)物物時的焓焓變，稱稱為物質(zhì)質(zhì)的標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)燃燒熱熱，以表表示。。常見物物質(zhì)的可可查有關(guān)關(guān)的手冊冊，本書書附錄中中也收錄錄了一些些常見物物質(zhì)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)燃燒燒熱數(shù)據(jù)據(jù)。在25℃，101.3kPa下，由穩(wěn)穩(wěn)定單質(zhì)質(zhì)生成1mol化合物時時的焓變變即為標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)生成熱熱，以表表示，單單位為：：kJ?mol-1，與物質(zhì)質(zhì)狀態(tài)有有關(guān)，同同一種物物質(zhì)在氣氣態(tài)、液液態(tài)和固固態(tài)的標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)生成成熱都是是不一樣樣的，在在25℃，101.3kPa下，處于于穩(wěn)定狀狀態(tài)的單單質(zhì)其=0，常見物物質(zhì)的可可查有有關(guān)的手手冊，本本書附錄錄中也收收錄了一一些常見見物質(zhì)的的標(biāo)準(zhǔn)生生成熱數(shù)數(shù)據(jù)。2．計算1）由標(biāo)準(zhǔn)生生成熱計計算標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)反應(yīng)熱熱由標(biāo)準(zhǔn)生生成熱計計算標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)反應(yīng)熱熱可采用用下式：：2）由標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)燃燒熱熱計算第三節(jié)化化學(xué)反應(yīng)應(yīng)和熱化化學(xué)數(shù)據(jù)據(jù)一、黏度度1.定義當(dāng)流體流流動時，，由于其其內(nèi)部分分子間的的作用力力不產(chǎn)生生的阻力力。不同同的流體體產(chǎn)生的的阻力大大小不同同，所以以有的流流體容易易流動，，有的流流體較難難流動。。表示這這種阻力力大小的的物性叫叫做黏度度。2.分類黏度一般般分為動動力黏度度和運動動黏度兩兩種。⑴動力黏黏度——動力黏度度度是兩兩流體層層相距1cm，其面面積各各為1cm2，相對對移移動速速度為為lcm／s時所產(chǎn)產(chǎn)生的的阻力力。動動力黏黏度又又稱絕絕對黏黏度，，通常常所謂謂的黏黏度就就是指指動力