化工热力学课程教学大纲

1、化工热力学课程教学大纲（总学时数：32，学分数：2）一、课程的性质、任务和目的本课程是化学工程与工艺专业的一门专业基础课，讲授化工热力学的基础知识。通过本课程的教学，使学生熟悉流体热力学性质、相平衡和化学反应平衡的基本概念和基本原理，掌握化工过程的能量分析、动力循环和制冷循环的特点和应用，培养学生掌握化工装置工艺与设备的设计方法，为学习后续其它有关课程和将来从事生产技术工作打下必要的基础。二、课程基本内容和要求（一）绪论1. 热力学发展简史（知道）2. 化工热力学研究的对象（理解）3. 热力学的研究方法（了解）重点：热力学研究方法难点：化工热力学研究方法（二）流体的P-V-T关系1. 气体P-

2、V-T关系及相应状态方程的推导（理解）2. 液体的P-V-T性质（了解）3. 真实气体混合物的P-V-T关系（理解）4. 气体状态方程和对比态原理及其应用方法（了解）5. 立方型状态方程的普遍特点（理解）重点：立方型状态方程、普遍化状态方程和真实气体混合物的P-V-T关系难点：真实气体混合物的P-V-T关系（三）纯流体的热力学性质1. 热力学基本方程及应用（理解）2. 麦克斯韦关系式及其应用（了解）3. 熵变随压力和体积的变化特点（理解）4. 理想气体焓变和熵变的计算方法（理解）5. 剩余性质的概念及剩余性质与流体pVT 的关系（了解）6. 剩余性质的计算及高压下焓变和熵变的计算（理解）7.

3、蒸汽压的概念及运用安托尼方程计算纯物质的蒸汽压（理解）8. T-S 图的使用及热力学性质的计算（知道）重点：热力学性质的计算（剩余性质法）、气体逸度和热力学图表难点：剩余性质法（四）流体混合物的热力学性质1. 均相敞开系统的溶液总温度t及其变化（知道）2. 偏摩尔性质的定义、计算及其和其它溶液性质间的关系（了解）3. 混合变量、混合体积和混合焓变的定义（理解）4. 焓浓图及其应用（了解）5. 理想溶液及其标准态、混合物组分逸度与逸度系数、混合过程性质变化、混合物逸度与其组分逸度之间关系式的推导（理解）6. 活度系数与组成的关联方法（了解）重点：Gibbs-Duhem方程、混合物的逸度和逸度系数

4、及混合过程性质变化难点：混合物的逸度和逸度系数（五）相平衡1. 相平衡判据和相律（理解）2. 互溶系统的汽液平衡关系式（了解）3. 低压下汽液平衡计算方法及汽液平衡关系式的推导（理解）4. 中高压下汽液平衡计算方法（知道）5. 三元水盐体系相图绘制及应用方法（理解）重点：相平衡判据、汽液平衡相图、汽液平衡计算及三元水盐体系相图难点：汽液平衡计算、三元水盐体系相图应用（六）化工过程的能量分析1. 能量的种类（知道）2. 热力学第一定律及其在封闭系统和稳流系统的应用（理解）3. 熵函数的定义（了解）4. 熵增原理及熵平衡方程的推导（理解）5. 理想功、损失功、有效能、无效能的定义（理解）6. 化工

5、过程理想功、损失功和有效能分析方法及有效能衡算式的推导（了解）7. 化工过程能量的分析方法（理解）重点：能量平衡方程、熵函数、理想功、损失功及热力学效率、有效能与无效能、有效能衡算及有效能效率、化工过程与系统的有效能分析难点：化工过程与系统的有效能分析（七）蒸汽动力循环与制冷循环1. 气体的压缩过程（知道）2. 节流膨胀和绝热作功膨胀的定义及其对外作功的原理（理解）3. Rankine循环、热效率及其改进方法（理解）4. 制冷循环及其评价方法（了解）5. 蒸汽压缩制冷和吸收式制冷的原理、方法与应用（理解）6. 深冷循环及其讨论（了解）重点：Rankine循环及其改进方法、节流膨胀与作外功的绝热

6、膨胀、蒸汽压缩制冷与吸收式制冷难点：Rankine循环及其改进方法（八）化学反应平衡1. 化学反应计量系数、反应度概念及表达式（理解）2. 标准自由函变和平衡常数的关系（理解）3. 平衡常数与平衡组成间的关系（了解）4. 推导工艺参数对化学平衡组成影响规律的分析、探讨复杂体系的化学反应平衡处理方法（理解）重点：气相反应平衡常数与平衡组成间的关系、反应系统的相律和Duhem理论、复杂体系的化学反应平衡难点：复杂体系的化学反应平衡三、学时分配表序号内 容讲授课内实验小计1绪论222流体的P-V-T关系443纯流体的热力学性质444流体混合物的热力学性质445相平衡446化工过程的能量分析887蒸汽

7、动力循环与制冷循环448化学反应平衡22合 计3232四、有关说明（一）先修课程高等数学、无机化学、有机化学、物理化学和化工原理等。（二）教学建议1. 本课程教学主要采用的方法有：（1）“以语言传递信息的讲授法”，（2）“重视直接感知的演示法”，（3）“加强实际训练的作业法”，（4）“培养综合素质的探究法”。2. 本课程的课堂讲授部分应充分体现化工专业理论和实践的要求，讲解做到清晰、透彻、实用。3. 安排自主性的学习内容，要求学生利用曾经学习过的化学有关知识来理解本门课程的有关内容，从而提高学生分析和解决问题的能力。4. 在教学方法和手段等方面，充分利用多媒体、投影、教学录像等辅助教学手段，以提高本门课程的课堂教学效率。（三）教学参考书1. 陈钟秀 化工热力学（第三版） 北京：化学工业出版社（面向21世纪课程教材