化工热力学绪论liyibing

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1、太原理工大学化学与化工学院化工热力学ChemicalEngineeringThermodynamics课程的性质和任务化工热力学主要以高等数学和物理化学为基础，是由化学热力学和工程热力学相结合而成的一门学科，是化学工程学的基础分支学科，通过它的学习，为化工分离工程及化学反应工程等课程打下理论基础。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，使学生掌握流体的热力学性质概念，掌握流体热力学性质的

2、计算及其应用，掌握溶液的性质，会用溶液理论及状态方程计算各种流体相平衡，为化工过程的设计打下牢固的基础。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。主要参考书陈钟秀、顾飞燕、胡望明编，《化工热力学》（第二版），化学工业出版社，2001。朱自强主编，《化工热力学》，化学工业出版社，1982。陈钟秀、顾飞燕编，《化工热力学例题与习题》，化学工出版社，1998教学安排绪论2学时流体的p-V-T关系6学时纯流体的热力学性质10学时化工过程的能量分析12学时蒸

3、汽动力循环与制冷循环8学时流体混合物的热力学性质10学时总学时：48本课程的教学思路课程的特点数学计算多，课程难度大成绩构成：平时成绩+结课考试平时成绩包括：课堂表现、课后作业第一章绪论1-1.热力学发展简述1-2.热力学的分支1-3.化工热力学的目的和内容1-4.化工热力学与物理化学的关系1-5.热力学性质与基本概念回顾1-1热力学发展简述热力学是研究能量、能量转换以及与能量转换有关的物性间相互关系的科学。热力学(thermodynamics)一词的意思是热(thermo)和动力(dynamics)，既

4、由热产生动力，或者热和力之间的关系，反映了热力学起源于对热机的研究。热和力是热力学的两个基本构成，讨论热力学的发展，当然应该首先从热来谈起。热现象是人类最早接触到的并加以利用的自然现象之一，也是人类最早利用的能源之一。太阳光所带来的热量是地球万物包括我们人类赖以生存的最基本的能量，古代人类“钻木取火”是人类将热和力进行的最原始的结合。钻木取火，用现代热力学的观点来讲，就是机械能（通过力）转化为内能，使木屑等易燃物的内能增加，由于热传导不良，造成温度升高，达到其燃点，发生燃烧，同时释放热能。力转变为热是一种

5、普遍存在的、人们自觉或不自觉的利用的过程，也就是说是一个自发的过程。反过来将热转变为力则必须要借助于一定的条件才能实现。在我国古代，不乏这样的一些记载。走马灯。宋代吴自牧的著作《梦粱录》述及南宋京城临安夜市时，已指出其中有买卖走马灯的。在一个或方或圆的纸灯笼中，插一铁丝作立轴，轴上方装一叶轮，其轴中央装两根交叉细铁丝，在铁丝每一端黏上人、马之类的剪纸。当灯笼内灯烛点燃後，热气上升，形成气流，从而推动叶轮旋转，於是剪纸随轮轴转动。它们的影子投射到灯笼纸罩上。从外面看便成为所谓「车驰马骤、团团不休」之景况。

6、走马灯虽是个玩具，但其与近代燃气轮机的原理，却如出一辙。火箭“火箭”最早出现在公元3世纪的三国时代，距今已有1700多年的历史了。唐代发明火药之后，到了宋代，人们把装有火药的筒绑在箭杆上，或在箭杆内装上火药，点燃引火线后射出去。箭在飞行中借助火药燃烧向后喷火所产生的反作用力使箭飞得更远，人们把这种喷火的箭叫做火箭。这种向后喷火、利用反作用力助推的箭，已具有现代火箭的雏形，可以称之为原始的固体火箭。也可以说是现代火箭等喷气推进器的师祖。热力学研究是从人类对热的认识开始的。1593年，伽利略制成了第一支温度计

7、，使热学研究定量化，但人们还不了解温度计测出的是什么物理量，还以为测得的是热量。1784年，有了比热的概念，才从概念上把“温度”与“热”区分开。18世纪中期以前，许多科学家认为热是一种无质量的物质，即所谓热质说。直至18世纪末至19世纪中叶，多人分别在不同的国家、不同的实验室用实验证明热不是一种物质，而是一种运动形态，即热是由物体内部运动激发起来的一种能量（热动说）意大利文艺复兴以来，科学和技术的思想在欧洲人心中已逐步占据了十分重要的地位。一些海洋国家通过航海和探险极大地推进了贸易的发展，贸易的发达使得自

8、给自足的小农经济受到破坏，取而代之的是原始资本主义工业化的发展。这是人们特别迫切需要一种通用的发动机代替手工劳动，这种发动机应该能够应用于交通运输、煤炭采掘、钢铁冶炼等各个行业同时不受风力、水力等气候条件限制。18世纪初，在英国出现了一种专供矿井排水用的原始蒸气机：“纽科门”机。纽科门的蒸汽机将蒸汽引入气缸后阀门被关闭，然后冷水被撒入汽缸，蒸汽凝结时造成真空。活塞另一面的空气压力推动活塞。在矿井中联结一根深入竖井的杆来驱动一个