根据压力和温度求焓
压力应该增大,但是题目说是膨胀,所以压力可以减小,流体经过节流阀是不可逆过程,所以熵增,但是由于是绝热过程,所以焓不变。
你要失望了,只有压力和温度是求不出焓值的。
物质的标准生成焓与压力和温度都没有关系的。
自由焓
free enthalpy
热力学函数之一,是判断等温、等压下冶金反应的方向及平衡态的依据。有的书刊上称它为:吉氏自由能(Gibbs free energy)。自由焓计算是冶金过程热力学的中心内容和基本手段。
自由焓G 的定义是:
(1)
式中G为自由焓(焦),H为焓(焦),S为熵(焦/开),T为绝对温度(开)。以上各参量一般均取 1摩尔的值。对纯物质,自由焓与物质的化学本性及其状态以及所处的温度、压力有关。对固体或距临界温度较远的液体,压力的影响可忽略不计。对溶液而言,自由焓还与溶液的组成有关。由A及B组成的二元溶液,其自由焓G:
(2)
式中,强Α、强B为组元A、B的偏摩尔自由焓,即化学势,也即在恒温恒压下加入 1摩尔该组分到极大量的给定浓度溶液内所引起的自由焓变化。nΑ、nB为组分A和B的摩尔数。
自由焓变量 一个等温过程或反应的自由焓变量 ΔG根据式(1)为:
(3)
在等温等压下一个过程或反应能否自发地进行,取决于自由焓变量ΔG是负值还是正值。ΔG为负值的反应可以进行;负值越大,则该反应进行的趋势越大。两个同类型反应,其进行的先后顺序取决于其ΔG负值的大小,负值大的反应优先进行。当ΔG=0,该反应达到平衡,也即反应向正方向进行的速度与向反方向进行的速度相等。对反应方程式
方括弧[A]表示溶于金属液中的A,也可用峎表示;而圆括弧(C)表示溶于炉渣中的C,在中国也有用哫表示的。其平衡常数K为:
(4)
式中,aΑ、aC、pD分别代表平衡时组分A、C的活度和气体组分D的分压(大气压);B因是纯固体物质,其活度为1,故从略。
反应的平衡常数K 与其标准自由焓变量ΔG°的关系式为:
(5)
式中R为气体常数,其值为8.314焦/(开·摩尔)。标准自由焓变量ΔG°是反应物质和产物都处于标准状态下的自由焓变量。对气体来说,其标准态为1大气压下的纯气体。对溶液来说,其标准态可采用纯物质或 1%浓度溶液。
对非标准态的反应,可用等温方程式计算其ΔG:
(6)
J和K相似,但用实际的活度或压力来表达。根据上列反应方程式,
顺便指出,下面谈到的ΔG或ΔG°,均用自由焓或标准自由焓,而将“变量”二字省略。谈到G 时用自由焓的绝对值即绝对自由焓。
化合物的标准生成自由焓 ΔG°可用298K的标准生成焓ΔH圏、标准熵S圏和热容Cp求出,其计算公式为:
(7)
a、b为热容Cp与温度T关系式的常数;当只用两项式时:
(8)
(9)
ΔS圏可用反应物及产物的标准熵S圏求出:
(10)
上列各式中,v为反应方程式中各物质的系数也即其摩尔数。下标p表示产物,r表示反应物。
化合物的标准生成自由焓也可用式(11)求出:
(11)
式中的ΔH0和I是常数,可用已知的两个温度的该化合物的ΔG°值求出。ΔH0也可用式(12)由已知某一温度该化合物的ΔH°求出:
(12)
溶解自由焓 某元素溶于金属液成为冶金熔体,其溶液生成自由焓称为溶解自由焓。由于活度有不同标准状态,因之标准溶解自由焓根据标准态的不同而有不同值。
可以证明:①对纯物质标准态,ΔG°=0。高浓度合金熔体,熔渣(以氧化物为组分)等通常采用纯物质标准态。②对重量1%浓度溶液的标准态,其标准溶解自由焓用ΔG婶表示:
(13)
式中,M1为溶剂的分子量,M2为溶质的分子量,γ°为1%浓度标准溶液中溶质按拉乌尔定律计算的活度系数。对铁液来说,式(13)可写为式(14):
(14)
铁液及钢液通常采用重量 1%浓度溶液的标准态。③对1%摩尔浓度溶液的标准态,其标准溶解自由焓用ΔG婶(摩)表示:
(15)
有色金属的熔体多采用 1%摩尔浓度溶液的标准态。两种1%浓度溶液的标准溶解自由焓的相互转换关系式为:
(16)
化学反应的标准自由焓 根据参加反应的物质的标准生成自由焓及标准溶解自由焓按式(17)计算(单质的标准生成自由焓ΔG°=0):
(17)
或更通用的表达式为:
(18)
显然,在式(18)中,反应方程式右方的产物采用正号,而左方的反应物采用负号。对于有溶液参加的反应,由于标准溶解自由焓有不同标准态而有不同值,算出的反应标准自由焓ΔG°也有不同值,但无论采取任何标准态,利用等温方程式在给定条件下计算的自由焓ΔG是相同的。按上列方法算出的反应标准自由焓是多项式。利用回归分析法可求出常用的二项式,用以绘制各种化合物(氧化物、硫化物、氯化物、氟化物、碳化物、氮化物等)的以Ellingham-Richardson命名的ΔG°对T 关系图 (见氧势图)。为了便于运算,已有专门书籍将各单质及各种化合物不同温度的H、Cp、S、G 等按表列出。任何冶金过程及反应的上列有关热力学函数的变量均可按类似的通用表达式(18)进行计算。
自由焓的应用 冶金反应经常是有多相参加的反应。改变自由焓是控制冶金反应方向及平衡态的手段。通过改变四个因素,即①温度、②活度、③压力及④添加剂可以变更反应自由焓,由正变负,由大变小,从而可选择地使某些反应优先进行,某些反应推迟进行,或创造条件使不能进行的反应可以进行,以达到预期结果。当反应达到平衡时,利用平衡常数可以调整产物的组成。
由等温方程式可理解,改变反应进行时的温度、压力或参加物质的活度(或三种因素同时改变),可改变反应自由焓。添加剂的作用可用碳作为添加剂对高钛渣(或金红石)氯化时自由焓的变化加以说明。难以进行的式(19)通过加入碳作添加剂变为极易进行的式(20):
(19)
< (20)
利用化合物生成自由焓数据绘制的Ellingham-Ric-hardson图,直接示出同类化合物稳定性大小的相对次序,给出氧化-还原的转化温度,为研究和分析同类型化学反应的相互关系提供依据。溶于铁液内各元素以O2直接氧化的ΔG°对T的关系见图,用以研究分析:①炼钢过程中杂质元素氧化的先后顺序;②进行元素选择性氧化的可能性和条件;③元素脱氧能力强弱的比较;④电弧炉炼钢时合金元素加入的先后顺序等等。其他如焙烧、氯化等过程都可运用类似的生成自由焓对温度的关系图进行综合分析。Ellingham-Richardson图一般用标准生成自由焓ΔG°绘出,但对实际生产问题则必须利用等温方程式具体计算出的自由焓ΔG进行分析。
什么工质?
如果是水蒸汽,可以从网上下载一个“焓熵表”(百度搜索就有,是一个软件),在上面查阅。
在0℃、150kpa、0.2m³某双原子理想气体,恒压下加热到200℃,求过 ...
V2 = nRT2\/P2 = (1 mol)(8.31 J\/(mol·K))(473.15 K)\/(150 kPa) = 0.026 m^3 其中,n表示气体的摩尔数,R表示气体常数,T1和T2分别表示气体的初温度和末温度,P1和P2分别表示气体的初压力和末压力。由于本题中气体是恒压加热,因此气体对外做功的大小可以使用以下公式计算:W = P...
焓的计算公式和反应热、反应焓的关系?
Qp=△U+p△V=(U终态-U始态)+p(U终态-U始态)=(U终态+pU终态)-(U始态+pU始态)由于U、p、V都是状态函数,因此U+pV也是状态函数,为此,我们定义一个新的状态函数,称为焓,符号为H,定义式为H≡U+pV,于是:△H=H终态-H始态= Qp 想在同一温度下发生同上的1mol反应:2H2...
燃烧焓和生成焓的关系
当需要计算生成焓,特别是对于那些无法直接通过单质合成的有机化合物时,燃烧焓是一个有用的工具。燃烧焓描述的是在标准压力和温度条件下,可燃物质完全氧化为指定产物时的摩尔标准焓变。而生成焓则是定义在标准状态下,物质在特定温度下形成最稳定单质的反应焓变,通常在100千帕压力下测定。例如,若要计...
标准生成焓怎么用?
从燃烧焓可以计算反应焓,如果知道反应中各物质的标准摩尔燃烧焓,反应焓就等于各反应物燃烧焓的总和减去各产物燃烧焓的总和。从燃烧焓也可以求生成焓,特别是一些通常不能直接由单质合成的有机化合物。标准摩尔生成焓在标准压力(100kPa)下,在进行反应的温度时,由最稳定的单质合成标准压力p下单位量...
当压缩机排口温度为180度,压力为1.8MP,制冷剂为R22.请问此时R22焓值是...
哥们,如果你是在校学生,还是请你多试着在压焓图上查找一下吧,毕竟上学需要你掌握使用压焓图和焓湿图,虽然这个东西很烦人,但是真到考试的时候不会让你使用软件的,另外还要你在图上标注的。这题真的不难,排气温度,决定这是过热气体,找到180度和压力的交点就可以了,注意这时的压力是绝对压力,...
什么叫焓,用什么单位?
简单地说,焓是表示物质内部具有的一种能量的物理量,也就是一个表示物质状态的参数。单位是能量的单位:kJ或kJ\/kg。对一定质量的物质,焓定义为H=U+pV,式中U为物质的内能,p为压强,V为体积。单位质量物质的焓称为比焓,表示为h=u+pv。空气焓值的定义及空气焓值的计算公式:空气的焓值是指空...
焓和温度公式
焓和温度公式:△h=Cp·△t。如果保温效果好的话,焓变应该等于体系的质量乘以平均比热容再乘以温度变化,温度变化是否等于结晶峰高。对一定质量的物质,焓定义为H=U+pV,式中U为物质的内能,p为压强,V为体积。单位质量物质的焓称为比焓,表示为h=u+p\/ρ。简介 空气中的焓值是指空气中含有的...
温度对摩尔汽化焓是有影响的,如何得到实验温度范围内各个温度时的摩尔汽...
收集实验数据:首先,收集与所研究物质的摩尔汽化焓相关的实验数据。这些数据可以来自文献报道、已知的实验结果或专门进行实验测量。拟合函数:将收集到的实验数据进行统计分析,尝试找到一个适当的函数关系,将温度作为自变量,摩尔汽化焓作为因变量进行拟合。常见的函数形式可以是多项式、指数函数、对数函数等。...
已知汽轮机排气压力和排气蒸汽干度,怎么求排气焓和shang?
直接根据排汽压力和干度就能查出来。如果你没有焓熵图,那么根据排汽压力先分别查出该压力下的饱和水焓和干饱和蒸汽焓,然后用饱和水焓值加上干度*(干饱和蒸汽焓-饱和水焓)就可以了。
为什么不能由t和p确定饱和状态的水或水蒸气的
不同温度下饱和水蒸气压力 链接 干、湿球温度与湿度对照表 链接
宰迹甲磺:[答案] 在达到临界温度时,气液两相的界限消失,汽化焓为0.
长宁区13581922739: 焓与温度压力的关系 - ?
宰迹甲磺:[答案] 焓是状态函数,是广度量. 两关系式的意义 表明当不同的途径均满足恒容非体积功为零或恒压非体积功为零的特定条件时,不同途径的热分别与过程的热力学能变、焓变相等. 不同途径的恒容热相等,不同途径的恒压热相等. Hess G H定律:一确定的...
长宁区13581922739: 饱和水的焓值是否与温度和压力有关系?具体表现为?(函数亦可)饱和水的温度难道不是个定值吗? - ?
宰迹甲磺:[答案] 看工程热力学去.看完了什么都知了.不同温度和不同压力对应不同的焓.焓常用在发生相变的热力计算书,不相变用比热就可以了.焓的查取常有饱和水的物性参数表,按压力和温度分的.还有焓熵图.
长宁区13581922739: 过热蒸汽压力0.55mpa,温度260℃,焓值为多少 - ?
宰迹甲磺: 压力 P = 0.55 MPa 温度 T =260.0 ℃ 比焓 H = 2977.001624640770 kJ/kg 压力 P = 1.4 MPa 温度 T =360.0 ℃ 比焓 H = 3169.750034615572 kJ/kg 以上均以压力为表压,大气压为0.1MPa计算结果
长宁区13581922739: 知道熔点,怎么求该熔点下的熔化焓. - ?
宰迹甲磺:[答案] 理论上用克拉贝龙方程是可以求解的.方程的具体形式:dp/dt=摩尔熔化焓/Tx摩尔体积的变化.上面就是克拉贝龙方程,如果知道了某物质压力随温度的变化(或是温度随压力的变化值,dt/dp,一般情况都是已知后者),以及物质的...
长宁区13581922739: 知道熔点,怎么求该熔点下的熔化焓. - ?
宰迹甲磺: 理论上用克拉贝龙方程是可以求解的.方程的具体形式: dp/dt=摩尔熔化焓/Tx摩尔体积的变化. 上面就是克拉贝龙方程,如果知道了某物质压力随温度的变化(或是温度随压力的变化值,dt/dp,一般情况都是已知后者),以及物质的熔点带入公式就可以直接得到该熔解温度下的摩尔熔化焓了.有什么疑问可以再问. (方程右边其实就是摩尔熔化焓除以熔点和摩尔体积的变化的乘积,怕你看不懂细说下.)
长宁区13581922739: 只知道汽轮机进汽压力温度,排汽压力温度,不知道干湿度,不知道功率,不知道效率.怎么求排汽焓 - ?
宰迹甲磺: 汽轮机排汽焓的计算,方法有多种(采用过程线外推法的较多).在计算过程中,要用到汽轮机内功率、新蒸汽流量和各级抽汽量.根据你给出的条件,我认为,是计算不出排汽焓的. 排汽焓的大概计算步骤: 汽轮机内功率的计算—过热蒸汽区各级加热器耗汽量的计算—湿蒸汽区各级加热器耗汽量的计算(这是试算的)—排气量的计算—末级排汽余速损失计算—排汽焓计算—校验排汽焓. 希望对你有所帮助.
长宁区13581922739: 已知水在373开尔文时汽化焓为40千焦每摩尔,若压力锅内压力最高可达150千帕,求此时锅内温度. - ?
宰迹甲磺:[答案] 这道题实际上是在水的焓熵图中查询150千帕的饱和态的饱和温度
长宁区13581922739: 蒸汽压力和温度的一般关系? - ?
宰迹甲磺:[答案] 饱和蒸汽压力-焓表2010-10-28 08:40:45| 分类:杂项 | 标签:压力 温度 蒸汽 饱和 |字号大中小 订阅 (单位:焓为kJ/kg,压力P为MPa,温度t为℃)压力P 温度t 焓 压力P 温度t 焓 压力P 温度t 焓 0.0010 6.982 2513.8 0...
长宁区13581922739: 蒸汽温度435度,压力3.43兆帕的焓值是多少 - ?
宰迹甲磺: 3302.52 kJ/kg参考: http://www.spiraxsarco.com/cn/resources/steam-tables/superheated-steam.asp