化工热力学 课件 第1章-绪论

《化工热力学 课件 第1章-绪论》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、化工热力学ChemicalEngineeringThermodynamics化工学院化工热力学教学组©教学内容第1章绪论第2章流体的p-V-T关系第3章纯物质(流体)的热力学性质与计算第4章溶液热力学基础第5章相平衡热力学第6章热力学第一定律及其工程应用第7章热力学第二定律及其工程应用第8章蒸汽动力循环与制冷循环第9章化学反应平衡第10章界面吸附过程热力学第1章绪论©课程目的和要求¾明确化工热力学研究的对象，掌握热力学研究问题与处理的方法，认识其在化学工程学科中的重要地位及其在化工生产中的应用。¾要求学生在《物理化学》、高等数学等课程

2、的学习基础上，深入理解与掌握热力学状态函数与过程函数、状态函数与全微分的密切关系，容量性质与强度性质，平衡状态与可逆过程，热力学过程与循环等基本概念与内容。©本章主要内容1.1化工热力学的地位和作用1.2化工热力学研究内容与主要方法1.3化工热力学的局限性1.4在化工研究与开发中的重要应用1.5如何学好化工热力学1.6热力学基本概念1.1化工热力学的地位和作用©资源和能源问题：走节约化发展道路人类社会的发展是能源利用的历史！人类利用能源的三个阶段：没有节能意识柴草能源时代草木，畜力，太阳，风，水力化石能源时代煤，石油，天然气，可燃冰多

3、能源时代核能，太阳能，氢能，风能，潮汐能¾能源问题在国家关系中的地位保证能源供应，关系国家存亡V海湾问题：中/俄/日三国能源问题¾中国的能源问题：严重的能源危机V煤荒，煤炭价格直线上升V油荒，原油涨价，柴油汽油涨价。1993，中国由石油纯出口国变石油纯进口国！©节约能源：¾中国的能源浪费十分惊人V单位能耗创造财富低于发达国家;V每GDP的能耗为世界平均水平的3～4倍,日本的11倍，美国的4.3倍，德国法国的7.7倍¾新的能源节能灯太阳能电池风力发电机低压尾汽发电太阳能路灯©化工热力学的地位和作用化工热力学：化工学科的重要分支和基础学科

4、化学工程与工艺专业：专业基础技术课程、必修课和核心课程(48学时、3学分)内容：化学热力学：热力学性质的推算{相平衡和化学平衡工程热力学：热功转化、有效能利用问题基础：热力学第一定律、第二定律和第三定律1.2化工热力学研究内容与主要方法©研究内容：主要讨论热力学第一定律、第二定律在化工过程中的应用，以及与上述内容有关的基础数据确定方法。¾化工热力学将第一定律应用到系统与环境间既有能量交换，又有物质交换的敞开系统中，如精馏（蒸馏）、吸收、萃取等化工单元操作过程，化学反应过程，压缩、冷冻循环热力过程等不同情况下，计算过程进行时所需要热与功

5、的数量。¾热力学第二定律应用到化工传质分离过程的计算中，可以确定相平衡的条件，计算平衡各相的组成；应用到化学反应工程中，可以研究过程的工艺条件对平衡转化率的影响，选择最佳工艺条件；应用到化工过程的热力学分析中，可以确定能量损耗的数量、分布及其原因，提高能量的利用率。与化学热力学相比，化工热力学研究的对象更结合工程实际。©研究方法：¾经典热力学建立在热力学第一、第二定律基础上的，是人类大量实践经验的总结，是自然界和人类各种活动中的普遍规律。因而，热力学所给出的结论、宏观性质间关联式的正确性，具有普遍的意义。¾分子热力学从微观角度，将经典

6、热力学、统计物理、量子力学及有限的实验数据结合起来，通过建立数学模型、拟合模型参数，对实际系统热力学性质进行计算与预测。©应用1)物性数据的测定、推算与评价：无机物与有机物（单质与化合物、混合物）2)从可测量的物性，如流体的p-V-T-x关系及计算不可测量的物性，如U、H、S、A、G等。3)工艺过程的技术改造与革新4)化工过程设计（如物料与热量衡算）的基础，热力学第一定律5)过程的节能，热力学第一及第二定律©化工热力学研究的主要方法¾状态函数法：热力学的独特方法关于过程的能量转换和过程的方向与限度这两方面的问题，热力学都是以状态函数(

7、宏观性质)关联式的形式给出答案的。Δ=AW−′R表示可逆过程，W′：体积功T,RQH=ΔpQU=ΔV⎧>0自发过程⎧<0自发过程ΔS⎨ΔG⎨孤立系统Tp,⎩=0平衡过程⎩=0平衡过程⎧<0自发过程⎧>0自发过程∑()νμii⎨αβ−⎨⎩=0平衡过程()μμiii⎩=0平衡过程，ò以上所列关系式将过程的方向和限度与系统的初、终，态状态函数变化的比较联系起来。，ò状态函数的变化只与系统的初、终态有关，与过程进行的途径无关。¾可利用物质的热力学性质数据，去计算一些实际难测而需要的数据，如化学反应的热效应与反应平衡等。也可以对不可逆过程的状态

8、函数变化，按易于计算的可逆过程状态函数变化进行，如对过程不可逆程度的计算等。ò状态函数与全微分关系：热力学能U、温度T、熵S三个基本状态函数都是全微分，以演绎和推理的方法导出了包括全部基本原理的方程式。如：热力学第一定律