化工热力学课程教学大纲

化工热力学课程教学大纲课程名称：化工热力学英文名称：ChemicalEngineeringThermodynamics课程编号：X3030481学时数：40其中实验（实训）学时数：0课外学时数：0学分数：2.5适用专业：化学工程与工艺一、课程的性质和任务化工热力学是化工类专业必修的专业选修课，是一门理论性较强的专业课程。本课程的主要任务是介绍热力学的基本原理以及其在工程中的应用。具体为流体及其混合物的容积性质和热力学性质的计算，热力学的基本定律及其应用，化工过程的热力学分析方法，流体的常压相平衡的基础和计算，化学反响平衡的计算等。通过本课程的学习，使学生具备有关流体的平衡热力学方面的基础知识，能够综合运用热力学第一定律和第二定律分析某些较为典型的化工过程，能够解决化工领域中的相平衡与化学反响平衡等问题。为学生后续相关课程的学习做好准备，同时也为实际化工生产过程的热力学分析打下基础。二、课程教学内容的基本要求、重点和难点基本要求：了解运用热力学原理对化工生产过程进行热力学分析的基本方法和思路。熟练掌握化工热力学的经典热力学原理以及表达系统特征的模型。掌握热力学性质计算的一般方法。第1章绪论了解化工热力学的研究范畴、任务以及特点。化工热力学的范畴和任务了解化工热力学的研究范畴和任务。化工热力学的特点和限制了解化工热力学与其他化学工程学科的关系。化学工程师需要热力学了解热力学在化工生产中解决问题的思路。流体热力学性质了解流体的基本热力学性质，掌握状态方程的应用及计算、普遍化方程的应用，熟练掌握场变、焰变的计算。重点：状态方程的应用，嫡变、焰变的计算。纯物质的PVT行为了解超临界流体的概念，掌握纯物质的P—V—T相图及其相图上的重要概念。流体的状态方程式熟练掌握理想气体方程、维里方程、立方型方程的应用；理解它们在性质计算中的区别。PVT关系的普遍化计算了解普遍化的基本概念、熟练掌握普遍化状态方程的应用。理解对应态原理的概念，掌握两参数和三参数对应态原理计算物性的方法。真实气体混合物了解气体混合规那么；掌握阿玛格定律和普遍压缩因子图联用、虚拟临界参数和普遍压缩因子图联用计算物性的方法；掌握真实气体混合物状态方程式的应用。液体的容积性质了解液体的容积性质及普遍化关联。纯流体的热力学性质了解热力学基本关系式，理解热力学燧的物理意义，熟练掌握燧变、熔变的计算。热力学第一定律及其应用了解能量平衡，掌握热力学第一定律的应用，轴功的计算，压缩过程的功的计算。重点：热力学第一定律的应用，轴功的计算。闭系非流动过程的能量平衡掌握闭系非流动过程的能量平衡式。开系流动过程的能量平衡掌握开系流动过程的能量平衡式、掌握流动功的计算。稳流过程的能量平衡掌握开系稳流过程能量平衡式及其简化式的应用，熟练掌握轴功的计算。理解热量衡算的方法。气体压缩过程理解对压缩过程进行热力学分析的方法，掌握压缩功的计算。第4章热力循环一一热力学第二定律及其应用了解热力学第二定律的描述，掌握制冷原理，掌握燧的基本概念、燧变的计算、卡诺循环、朗肯循环的热力学分析。重点：崎的概念、燃的计算。热力学第二定律了解热力学第二定律的文字描述及热力学基本概念。嫡了解焙、崎流、燧产基本概念，掌握燧平衡式的应用。热力学图表及其应用掌握热力学图表的构成及应用。蒸汽动力循环掌握卡诺循环、朗肯循环的热力学计算。制冷了解制冷原理，掌握制冷过程的热力学分析。热泵了解热泵原理及其制热系数的计算。第5章化工过程的热力学分析了解能量的级别，热力学分析的基本方法，掌握理想功、损耗功的计算。重点：理想功、损耗功的计算。基础理论了解能量的级别，掌握理想功、损耗功的计算。化工单元过程热力学分析掌握流动过程、别离过程、化学反响过程的理想功、损耗功的计算。过程热力学分析的三种基本方法掌握热力学分析的基本方法，掌握火用（有效能）与火无（无效能）、两种损失和两种效率的计算。合理用能基本原那么了解用能的基本原那么。第6章溶液的热力学基础了解化学位、偏摩尔性质、逸度、活度等基本概念，掌握逸度计算。重点：逸度、活度的计算。变组成体系的热力学性质掌握开系的热力学关系式和化学位的推导；掌握偏摩尔性质的概念及计算。掌握偏摩尔性质和溶液性质的关系。逸度和逸度系数理解逸度和逸度系数的定义，熟练掌握逸度和逸度系数的计算。理想溶液和标准态掌握理想溶液的混合性质的计算；理解理想溶液的两种不同的标准态。均相液体混合时的性质变化掌握混合过程的体积、烙变的计算。活度和活度系数掌握活度和活度系数的定义；理解活度的标准态和归一化的概念；理解常见的活度系数模型。掌握Gibbs—Duhem方程及其应用。第7章液体相平衡了解汽液平衡、气液平衡、液液平衡，掌握汽液平衡计算。重点：汽液平衡计算。相平衡的判据和处理方法了解相平衡的判据和处理方法。二元系的组分活度系数和组成间关系了解过量自由焰的定义，掌握伍尔型方程、局部组成型方程的基本概念。汽液平衡了解汽液平衡的热力学分析，掌握热力学一致性检验方法。气液平衡了解气液平衡的计算。液液平衡。了解液液平衡的计算。三、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例第一章绪论讲授2笫二章流体热力学性质讲授81:1第三章热力学第一定律及其应用讲授61:1第四章热力循环一一热力学第二定律及其应用讲授61:1第五章化工过程的热力学分析讲授61:1弟/、早溶液的热力学基础讲授61:1第七章液体相平衡讲授6四、课程其他教学环节要求除课堂讲授外，本课程的其它教学环节为作业。作业的形式以计算题为主，作业量大,每章都有相应的习题。要