化工热力学教学大纲.docx

化工热力学教学大纲一、课程基本信息课程中文名称：化工热力学课程英文名称Chemica1.EngineeringThermodynamics课程编号：06131050课程类型I学科基础课总学时：54学分：3适用专业：化学工程与工艺先修课程：物理化学、化工原理开课院系：化工与制药学院二、课程的性质与任务化工热力学是化学工程学的一个重要分支，是化工类专业必修的专业基础课程。它是化工过程探讨、开发与设计的理论基础，是一门理论性与应用性均较强的课程。该门课系统地介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的探讨方法。它以热力学第一、其次定律为基础，探讨化工过程中各种能量的相互转化与其有效利用，深刻阐述了各种物理和化学改变过程达到平衡的理论极限、条件和状态。设置本课程，为了使考生能够驾驭化工热力学的基本概念、理论和专业学问；能利用化工热力学的原理和模型对化工中涉与到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和探讨；能利用化工热力学的方法对化工中涉与的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算：并学会利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析等。三、课程教学基本要求通过本课程学习，要求1 .正确理解化工热力学的有关基本概念和理论；2 .理解各个概念之间的联系和应用：3 .驾驭化工热力学的基本计算方法；4 .能理论联系实际，敏捷分析和解决实际化工生产和设计中的有关问题。四、理论教学内容和基本要求教学内容第一章绪论1.1 热力学发展简史1.2 化工热力学的主要探讨内容1.3 化工热力学的探讨方法与其发展1.4 化工热力学在化工中的重要性其次章流体的修T关系2. 1纯物质的,-V-7'关系3. 2气体的状态方程4. 2.1志向气体状态5. 2.2维里方程6. 2.3立方型状态方程7. 2.4多参数状态方程8. 3对应态原理与其应用9. 3.1对比态原理10. 3.2三参数对应态原理11. 3.3普遍化状态方程2.4真实气体混合物的b尸7关系2.4.1混合规则2.4.2气体混合物的虚拟临界性质2.4.2气体混合的其次维里系数2.4.3混合物的状态方程2.5液体的-V-T关系2.5.1饱和液体体积2.5.2压缩液体（过冷液体）体积2.5.3液体混合物的0-P-7关系第三章纯流体的热力学性质3.1热力学性质间的关系3.1.1热力学基木方程3.1.2Maxwe1.1.关系式3.2熔变与焙变的计算3.2.1热容3.2.2志向气体的、S、随丁、P的改变3. 2.3真实气体的队S随7、P的改变4. 2.4真实气体的焰变、焙变的计算5. 2.5蒸发熔与蒸发病3.3纯物质两相系统的热力学性质与热力学图表3.3.1 两相系统的热力学性质3.3.2 热力学性质图表第四章均相混合物热力学性质4.1变组成系统的热力学关系4.2偏摩尔性质4.2.1 偏摩尔性质的引入与定义4.2.2 偏摩尔性质的热力学关系4. 2.3偏摩尔性质的计算4.1. 2.4GibbS-DUhm方程4.3. 合过程性质改变4.4. 1混合过程性质改变4.5. 3.2混合过程的始改变4.6. 度和逸度系数4.4.1逸度和逸度系数的定义4.4.2混合物的逸度与其组元逸度之间的关系4.4.3温度和压力对逸度的影响4.4.4逸度和逸度系数的计算4.4.5液体的逸度4.5志向混合物4.5.1志向混合物的提出4. 5.2志向混合物的混合性质改变4.6 活度和活度系数4.6.1 活度和活度系数4.6.2 活度系数标准态的选择4.6.3 超额性质4.7 活度系数模型4.8 7.1正规溶液模型4. 7.2Who1.型方程5. 7.3Red1.iSh-KiSter阅历式6. 7.4无热溶液模型7. 7.5局部组成型方程第五章相平衡7.1 相平衡基础7.1.1 平衡判据7.1.2 相律7.2 互溶系统的汽液平衡关系式5. 2.1状态方程法5. 2.2活度系数法8. 2.3方法比较5.3中低压下汽液平衡5. 3.1中低压下二元汽液平衡相图6. 3.2中低压下泡点、露点计算7. 3.3低压下汽液平衡的计算8. 3.2烽类的K值法和闪蒸计算5.4高压下汽液平衡5.4.1高压下汽液平衡相图5.4.2高压下汽液平衡计算5.5汽液平衡热力学一样性检验5.5.1积分检验法（面积检验法）5.5.2微分检验法（点检验法）5.6平衡与稳定性5.7其他类型的相平衡5.7.1液液平衡5.7.2汽液液平衡5.7.3气液平衡5.7.4固液平衡5.7.5汽固平衡和超临界流体在固体（或液体）中的溶解度第六章化工过程能量分析6.1 热力学第肯定律一能量转化与守恒方程6.1. 1能量的种类6.1.2 热力学第肯定律一能量守恒的基本式6.1.3 封闭系统的热力学第肯定律6.1.4 稳流系统的热力学第肯定律与其应用6.2热力学其次定律6.2.1十与二增原理6.2.2烯产生和燧平衡6.2.3热机与能量品位6.3志向功、损失功和热力学效率6.3.1志向功6.3.2损失功6.3.3热力学效率6.4有效能6.4.1有效能定义6.4.2稳流过程有效能计算6.4.3不行逆过程的有效能损失6.4.4有效能效率6.4化工过程能量分析与合理用能第七章压缩、膨胀、动力循环与制冷循环7.1气体的压缩7.2膨胀过程7.2.1节流膨胀7.2.2绝热作功膨胀7.3蒸汽动力循环7.3.1Rankine循环与其热效率7.3.2蒸汽参数对热效率的影响7. 3.3Rankine循环的改进7.4 制冷循环1. 41志向制冷循环7. 4.2蒸汽压缩制冷循环8. 4.3汲取式制冷循环9. 4.4喷射式制冷循环10. .5热泵与其应用11. 4.6深冷循环与气体液化7.5 制冷剂的选择第八章物性数据的估算(选讲)第九章环境热力学(选讲)基本要求第一章结论了解：化工热力学的主要内容理解：“化工热力学”与“物理化学”的主要区分驾驭:化工热力学的探讨方法有经典熬力学方法和分子热力学方其次章流体的叶片，关系了解：(1)维里方程的几种形式(2)维里系数的物理意义(3)多参数状态方程(4) 1.yderscn三参数压缩因子图(5)液体的PVT关系理解：(1) RK方程的迭代形式与应用(2)对比态原理(3)气体混合物的虚拟临界参数驾驭：(D偏心因子(2)三参数压缩因子图(3)PitZer普遑化压缩因子图(4)普遍化其次维里系数(5)液体的纯阅历的PVT关系(6)Kay规则重难点：(D立方型状态方程的普遍特点与计算(2)三参数压缩因子图(3)气体温1的其次维里系数与应用了解:(1)(2)(3)(4)(5) 理解:(1)(2)(3)(4)驾驭t(4)R-K方程的混合规则第三章纯流体的热力学性质通过本章学习，驾驭各热力学性质间的关系，进而学会计尊一个实际过程的婚变和端变，并学会一些热力学性质图表的应用。He1.mho1.tz方程放开系统热力学基本方程MaXWeI1.关系式志向气体熔变和焙变计算(次重点)志向气体燧和燧随温度、压力的改变关系式封闭系统热力学基本方程麦克斯韦关系式的用途剩余性质的概念(重点)利用维里方程计算剩余性质(1)剩余始、剩余熠与P、V、T的关系式(2)对于一个实际过程，设计给变和婿变的计算途径(3)利用状态方程计算培变和烟变(重点)(4)利用R-K方程计算剩余性质(5)利用普遍化关联式计算给变和婿变(重点)(6)利用普遍化其次维里系数计算剩余皓和剩余熔(7)利用PitZer三参数培熔图计算剩余始和剩余嫌(8)蒸发给与蒸发熔(重点)（9） T-S图的形态和构成（10） T-S图的制作与运用:（ID水蒸气表的才与运用第四章均相混合物然力学性质通过本章学习，能理解流体混合物的相关热力学性质，正确理解和运用混合物中组元的逸度与活度的概念，为相平衡的计算打下基础。了解：（1）变组成系统的热力学基本方程（2）偏摩尔量的定义与提出的意义（3）志向混合物的定义（4）志向混合物的相关热力学性质（5）逸度与逸度系数的概念（重点）（6）逸度系数与PVT的关系式（7）活度的定义（8）活度系数（9）正规混合物的概念与方程适用条件（10）无热混合物的概念与方程适用条件（I1.）半阅历型活度系数方程（重点）理解：（1）化学势（位）的概念（2）混合性质的概念（重点）（3）混合性质与偏摩尔量的关系（4）志向溶液与其标准态（重点）（5）利用R-K方程计算纯物质的逸度系数（6）利用普遍化的其次维里系数计算逸度系数（7）利用三参数普遍化逸度系数图计算逸度系数（8）温度对逸度的影响（9）压力对逸度的影响（三）活度系数标准态的选择（12）超额性质的定义（13）局部组成的概念（14）基团贡献法驾驭：（D偏摩尔量的计算（重点）（2）作图法计算偏摩尔日（3）二元截距法计算偏摩尔量（4）吉布斯一杜亥姆方程（童点）（5）混合体积改变和混合始变的计算（6）纯液体逸度的计算式（7） MargU1.aS方程的应用与适用条件（8） Van1.aar方程的应用与适用条件（9） 基于局部组成的活度系数方程（直点）（10） WiISOn方程（11） NRT1.方程第五章相平衡通过本章学习，能学会应用化工热力学的学问处理汽液平衡计算（主要是泡、露点的计算），并能处理一些简洁的液液平衡问题。了解：<1）平衡判据（重点）（2）相对挥发度（3）相平衡常数（4）泡、露点的概念（5）汽液平衡相图的类型、构成等（6）高压汽液平衡相图的特点（7）“逆向”现象（8）汽液平衡一样性校验的依据（重点）（9）液液平衡判据（重点）（10）各种二元与三元的液液平衡相图（I1.）汽液液平衡（12）气液平衡（13）固液平衡理解：（1）相平衡的五个判据（2）相律（重点）（3）高压汽液平衡的几个基本关系式（4）高压相平衡计算（次重点）<5）二元液液平衡计算的基本关系式与简洁计算（6）三元液液平衡的计算（次重点）（7）三元液液平衡计算的基本关系式驾驭：（D低压下汽液平衡的表达式与计算（2）中低压下泡、露点计算（直点）（3）K值法（重点）（4）状态方程法计算高压汽液平衡（5）活度系数法计算高压汽液平衡（6）K值法计算高压汽液平衡第六章化工过程能量分析通过本章学习，能够了解热力学分析中的基本概念与基本方法,会应用热力学第肯定律等分析实际问题。了解：（1）稳流系统的热力学第肯定律（2）熠与4增原理（3）志向功的概念与定义（4）损失功的概念（5）热力学效率（重点）理解：（1）可逆轴功（2）实际轴功（3）尴产生（4）埔流（5）能级（6）热力学死态与有效能的概念（7）有效能与志向功的关系驾驭：（D稳流系统的热力学第肯定律的表达式与俺化形式（2）轴功的计算（3）热量衡算（4）。平衡方程式（5）物理有效