《化工热力学》教学大纲

《化工热力学》教学大纲ChemicalEngineeringThermodynamics一、课程基本信息学

时：48学

分：3.0考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30％中文简介：化工热力学是化学工程学的重要分支之一，与化学反应工程、分离工程关系密切，它是化工过程研究、开发和设计的理论基础。它是将热力学理论和化学现象相结合，用热力学的定律、原理、方法来研究物质的热性质、化学过程及物理变化实现的可能性、方向性及进行限度等问题。课程的重点在于能量和组成的计算，主要包括p-V-T关系、逸度、活度、相平衡，并且还有部分工程热力学的内容，如热机原理、制冷原理及其相关计算等。二、

教学目的与要求

化工热力学的原理和应用知识是从事化工过程研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础，是一门理论性与工程应用性均较强的课程。化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。本课程的任务是概括、深化热力学的基本定律和有关的理论知识，研究化工过程中各种能量的相互转化和有效利用，研究各种物理化学变化过程达到平衡的理论极限、条件或状态，从而使学生获得巩固的专业理论基础知识，培养和提高学生从事化工生产、设计和科学研究工作的理论分析能力。三、教学方法与手段1、突出重点，把教师讲授与课堂讨论相结合。2、精讲多练，把现代教育技术(ppt课件或CAI课件)与传统黑板板书相结合。四、

教学内容及目标

教学内容教学目标学时分配第一章

绪论了解1第二章

流体的p-V-T关系和状态方程51.纯流体的p-V-T关系掌握12.

流体的状态方程掌握23.对应态原理和普遍化关联式理解14.液体的p-V-T关系了解0.55.真实气体混合物的p-V-T关系了解0.5

重点与难点:

纯物质的p-V-T立体相图，纯物质的p-T图、p-V图和T-V图；Virial方程及其应用；对比态原理；偏心因子和三参数普遍化关系；混合规则。

衡量学习是否达到目标的标准:熟悉纯物质相图的特点；会用模型法计算纯物质的p-V-T数据；独立完成课后习题2-11、12。第三章

纯流体的热力学性质计算61.热力学性质间的关系理解12.

焓变和熵变的计算掌握23.

纯流体的热力学性质图和表掌握3

重点与难点:

热力学基本关系式、偏导数关系式和Maxwell方程；焓、熵和内能的普遍关系，剩余性质；干度，蒸汽的过热度，水的过冷度，温熵图。

衡量学习是否达到目标的标准:熟悉掌握热力学图、表的查法；会用剩余性质计算真实气体热力学性质；独立完成课后习题3-11、12、20、23、25、26。第四章

溶液热力学性质的计算121.均相敞开系统的热力学基本关系理解12.

偏摩尔性质掌握33.混合变量掌握14.逸度和逸度系数掌握35.理想溶液掌握16.活度和活度系数掌握27.活度系数模型理解1

重点与难点:

化学位，偏摩尔性质定义及其计算；逸度和逸度系数的定义及其计算；活度和活度系数的定义及其计算；超额性质的定义及其计算。

衡量学习是否达到目标的标准:会用偏摩尔性质的方法计算混合物的逸度和逸度系数、活度和活度系数、超额性质；独立完成课后习题4-14、15、23、24、27、34。第五章

相平衡61.相平衡基础理解12.

互溶系统的汽液平衡计算通式掌握23.

汽液平衡理解24.

汽液平衡数据的热力学一致性检验了解1

重点与难点:

相律；二元系统的相图；汽液平衡计算通式。

衡量学习是否达到目标的标准:会用相律分析系统的状态特点；化学体系汽液平衡的计算；独立完成课后习题5-13、14、17、22、33、46。第六章

化工过程能量分析101.热力学第一定律及其应用掌握22.

热力学第二定律及其应用掌握33.理想功、损失功和热力学效率掌握24.有效能掌握25.化工过程能量分析及合理利用理解1

重点与难点:

热力学第一定律，能量平衡方程；热力学第二定律，熵与熵增原理，热温熵，熵产生，熵积累理想功，损失功，热力学效率；有效能与无效能；有效能效率。

衡量学习是否达到目标的标准:熟悉稳定流动体系能量平衡方程中各项意义，计算基准及其在工程上的应用，能量的有效利用；独立完成课后习题6-13、14、16、21、22、28、29、32、35。第七章

压缩、膨胀、动力循环与制冷循环81.气体的压缩理解12.

气体的膨胀掌握23.

蒸汽动力循环掌握44.

制冷循环了解1

重点与难点:

节流效应，等熵膨胀效应；Rankine循环过程及其热效率的计算；Rankine循环过程改进。

衡量学习是否达到目标的标准:熟悉蒸汽动力循环中能力利用与消耗的计算；独立完成课后习题7-17、19、20。

五、推荐教材和教学参考资源1.冯新,宣爱国,周彩荣.化工热力学(第一版).北京：化学工业出版社，2010.2.张乃文,陈嘉宾,于志家.化工热力学.大连：大连理工大学出版社，2006.3.陈钟秀,顾