化工熱力學(xué)課程簡介與大綱

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1、《化工熱力學(xué)》課程簡介課程名稱：化工熱力學(xué)/ChemicalEngineeringThermodynamics課程代碼：1038021020學(xué)時/學(xué)分：72/4.5課堂授課：56實驗學(xué)時：16課程主要內(nèi)容：本課程系統(tǒng)地講授將熱力學(xué)原理應(yīng)用于化學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域的研究方法。它以熱力學(xué)第一、第二定律為基礎(chǔ)，研究化工過程中各種能量的相互轉(zhuǎn)化及其有效利用，深刻闡述了各種物理和化學(xué)變化過程達(dá)到平衡的理論極限、條件和狀態(tài)；利用化工熱力學(xué)的基本理論對化工中能量進(jìn)行分析；利用化工熱力學(xué)的原理和模型對化工中涉及到的化學(xué)反應(yīng)平衡原理、相平衡原理等進(jìn)

2、行分析和研究；利用化工熱力學(xué)的方法對化工中涉及的物系的熱力學(xué)性質(zhì)和其它化工物性進(jìn)行關(guān)聯(lián)和推算等。適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝先修課程：《高等數(shù)學(xué)IV》，《物理化學(xué)III》推薦教材：1、陳鐘秀,顧飛燕，胡望明編，《化工熱力學(xué)》（第二版），化學(xué)工業(yè)出版社,2001年2、朱自強主編，《化工熱力學(xué)》（第二版），化學(xué)工業(yè)出版社,1991年參考書：1、SmithJMandVanNessHC.IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics.6thed.（影印版），化學(xué)工業(yè)出版社，2002年2、陳

3、鐘秀,顧飛燕，《化工熱力學(xué)例題與習(xí)題》，化學(xué)工業(yè)出版社,1998年3、陳新志，蔡振云，夏薇，《化工熱力學(xué)習(xí)題精解》，科學(xué)出版社,2002年《化工熱力學(xué)》課程教學(xué)大綱授課專業(yè)：化學(xué)工程與工藝學(xué)時數(shù)：72學(xué)分?jǐn)?shù)：4.5課程講授：56實驗學(xué)時：16一、課程的性質(zhì)和目的化工熱力學(xué)是化學(xué)工程學(xué)的一個重要分支，是化學(xué)工程與工藝專業(yè)必修的專業(yè)主干課程。化工熱力學(xué)的原理和應(yīng)用知識是從事化工過程的研究、開發(fā)以及設(shè)計等方面工作必不可少的重要理論基礎(chǔ)，是一門理論性與工程應(yīng)用性均較強的課程?；崃W(xué)就是運用經(jīng)典熱力學(xué)的原理，結(jié)合反映系統(tǒng)特征的模型

4、，解決工業(yè)過程（特別是化工過程）中熱力學(xué)性質(zhì)的計算和預(yù)測、相平衡和化學(xué)平衡計算、能量的有效利用等實際問題，為學(xué)習(xí)后續(xù)課程和解決化工過程的實際問題打下牢固的基礎(chǔ)。二、課程教學(xué)的基本要求本課的教學(xué)環(huán)節(jié)包括課堂講授，學(xué)生自學(xué)，習(xí)題討論課，實驗，答疑和期末考試。通過上述基本教學(xué)步驟，要求學(xué)生理解并掌握各熱力學(xué)函數(shù)的物理含義，和獲得各熱力學(xué)函數(shù)數(shù)值的基本方法；學(xué)會各種化工過程的熱、功計算，并進(jìn)一步了解化工熱力學(xué)在化工領(lǐng)域中的應(yīng)用。三、課程教學(xué)內(nèi)容第1章緒論（2學(xué)時）（1）化工熱力學(xué)發(fā)展簡介（2）化工熱力學(xué)內(nèi)容和應(yīng)用（3）化工熱力學(xué)的研

5、究方法第2章流體的P-V-T關(guān)系（8學(xué)時）（1）純物質(zhì)的P-V-T關(guān)系（2）真實氣體的狀態(tài)方程：維里方程；RK方程；SRK方程；PR方程；多常數(shù)狀態(tài)方程。（3）對比態(tài)原理及其應(yīng)用：對比態(tài)原理；偏心因子和普遍化第二維里系數(shù)法。（4）真實氣體混合物的P-V-T關(guān)系：狀態(tài)方程參數(shù)的混合規(guī)則，虛擬臨界參數(shù)法。（5）液體的P-V-T性質(zhì)。第3章流體的熱力學(xué)性質(zhì)（6學(xué)時）（1）定組成體系熱力學(xué)性質(zhì)間基本關(guān)系式。（2）單相體系熱力學(xué)性質(zhì)計算：焓變、熵變的計算；參比態(tài)的選擇；剩余性質(zhì)的定義與計算；用狀態(tài)方程和普遍化關(guān)系式計算真實氣熱力學(xué)性質(zhì)

6、。（3）兩相系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)及熱力學(xué)圖表：兩相系統(tǒng)熱力學(xué)性質(zhì)；熱力學(xué)性質(zhì)圖；水的性質(zhì)表。第4章溶液的熱力學(xué)性質(zhì)（14學(xué)時）（1）變組成體系熱力學(xué)性質(zhì)間關(guān)系式和化學(xué)位。（2）偏摩爾性質(zhì)與化學(xué)位的定義和物理定義，Gibbs-Duhem方程，偏摩爾性質(zhì)的計算。（3）逸度和逸度系數(shù)：逸度和逸度系數(shù)的定義及物理意義；由H、S數(shù)據(jù)、狀態(tài)方程和普遍化關(guān)系計算單組分氣體和液體逸度；氣體混合物中組分逸度和組分逸度系數(shù)的定義和基本計算方程；由狀態(tài)方程計算組分逸度系數(shù)。（4）理想溶液：理想溶液的逸度；兩種標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)（Lewis-Randall和He

7、nry定律）及其選用；理想溶液的特點和意義。（5）活度和活度系數(shù)：定義和物理意義。（6）混合性質(zhì)變化：定義；理想溶液的混合性質(zhì)變化。（7）超額性質(zhì)：定義和物理意義；超額自由焓和活度系數(shù)。第5章化工過程的能量分析（10學(xué)時）（1）熱力學(xué)第一定律與能量平衡方程：熱力學(xué)第一定律；穩(wěn)定流動體系能量平衡方程及其在化工過程中應(yīng)用。（2）熱功轉(zhuǎn)換的不等價性和熱力學(xué)第二定律。（3）熵：熵的定義及熵變計算；熵增原理；熵平衡、熵產(chǎn)和熵流。（4）理想功、損失功及熱力學(xué)效率：理想功定義和穩(wěn)流過程理想功；損失功的定義和計算；熱力學(xué)效率的定義。（5）有

8、效能及其計算：有效能定義；穩(wěn)流體系有效能計算；有效能衡算及有效能效率。第6章蒸汽動力循環(huán)和制冷循環(huán)（6學(xué)時）（1）蒸汽動力循環(huán)：朗肯循環(huán)；朗肯循環(huán)的改進(jìn)。（2）節(jié)流膨脹與對外作功的絕熱膨脹。（3）制冷循環(huán)：蒸汽壓縮制冷循環(huán)；吸收制冷循環(huán)。第7章相平衡和化學(xué)平衡（10學(xué)時）（1）相平衡判據(jù)與