Programma corso

395/98
A.A. 1998/99
UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI TRIESTE
CORSO DI LAUREA
PROGRAMMA DEL CORSO DI
DOCENTE
INGEGNERIA CHIMICA
TERMODINAMICA DELL'INGEGNERIA
CHIMICA
Ireneo KIKIC
Concetti fondamentali e primi principi: lavoro, calore, reversibilità, il primo principio della
termodinamica, entalpia, capacità termica.
Il secondo principio della termodinamica, enunciati assiomatici, entropia di un gas perfetto,
entropia e probabilità.
Cicli termodinamici. Impianti di generazione di vapore. Utilizzazione efficace dell'energia.
Cogenerazione. Principali cicli termodinamici.
Relazioni di Maxwell: funzioni deviazione.
Forze di interazione : forze repulsive e attrattive: potenziali intermolecolari, potenziale di
Lennard-Jones.
Proprietà delle sostanze pure: comportamento PVT, trasformazione di fase, equazione di
Clapeyron, tensione di vapore e calore latente, capacità termiche,
Equazioni di stato e principio degli stati corrispondenti per sistemi PVT, fattore di
compressibilità, equazione del viriale, Equazioni di stato cubiche: equazione di Van der
Waals, equazione di Redlich-Kwong, equazione di Soave, equazione di Peng-Robinson.
cenno su equazioni di stato non cubiche. calcolo delle funzioni deviazione tramite
equazioni di stato. Fugacità, uguaglianza delle fugacità come criterio di equilibrio di fase,
calcolo della fugacità tramite equazioni di stato
Proprietà di miscele: proprietà molari parziali. Calcolo della fugacità di un componente in
miscela; regole di mescolamento per equazioni cubiche.
Fugacità di un componente in miscela con il metodo delle fugacità di riferimento:
convenzione simmetrica ed asimmetrica, attività; proprietà di eccesso, coefficienti di
attività.
Teorie dello stato liquido: equazione di Van Laar, equazione di Hildebrand, , equazione di
Margules, equazione di Wohl, equazione di Flory, equazione di Wilson, equazione NRTL,
equazione UNIQUAC.
Metodi previsionali: metodi dei contributi di gruppo, metodo ASOG, metodo UNIFAC.
Stabilità ed instabilità di una miscela binaria: equilibrio liquido-liquido:, lacuna di
miscibilità, selettività, sistemi ternari, correlazione di dati di equilibrio.
Equilibrio liquido-vapore: rappresentazione grafica per sistemi binari, apparecchiature
sperimentali, criteri di analisi dei dati sperimentali, consistenza termodinamica, analisi
statistica dei dati sperimentali, problemi di correlazione dei dati sperimentali.
Calcolo dei punti di bolla e di rugiada. Calcolo di un'operazione di flash.
Equilibrio gas-liquido: miscele ideali e reali, effetto della temperatura e della pressione,
scelta dello stato di riferimento.
Solubilità di solidi e liquidi in gas compressi.
Equilibrio liquido-solido: miscele ideali, miscele liquide reali e immiscibilità allo stato
solido.
Equilibrio liquido - vapore ad alta pressione. Condensazione retrograda. Clasificazione dei
comportamenti di fase secondo Koningsveld. Utilizzazione di equazioni di stato per il
calcolo dell’ equilibrio liquido-vapore. Schema di calcolo dei punti di bolla e di rugiada.
Equilibri di adsorbimento e desorbimento.
Termodinamica delle reazioni chimiche. Grado di avanzamento di una reazione. Reazioni
indipendenti. Leggi dell'equilibrio per reazioni in fase gassosa, in fase liquida e per reazioni
eterogenee in presenza di solidi. Equilibri chimici in presenza di più reazioni: metodi di
risoluzione stechiometrici e non-stechiometrici.
ESERCITAZIONI
Le esercitazioni comprendono esperienze di laboratorio sulla determinazione sperimentale
di equilibri di fase e relativa elaborazione dei dati al calcolatore, calcolo di grandezze
termodinamiche, analisi di programmi di calcolo per la correlazione dei dati e il calcolo di
equilibri.
TESTI CONSIGLIATI:
J.M. Smith, H.C. Van Ness, "Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics",
McGraw-Hill, 1987.
J.M. Prausnitz, R. N. Lichtenthaler, E. Gomes de Azevedo, "Molecular Thermodynamics
of fluid-phase equilibria", Prentice-Hall, 1986.
D. Tassios, ”Applied Chemical Engineering Thermodynamics”, Springer-Verlag, 1993.