化工热力学知识点

一、课程简介化工热力学是化学工程学科的一个重要分支，是化工类专业学生必修的根底技术课程。〔特别是化工过程〕中热力学性质的计算和推测、相平衡计算、能量的有效利用等实际问题的。二、教学目的培育学生运用热力学定律和有关理论学问，初步把握化学工程设计与争论中猎取物性数据；对化工过程中能量和汽液平衡等有关问题进展计算的方法的根本力量，为后续专业课的学习及参与实际工作奠定根底。三、教学要求计与争论中求取物性数据与平衡数据的各种方法四、教学内容第一章绪论本章学习目的与要求：了解化工热力学的进展简史、主要内容及争论方法。其次章流体的P-V-T关系本章学习目的与要求：了解纯物质PVT的有关相图中点、线、面的物理意义，把握临界点的物理意义及其数学特征；理解抱负气体的根本概念和数学表达方法，把握承受状态方程式计算纯物质PVT性质的方法；了解比照态原理，把握用三参数比照态原理计算纯物质PVT性质的方法；了解真实气体混合物PVT性质的计算方法。第一节 纯物质的PVT关系主要内容：P-V相图，流体。根本概念和学问点：临界点。力量要求：把握临界点的物理意义及其数学特征。其次节 气体的状态方程式主要内容：抱负气体状态方程，维里方程，R-K方程。根本概念和学问点：抱负气体的数学表达方法，维里方程，vanderWaals方程，R-K方程。力量要求：把握承受状态方程式计算纯物质PVT性质的方法。第三节 比照态原理及其应用主要内容：三参数比照态原理，普遍化状态方程。根本概念和学问点：比照态原理，以ω作为第三参数的比照态原理，普遍化其次维里系数。力量要求：了解比照态原理，把握用三参数比照态原理计算纯物质PVT性质的方法。第四节 真实气体混合物的PVT关系主要内容：混合规章，气体混合物的虚拟临界参数，气体混合物的其次维里系数。根本概念和学问点：气体混合物的虚拟临界参数，气体混合物的其次维里系数。力量要求：了解真实气体混合物PVT性质的计算方法。第三章 纯物质〔流体〕的热力学性质本章学习目的与要求：理解MaxwellP-V-T推算其他热力学性质的关性质图或表进展计算。第一节热力学性质间的关系主要内容：热力学根本方程，Maxwell关系式。根本概念和学问点：热力学根本方程，Maxwell关系式及应用。力量要求：理解Maxwell关系式，把握热力学性质间的根本关系式和用P-V-T推算其他热力学性质的关系式。其次节 焓变与熵变的计算主要内容：热容，抱负气体的H、S随T、P的变化，真实气体的H、S随T、P的变化，真实气体焓变与熵变的计算。根本概念和学问点：热容，剩余性质，真实气体焓变与熵变的计算，蒸发焓与蒸发熵。力量要求：理解热容和剩余性质的概念，了解蒸发焓与蒸发熵的计算方法，把握用状态方程和三参数比照态原理计算焓变与熵变的方法。第三节纯物质两相系统的热力学性质及热力学图表主要内容：两相系统的热力学性质，热力学性质图表。根本概念和学问点：两相系统的热力学性质，热力学性质图表。力量要求：了解热力学性质图、表的制作原理，会使用热力学性质图或表进展计算。第四章均相混合物热力学性质本章学习目的与要求：Gibbs-Duhem超额GibbsWohl型方程和Wilson方程的计算方法。第一节变组成体系的热力学关系主要内容：变组成体系的热力学关系式。根本概念和学问点：均相放开系统的热力学根本关系式，化学位。力量要求：理解化学位的概念，把握均相放开系统的热力学根本关系式。其次节偏摩尔性质方程。根本概念和学问点：偏摩尔性质，偏摩尔性质的热力学关系，偏摩尔性质的计算，Gibbs-Duhem方程。力量要求：理解偏摩尔性质的概念，把握偏摩尔性质的热力学关系、Gibbs-Duhem方程及计算方法。第三节混合过程性质变化主要内容：混合过程性质变化，混合过程的焓变化。根本概念和学问点：混合过程性质变化，混合过程的焓变化。力量要求：理解混合过程性质变化的概念，把握混合过程性质变化的计算方法。第四节逸度和逸度系数主要内容：逸度和逸度系数的定义，逸度和逸度系数的计算。根本概念和学问点：逸度和逸度系数，逸度和逸度系数的计算。力量要求：理解逸度和逸度系数的概念，把握纯物质逸度系数的计算方法，了解混合物组元逸度系数和液体逸度的计算方法。第五节 抱负溶液主要内容：抱负溶液，抱负溶液的混合性质变化。根本概念和学问点：抱负溶液和标准态，抱负溶液的混合性质变化。力量要求：理解抱负溶液和标准态的概念，把握抱负溶液混合性质变化的计算方法。第六节 活度和活度系数主要内容：活度和活度系数，活度系数标准态的选择，超额性质。根本概念和学问点：活度和活度系数，活度系数标准态的选择，超额性质。力量要求：理解活度、活度系数和标准态、超额性质的概念，把握超额Gibbs自由能的计算方法。第七节 活度系数模型主要内容：正规溶液模型，Wohl型方程，局部组成型方程。根本概念和学问点：正规溶液，Wohl型方程，Wilson方程。力量要求：了解正规溶液模型和局部组成型方程，把握Wohl型方程和Wilson方程的计算方法。第五章 相平衡本章学习目的与要求：汽液平衡相图，理解中、低压下泡点和露点的计算过程，把握低压下汽液平衡的计算方法；了解烃类系统的K第一节 相平衡根底主要内容：相平衡判据，相律。根本概念和学问点：相平衡判据，相律。力量要求：理解相平衡判据和相律。其次节 互溶系统的汽液平衡关系式1.主要内容：状态方程法，活度系数法。2.根本概念和学问点：状态方程法，活度系数法。3.力量要求：把握用活度系数法表示的汽液平衡计算通式。第三节 中低压下汽液平衡1.主要内容：中、低压下二元汽液平衡相图，中、低压下泡点和露点的计算，低压下汽液平衡的计算。2.根本概念和学问点：中、低压下泡点和露点的计算，低压下汽液平衡的计算，烃类系统K值法和闪蒸计算。3.力量要求：了解中、低压下二元汽液平衡相图，理解中、低压下泡点和露点的计算过程，把握低压下汽液平衡的计算方法，了解烃类系统的K值法和闪蒸计算的方法。第四节 汽液平衡数据的热力学全都性检验1.主要内容：积分检验法。2.根本概念和学问点：等温汽液平衡数据，等压汽液平衡数据。3.力量要求：把握汽液平衡数据的热力学全都性检验的方法。第六章 化工过程能量分析本章学习目的与要求：握用熵增原理及熵平衡式进展分析和计算的方法学分析中的应用。第一节 热力学第肯定律1.主要内容：封闭系统的热力学第肯定律，稳流系统的热力学第肯定律及其应用。2.根本概念和学问点：能量守恒的根本式，封闭系统和稳流系统的热力学第肯定律及其应用。3.力量要求：把握不同体系的能量平衡式，并能进展有关计算。其次节 热力学其次定律1.主要内容：熵与熵增原理，熵产生与熵平衡式。2.根本概念和学问点：熵与熵增原理，熵产生与熵平衡式。3.力量要求：理解热力学其次定律的定性表述方式，把握用熵增原理及熵平衡式进展分析和计算的方法。第三节 抱负功、损耗功与热力学效率1.主要内容：抱负功，损耗功，热力学效率。2.根本概念和学问点：抱负功，损耗功，热力学效率。3.力量要求：理解抱负功、损耗功与热力学效率的概念，把握抱负功、损耗功与热力学效率的计算方法。第四节 有效能1.主要内容：有效能，稳流过程有效能计算，有效能损失，有效能效率。2.根本概念和学问点：有效能，稳流过程中物理有效能的计算，有效能损失，有效能效率。3.力量要求：理解有效能和有效能效率等的概念，把握有效能和有效能效率的计算。第五节化工过程能量分析及合理用能1.主要内容：能量衡算法，抱负功与损耗功法，有效能衡算法。2.根本概念和学问点：能量衡算法，抱负功与损耗功法，有效能衡算法。3.力量要求：了解能量衡算法、抱负功与损耗功法、有效能衡算法在过程热力学分析中的应用。第七章压缩、膨胀、蒸气动力循环与制冷循环本章学习目的与要求：法；了解蒸气动力循环的根本过程，把握Rankine循环的热力学分析方法；了解制冷循环过程。第一节气体的压缩1.主要内容：等温压缩，绝热压缩，多变压缩。2.根本概念和学问点：等温压缩，绝热压缩，多变压缩。3.力量要求：了解气体的压缩过程，把握压缩功的计算方法。其次节膨胀过程1.主要内容：节流膨胀，绝热做功膨胀。2.根本概念和学问点：节流膨胀，绝热做功膨胀。3.力量要求：理解膨胀过程，把握膨胀过程中功的计算方法。第三节 蒸气动力循环1.主要内容：Rankine循环及其热效率，蒸汽参数对热效率的影响，Rankine循环的改进。2.根本概念和学问点：Rankine循环及其热效率，蒸汽参数对热效率的影响，Rankine循环的改进。3.力量要求：了解蒸气动力循环的根本过程，把握Rankine循环的热力学分析方法。第四节* 制冷循环1.主要内容：抱负制冷循环，蒸气压缩制冷循环。2.根本概念和学问点：抱负制冷循环，蒸气压缩制冷循环。3.力量要求：了解制冷循环过程。建议教学时间安排表章节内容学时数备注理论局部第一章绪论1其次章流体的P-V-T关系5第三章纯物质〔流体〕的热力学性质6第四章均相混合物热力学性质10第五章相平衡8第六章化工过程能量分析12第七章*压缩、膨胀、蒸气动力循环与制冷循环4此章节内容可适当调整总学时46学时；机动2学时48学时五、选用教材及参考书目选用教材及参考书目马沛生主编的《化工热力学1版北京：化学工业出版社，2023.6〔1〕朱自强，徐汛.《化工热力学》其次版，北京：化学工业出版社，1991.6〔2〕陈志，蔡振云，胡望明.《化工热力学》其次版，北京：化学工业出版社，2023.8〔3施云海《化工热力学学习指导及模拟试题集萃2023.3〔4〕陈志，蔡振云，夏薇.《化工热力学习题精解2023〔5〕童景山.1995六、执行大纲使用说明1．依据学科进展，可适当调整相关内容。教学方法本课程主要承受课堂讲授、自学和作业的方式授课。本课程的主要教学环节如下：课堂讲授：讲授是本课的重要教学环节，是主要的教