ZESTAW A
Równania stanu płynów- klasyfikacja i przykłady:
a) równania sześcienne- bazujące na równaniu vdW; są jego modyfikacjami: (p+a/v2)(v-b)=RT. Należą do nich równanie: *Redlicha-Kwonga(RK), *Soave`a, *Penga-Robinsona (PR). Równ. Soave`a i PR wykorzystują współczynnik acentryczny Pitzera ω. Są dokładne i można je stosować dla cieczy i gazów.
b) równania wirialne- mają zakres stosowalności p/pk≤0,5T/Tk przy rozwinięciu z 2 współczynnikiem; brak rozszerzeń na fazę ciekłą; ma zastosowanie w obliczaniu roztworów gazów ze względu na teoretycznie uzasadnione metody obliczeń współczynników
c) równania bazujące na teorii stanów odpowiadających sobie- ogólnie pr=f(Tr,Vr,a1,a2,…)=0. Postać zredukowana pr=f(Tr,Vr,A) gdzie A-parametr określający, będący miarą odchylenia funkcji oddziaływań międzycząsteczkowych dla przypadku „ogólnego” najpopularniejszy jest współczynnik acentryczny Pitzera ω=-lg(pnr)Tr=0,7-1. Do niedawna A=zk=pkVk/RTk, na podstawie parametrów zredukowanych z wykresu wyznacza się „z”, a następnie robi korektę: z=zzk=0,27+D(zk-0,27). Dla zk>0,27 D=Da, a dla zk<0,27 D=Db. Wg Lydersena zk=0,291-0,08ω. Najczęściej stosuje się równ.L-K, gdzie (0)- płyn prosty, np. argon, metan, a (n)- płyn odniesienia, np. n-oktan. Równanie L-K nie ma zastosowania do substancji polarnych.
d) równania BWR- równania wieloparametrowe, stosowane gdy wymagana jest duża dokładność i gdy są dostępne wartości parametrów. Najbardziej znana modyfikacja- Starlinga, ma zastosowanie dla ok. 50 substancji
e) równania „teoretyczne”- wynikają z uwzględnienia sił oddziaływania międzycząsteczkowego dla gazów rzeczywistych
f) równania stanu dla cieczy- dla temp. zredukowanej: 0,25<Tr<0,95 stosujemy równ. Hankinsona- Thomsona. Jednakże najlepiej liczyć metodą Watsona, który wprowadził współczynnik ekspansji ω=f(Tr,pr). Jest on tak dobierany, żeby Vaω1=V2ω2=const, gdzie 1,2-różne warunki T,p. Wykresy ω=f(Tr,pr) mają postać: dla Tr=pr=1 => ω=0,044
Obliczanie funkcji termodynamicznych czystych gazów:
a) entalpia: jest funkcją stanu, więc nie zależy od rodzaju przemiany:
ΔH=f(T,p), ale może zależeć od (x.p) lub (v,T) => dH=(∂H/∂T)pdT+(∂H/∂p)Tdp=CpdT+[v-T(∂v/∂T)p]dp
Entalpię można obliczyć jako sumę 2 całek: 1. gdy p=p0 przy czym Cp=f(T)+ 2. gdy T=const i po przekształceniach: H=H0+∫od T0 do T z Cp(T)dT+∫od p0 do p z (V-T(∂V/∂T)p)dp
b) entropia : S=f(T,p) => dS=(∂S/∂T)pdT+(∂S/∂p)Tdp
c)ciepło właściwe:
Metody obliczania poprawek ciśnieniowych funkcji termodynamicznych czystych gazów:
a) entalpia:
1. z=f(Tr,pr):
2. z Lee-Keslera:
3. z Yorka- Webera:
b) entropia:
1.
2. poprawka związana z ciśnieniem
Równanie Watsona i jego zastosowanie do obliczania objętości cieczy:
Obliczanie funkcji termodynamicznych czystych cieczy:
a) entalpia:
b) entropia:
c) ciepło właściwe/molowe:
Wykres T-S, przebieg izolinii:
Układy zamknięte i otwarte, bilanse energetyczne i wzory na pracę:
Interpretacja pracy technicznej na wykresach termodynamicznych:
Przemiana izotermiczna, obliczanie pracy:
Przemiana adiatermiczna/adiabatyczna- praca, ciepło, obliczanie temp dla gazów dosk. i rzeczyw.
Uwzględnianie energii kinetycznej w bilansach energetycznych przemian termodynamicznych, obliczanie prędkości przepływu w przemianie adiatermicznej, ciśnienie minimalne wypływu gazu
Efekt Joule`a Thomsona, wzór na współczynnik efektu J-T, krzywe inwersji
Obiegi termodynamiczne lewo bieżne- zasada działania, bilanse, rodzaje obiegów:
a) obieg Carnota
b) obieg Rankina
c) obieg dwufazowy
Minimalna praca chłodzenia gazu- wyprowadzenie wzoru i interpretacja na wykresie T-S:
Obieg Lingdego skraplania gazów i jego modyfikacje:
Obieg Claude`a skraplania gazów:
Obiegi termodynamiczne prawo bieżne (silniki cieplne)- zasada działania, bilanse, obieg Carnota i
jego modyfikacje:
ZESTAW B
Równania na podstawowe funkcje termodynamiczne (równania fundamentalne), sposoby wyprowadzania wzorów na pochodne cząstkowe funkcji:
Cząstkowe wielkości molowe- definicje, własności, wyznaczanie z wykresów
Funkcje termodynamiczne nadmiarowe i mieszania- definicje, zależności, zastosowania
Równowaga termodynamiczna w układach wieloskładnikowych, wielofazowych- warunki, sposoby definiowania
Prawa roztworów gazów doskonałych i ich zastosowanie dla roztworów rzeczywistych
Obliczenia PVT dla rrów gazów rzeczywistych
Obliczanie objętości rrów cieczy
Obliczanie funkcji termodynamicznych rrów gazów i cieczy
Aktywność- wzory i zastosowanie
Metody obliczania współczynników aktywności
Fugatywność (akt ciśnieniowa)- definicje, zależności między aktywnością i potencjałem chemicznym
Metody obliczania fugatywności czystych gazów i składników rrów
Obliczanie fugatywności czystych cieczy i składników rrów-metody
ZESTAW C
Podstawy termodynamiczne równowagi w układzie ciecz-ciecz- wykres potencjału termodynamicznego, krytyczne temp rozpuszczalności
Wykres trójkątny Gibbsa- podstawowe własności, krzywa rozpuszczalności, cięciwy równowagi
Interpretacja selektywności na wykr.trójkątnym, interpolacja cięciw równowagowych dla ukł.ciecz-ciecz, metoda AIChE
Równowaga ciecz-para- wykr.fazowe; typy wykr., typy układów, interpretacja procesu rektyfikacji
Modele równowagi dla układu ciecz-para, obliczanie stężeń równowagowych
Obliczanie stałych równania Laara na podst. danych doświadczalnych dla układu ciecz-para; interpolacja danych dla wykresów fazowych
Wykresy entalpowe- podstawy konstruowania i własności
Opis konstrukcji wykresu entalpowego obejmującego fazę ciekłą i parową
Równowaga w układzie ciecz- para- ciało stałe; podstawy, obliczanie temp wrzenia rru
Interpretacja procesów zatężania na wykresie entalpowym
Równowaga absorpcyjna- obliczanie stężeń równowagowych, wykres entalpowy
Równowaga w układzie ciecz-ciało stałe, obliczanie stężeń równowagowych, temp krzepnięcia i stężenia w układzie ciało stałe-ciecz; równanie izotermy i interpretacja procesów zatężania na wykresach entalpowych
Wykresy entalpowe dla układów ciało stałe-ciecz, interpretacja procesów krystalizacji na wykresie entalpowym
Podstawy adsorpcji