化工热力学第一章

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1、化工热力学ChemicalEngineeringThermodynamics主讲：庄艳歆东北大学EPM实验室课时：48学时教材和参考书1陈钟秀,顾飞燕，胡望明.化工热力学,第二版.北京:化学工业出版社,20012陈钟秀,顾飞燕.化工热力学例题与习题.北京:化学工业出版社,19983高光学，童景山，化工热力学，第2版，清华大学出版社，20074J.M.Smith等著，刘洪来等译，化工热力学导论，化学工业出版社，2008教学内容第一章绪论第二章流体的P-V-T关系第三章纯流体的热力学性质第四章流体混合物的热力学性质第五章化工过程的能量分析第七章相平衡第十章化学反应平衡第一章绪

2、论化工热力学概念化工热力学的基本内容热力学的研究方法学习目的和要求热力学基本定律第一章绪论-化工热力学概念1.热力学（Thermodynamics）主要研究热现象和能量转换的.热力学是以宏观体系作为自己的研究对象,就内容而言,它涉及到热机的效率,能量的利用,各种物理、化学乃至生命过程的能量转换,以及这些过程在指定条件下有没有发生的可能性。第一章绪论-化工热力学概念四大特征（1）严密性:表现在热力学具有严格的理论基础。（2）完整性:是由于热力学具有热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三定律和零定律。（3）普遍性:普遍性表现在热现象在日常生活中必不可缺少。（4）精简性:表

3、现在热力学能够定性、定量地解决实际问题。1.热力学（Thermodynamics）第一章绪论-化工热力学概念2.热力学的分支（1）工程热力学（EngineeringThermodynamics）主要研究功、热转化，以及能量利用率的高低。（2）化学热力学（ChemicalThermodynamics）应用热力学原理研究有关化学中各类平衡问题。主要侧重于热力学函数的计算，主要是H、S、U、F和G的计算。（3）化工热力学（ChemicalEngineeringThermodynamics）研究在化学工程中的热力学问题。主要侧重于工程计算。以热力学第一定律、第二定律为主要内容，既

4、要解决化工过程中的各种能量的相互转化和有效利用问题，也解决相际间质量传递与化学反应的方向与限度等问题。（4）统计热力学（StatisticalThermodynamics）从微观角度出发研究过程的热现象。……第一章绪论-化工热力学概念2.热力学的分支工程热力学化学热力学化工热力学经典热力学经典热力学本身不能计算化学或物理过程的速率，它提供了宏观性质的公式，不可能揭示过程的微观机理。第一章绪论-化工热力学概念2.热力学的分支统计热力学分子热力学分子热力学从微观角度，将经典热力学、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

5、进行计算与预测。其所建立的模型只是实际结构的近似描写，应用于复杂分子、高压下的气体或液体等系统中困难较大，就工程应用而言，还有一定的局限性。第一章绪论-化工热力学概念3.化工热力学在化学工程中的地位产品原料反应分离提纯工艺学反应工程分离工程化工动力学催化工程化工热力学能量的合理利用物质的有效分离与提纯选择反应工艺条件，设计反应器确定分离、提纯方法，设计分离设备测量、关联与推算不同条件下物质的平衡性质。为能量的有效利用、减少损耗、达到节能的目的提高理论基础。相平衡理论为选择反应工艺条件，设计合理的反应器提供基础物性及热力学性质是化学工艺设计中不可缺少的基础数据。第一章绪论-

6、化工热力学的基本内容四大部分内容热力学基本定律热力学微分方程热力学状态函数相平衡化学反应平衡过程热力学分析热力学基础数据P,V,T，Cp，Cv实际部分理论部分第一章绪论-热力学的研究方法两种：宏观研究法和微观研究法宏观研究法（重点）有两种最基本的方法（1）利用热力学函数和物质状态之间的关系，解决实际问题。V,ρ如：已知T,P第一章绪论-热力学的研究方法（2）利用抽象的、概括的、理想的方法来处理问题，当用于实际时，加以修正。如：理想气体PV=RT实际气体PV=ZRT剩余性质MR=M-M*=实际的-理想的(气体）超额性质ME=M-Mid=实际的-理想的（液体）修正项：Z，MR

7、，ME第一章绪论-学习目的和要求目的（1）了解化工热力学的基本内容。（2）提高利用化工热力学的观点、方法来分析、解决化工生产、工程设计、科学研究中有关实际问题的能力。（3）锻炼和培养合作精神、自学能力和分析解决问题的能力。第一章绪论-学习目的和要求要求（四个）要明确各章节的作用，即解决什么问题，得出什么结论。要掌握化工热力学的研究方法（两种方法）。除基本理论概念外，要特别注意计算技能。作业步骤清晰，思路明确，计算基准、单位要妥当。第一章绪论-学习目的和要求措施着重于基本概念的理解，对重要的公式加以推导。作业要做，独立完成。结成