化工热力学基础知识

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1、第一章第一章绪论从今天起，我们大家就要接触一门新的课程，这就是《化工热力学》。我们准备用68学时（17周）的时间完成这门课的学习。在这段时间内，我们将共同学习并掌握着门课程，希望我们能合作愉快，彼此都留下美好的回忆。（自我介绍：任保增3887318）《化工热力学》就字面意义来说，并不难理解。在你们的前绪课程中也接触到了热力学的概念，如高等物理学的气体部分以及刚结束的物理化学中，都不少提到热力学。那么什么叫做“热力学”，“化工热力学”的具体概念是什么呢？这就是我们在绪论中首先要解决的问题。在这一章中，我们要清楚化工热力学的范畴和任务。通过这一章

2、的学习要搞清楚《化工热力学》包含有哪些内容，对解决生产实际、工程设计和科学研究有什么作用；还要讨论一下学习化工热力学的目的、要求和措施。那么什么是化工热力学呢？下面我们就讨论这一问题。1.化工热力学在课程链上的位置基础课：高等数学、外语、无机化学、有机化学、分析化学、生物化学化工制图、物理化学化学热力学化学动力学专业基础课：化工原理（化工单元操作）、化工热力学、化学反应工程、仪表与自动化专业课：分离工程、化学工艺学等2.化工热力学发展历史热现象是人类最早接触到的自然现象之一。相传远古时代的燧人氏钻木取火，用现代科学的语言来说，就是由机械功转化

3、为内能，温度升高发生燃烧。我国在十二、十三世纪就记载有走马灯和使用火药燃烧向后喷气来加速火箭的飞行，可以说是现代燃气轮机和火箭等喷气推进机的始祖。但是，人类对热的认识逐步形成一间科学却是近三百年来的事。从观察和实验总结出来的热现象规律，构成热现象的宏观理论，叫做热力学。为了提高蒸汽机的效率和创造性能更好的热机，有必要对它们的工作规律进行广泛的研究。十九世纪中，把生产实践和实验结果提到理论的高度，确立了关于能量转化和守恒的热力学第一定律以及关于热效率的热力学的第二定律。主要由这两个定律在逻辑上和数学上的发展，形成了物理学中的热力学部份。它除了为

4、分析、研究，创造各种新型热机提供理论基础外，还广泛地渗透到其他学科中去，例如热力学理论和化学现象相结合，形成了所谓化学热力学，它是研究物质的热性质，化学、物理过程的方向和限度等普遍规律的基础学科。生产上蒸汽机的发明和相应的科学研究建立了热力学的基本定律；热力学本身的发展，又回过来帮助新型热机的创建。通过专门研究和分析，使人们对各种热机中的压缩，燃烧、膨胀、冷却、传热等过程、再热循环、往复循环等有了更清晰的了解，这在热机的设计和创新方面起了决定性的作用。在学科上形成了工程热力学。广而言之，热力学是一门研究能量及其转换的科学，它能预言物质状态变化

5、的趋势并研究伴有热效应体系的平衡。在化学工业的生产和科学实验中有大量的这类问题需要解决，所以化工热力学也就应运而生。由于既要解决化学问题，又要解决工程问题，所以化工热力学实际上是集化学热力学和工程热力学的大成。自从1944年B·F·Dodge写出了篇幅较大的"化工热力学"教科书后，几十年来，国内外这方面的研究不断深入，教学工作也颇有成效，不但是大学生的必修课程，而且研究生也需学习。可以说，化工热力学已成化学工程学的主要分支学科之一。尽管热力学是一门比较古老的学科，但是在化学工业中的应用还在继续扩大，在有关期刊中仍有许多文献发表。3化工热力学的

6、特性和分支要想了解化工热力学的概念，首先要搞清楚什么是热力学。3.1热力学及其特性：thermodynamics热力学这一概念对大家来说并不陌生，在物理和物理化学中已接触过，现在我们再简单的复习一遍。所谓热力学主要是研究热现象和能量转换的。热力学以宏观体系作为自己的研究对象,就其内容而言,它涉及到热机的效率,能源的利用,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。如今热力学已广泛的用于研究各种能量之间的关系，热力学从远古时期发展至今，可称它为一门“完善”的科学，这主要表现在它具有四大特性：⑴严密性⑵完整性

7、⑶普遍性⑷精简性严密性表现在热力学具有严格的理论基础。热力学证明是可以行通的事情，在实际当中才能够行的通；热力学证明是不可行的事情，在实际当中无论采用什么措施，也实施不了。完整性是由于热力学具有热力学第一定律（能量守恒定律）第二定律（熵增原理）第三定律（绝对熵定律）第零定律（热平衡定律）这四大定律使热力学成为一门逻辑性强而完整的科学。普遍性表现在热现象在日常生活中是必不可缺少的。热力学的基本定律、基本理论，不但能够解决实际生产中的问题，还能够解决日常生活中的问题，甚至用于宇宙问题的研究。象俄罗斯研究出来的宇宙伞，其中用到了许多热力学的理论、观

8、点和方法。精简性表现在热力学能够定性、定量地解决实际问题。特别是后者（定量），这是目前有些课程所无法比拟的。热力学的四大特性使得热力学成为一门“完善”的学科，而其它