El impacto de la termodinámica química en la producción. Ejemplos de termodinámica química desde la vida hasta la producción 3 Feng Xin, Ji, Liang (Laboratorio estatal clave de ingeniería química y materiales, Universidad Tecnológica de Nanjing, Jiangsu 210009) [Resumen] Los ejemplos vívidos son una buena medicina para cambiar la situación aburrida y abstracta de la química termodinámica. Este artículo enumera varios ejemplos "de la vida a la producción" que están estrechamente relacionados con los principios de la termodinámica para estimular el interés de los estudiantes y hacerles darse cuenta del encanto de la termodinámica química. [Palabras clave] Termodinámica química; ejemplos; propiedades molares parciales; ahorro de energía práctico y reducción de emisiones, termodinámica de ingeniería práctica Feng Xin, Ji Yuanhui, Qian Hongliang Resumen: La termodinámica química es un curso que los estudiantes generalmente encuentran abstracto y difícil de entender. . Pero los ejemplos vívidos los entusiasmarán. Este artículo enumera muchos ejemplos estrechamente relacionados con la producción de vida, enumerando los intereses y características de los estudiantes que les ayudan a comprender la termodinámica de la ingeniería química. Ejemplos prácticos; propiedades molares parciales de pVT; educación sobre ahorro de energía y reducción de emisiones. Como todos sabemos, la termodinámica química es la esencia de la ingeniería química. Sin embargo, este curso es aburrido y difícil de aprender, y muchos estudiantes a menudo se sienten intimidados por conceptos abstractos y fórmulas complicadas. La comprensión es la etapa necesaria en el camino hacia el verdadero conocimiento. [2] El autor cree que los ejemplos vívidos son la mejor medicina para cambiar esta situación. Teniendo en cuenta que los estudiantes no tienen una comprensión perceptiva de la producción, la enseñanza del curso debe intentar utilizar ejemplos de "producción a partir de la vida" y diseñarlos cuidadosamente. No es fácil compilar ejemplos vívidos, lo que también constituye el mayor problema para los profesores de primera línea. Este artículo quisiera compartir con usted muchos ejemplos compilados y recopilados por el autor. Quizás no sean lo suficientemente maduros y precisos, pero espero que más profesores se unan a este equipo para que más personas puedan disfrutar de su sabiduría y resultados. 1. La propiedad pVT del fluido. La temperatura crítica Tc es uno de los conceptos básicos más importantes y comunes en la seguridad de procesos. Por lo tanto, el autor siempre se centra en este punto de conocimiento al diseñar ejemplos de pVT. 1. Relación entre el comportamiento de PVT y la selección de la composición del gas licuado. El gas licuado es un combustible gaseoso ideal. El requisito del gas licuado doméstico es que se vuelva líquido después de ser presurizado y almacenado en un cilindro de alta presión. Se quema y se vaporiza después de abrir la válvula reductora de presión. Actualmente, seis sustancias, como se muestra en la Tabla 1, son componentes de gas candidatos para gas licuado. (1) Seleccione los componentes 2 y 4 del gas licuado de acuerdo con los requisitos de almacenamiento y uso del gas licuado. (2) Explique el siguiente fenómeno: En invierno, a veces hay mucho líquido en el cilindro pero no se puede encender. Tabla 1 Valores de combustión Tc, pc y punto de ebullición normal Tb [3] Sustancia Tc, ℃pc, atmTb, ℃, kJ/G Metano-82.5545 36-161.4555 6 Etano 32.1848.08-88.6552.0 Propano 96.591. 98- 42.6550.53236.0549.1 n-hexano 234.4 29.80 68.75 48.4 Solución: (1) Seleccione el rango de componentes Tc y pc según el clima licuado y dibuje el diagrama p2T, como se muestra en la Figura 1. Figura 1 Diagrama p2T del componente climático licuado del Caso 1 Suponga que la temperatura ambiente de la cocina es de 10 ~ 40 °C y la presión es de 1 atm. Como puede ver en la Figura 1, el metano siempre es un gas a temperatura ambiente. Si la temperatura del metano no cae por debajo de la Tc, es decir -82,55 ℃, entonces no se puede licuar sin importar cuán alta sea la presión que se aplique, por lo que el metano no es adecuado como componente de gas licuado, la Tc del etano es 32,18 ℃; y una vez que supere los 32,18 ℃ en verano, un aumento de presión provocará una explosión, por lo que el etano no es adecuado como componente del gas licuado. El N-hexano es líquido a temperatura normal y no requiere compresión, pero su punto de ebullición normal Tb es 68,75°C. No se vaporizará cuando se abra la válvula reductora de presión independientemente de la primavera, el verano, el otoño o el invierno. El n-pentano se puede licuar a temperatura ambiente, pero no se puede vaporizar en la mayoría de las estaciones; por lo tanto, no es adecuado; sólo el propano y el n-butano cumplen los requisitos. (2) La mayoría del gas licuado contendrá una pequeña cantidad de componentes C5 y C6, como el pentano. En invierno, la temperatura ambiente es baja y los alcanos superiores, como el pentano, no se pueden vaporizar, lo que da como resultado un líquido residual. Ejemplo 2: Relación entre el comportamiento del pVT y el gas natural comprimido, un nuevo combustible para automoción. A medida que el precio de la gasolina sigue aumentando, el gas natural, que es económico y respetuoso con el medio ambiente, se ha convertido en un nuevo combustible para los motores de los automóviles. Cada vez más autobuses y taxis queman gas natural (principalmente metano). Para que el volumen unitario de gas funcione por más tiempo, la estación de servicio de gas natural necesita comprimir el gas natural a 0,2 MPa y 10 ℃ transportado por el gasoducto al tanque de almacenamiento de gas para producir gas natural comprimido con una presión de 20 MPa. Dado que el efecto de refrigeración del compresor es deficiente en verano, la temperatura del gas es de 15°C en invierno y de 45°C en verano. Se sabe que el tanque de almacenamiento de gas tiene una capacidad de 70 litros y que cada kilogramo de metano puede viajar 17 kilómetros.