ترمودینامیک (جلسه۱۴)

ترمودینامیک (جلسه۱۴)

اسلاید 1: 1

اسلاید 2: ترمودینامیک(جلسه چهاردهم)

اسلاید 3: انرژی آزاد گيبس

اسلاید 4: G = H - TSdG = dH –TdS - SdTdG = dU + pdV + Vdp –TdS - SdTdU = TdS –pdV dG = TdS – pdV + pdV + Vdp –TdS - SdTdG = Vdp - SdTG = f ( p, T )dH = dU +pdV + VdpH = U + pV

اسلاید 5: dG = Vdp - SdTV مثبتGT (ثابت p)شیب = -SGP (ثابت T)شیب = VS مثبت

اسلاید 6: (dG/dT)p = -S(dG/dp)T = Vتغییرات G در گازها نسبت به دما شدیدتر از مایعات و جامدات می باشد.تغییرات G در گازها نسبت به فشار شدیدتر از مایعات و جامدات می باشد. زیرا حجم مولی گازها بزرگتر از مایعات و جامدات می باشد.S (گاز) >> S (مایع) > S (جامد)

اسلاید 7: G = f ( p, T ).

اسلاید 8: تغییرات G با Tبرای محاسبه انتگرال سمت راست ما به رابطه s با دما نیاز داریم:G = H - TS-S = (G – H)/T

اسلاید 9: 9G/T = xمعادله گیبس هلمهولتز( Gibbs-Helmholtz) تغییرات G با T

اسلاید 10: تغییر آنتروپی یا تغییر در آنتالپی میتواند تغییر در انرژی آزاد گیبس را بما بدهد:برای یک فرایند خودبخودی(DG < 0) و فرایند گرمازا (DH < 0) انرژی آزاد گیبس با افزایش دما افزایش پیدا می کند.DG/TT (ثابتp)شیب= -DH/T2 = مثبت در فرایندهای گرمازاخیلی منفیکمی منفیتغییرات G با T

اسلاید 11: dG = Vdp - SdTتغییرات G با PdT = 0 :

اسلاید 12: p ® 0, Gm ® ∞

اسلاید 13: برای مایعات و جامدات و با در نظر گرفتن تغییرات ناچیز V با فشار داریم:غالبا بسيار کوچک است یعنی G در مایعات و جامدات مستقل از فشار می باشد.تغییرات G با P

اسلاید 14: برای گازهای ایده آل:تغییرات G با P

اسلاید 15: pi = p ( = 1 bar).:G انرژی آزاد استاندارد گیبستغییرات G با Pبرای گازهای ایده آل:

اسلاید 16: مثال: موقعيکه 3 مول گاز ایده آل در 230 کلوین و 150 کیلوپاسکال از کمپرسور بصورت همدما عبور می کند آنتروپی آن به اندازه 15.0 J K-1 کاهش می یابد. فشار نهایی گاز و تغییرات انرژی آزاد گیبس را بدست آوريد.

اسلاید 17: پاسخ:

اسلاید 18: برای گازهای واقعی:فوگاسیته پارامتری است که بسادگی برای بکار بردن عبارت گاز کامل برای گاز حقیقی جهت محاسبه انرژی آزاد گیبس مورد استفاده قرار می گیرد.تغییرات G با P

اسلاید 19: نسبت فوگاسیته به فشار ضریب فوگاسیته نامیده میشود. ضریب فوگاسیته برای گازهای واقعی:

اسلاید 20: مثال: محاسبه ضریب فوگاسیته برای گاز واندروالس

اسلاید 21: مثال: محاسبه ضریب فوگاسیته برای گاز ردلیش کوانگ

اسلاید 22: 22

اسلاید 23: 231.01.21.41.61.82.02.22.42.62.83.0فشار کاهِدهفشار کاهيدهZZنمودار ضریب انحراف گاز حقيقی در محدوده فشار متوسط و بالا

اسلاید 24: فوگاسیته و فشاردر فشار پایین تا متوسط ,Z<1انتگرال منفی است و ø<1 یعنی نیروهای جاذبه بین مولکولی غالب است.p > f و Greal<Gidealدر فشارهای بالا Z>1 انتگرال مثبت یعنی نیروهای دافعه بین مولکولی غالب است. f > p و Greal>Gideal

اسلاید 25: تخمين فوگاسیتهHigh prTr = 5Low prTr = 3.0

اسلاید 26: تعادل دو فازیبخار اشباع:مایع اشباع :VLE

اسلاید 27: فوگاسیته مایع خالص

اسلاید 28: برای اختلاف فشار کم

اسلاید 29:

اسلاید 30: مثال: برای آب در دمای 300°Cو فشارهای مختلف تا of fi , φi 10,000 kPa (100 bar) را با استفاده از جدول بخار محاسبه و آنرا به ازای فشارهای مختلف رسم کنید:(1 kPa) at 300°C:در دمای داده شده فشار اشباع 8592.7 kPa می باشد برای فشارهای بالاتر داریم:

اسلاید 31: در ,300 oCو پایین ترین فشار1 kPa, :kPa1 kPaJ/gJg-1K-1(A)P = 1 تا 8,592.7 kPaبرایP = 4000 kPa J/gJg-1K-1

اسلاید 32: =8.1917kPa

اسلاید 33: P = 8592.7 kPa kPaFollowing the same calculations as before;At P > Psat (8592.2 kPa), values of andfor liquid water are calculated from (molar volume of sat’d liq water at 300oC)cm3/molkPaP = 10,000 kPa

اسلاید 34: P x 10-3 (kPa)fi x 10-3 (kPa)76Pisat810010.6789finon linear