化工热力学教学大纲

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1、《化工热力学》课程教学大纲一、大纲说明课程名称:化工热力学课程名称（英文）：Thermodynamicsofchemicalengineering适用专业：化学工程与工艺课程性质：专业必修课程总学时：54其中理论课学时:54实验课学时:0学分：3先修课程：物理化学，化工原理二、本课程的地位、性质和任务本课程是化学工程学的重要组成部分，是化工过程研究、开发和设计的理论基础。本课程是在学生学过物理化学，完成化工厂生产实习，并具备化工过程和设备的知识基础上讲授。本课程任务是以热力学第一、二定律为基础，研究化工过程各种能量的相互转化及其有效利

2、用，培养学生节约能源、合理利用能源的观点；研究各种物理和化学变化过程中达到平衡的理论极限、条件和状态，为分离过程、化学反应过程提供相平衡和化学平衡数据；使学生掌握热力学性质数据的获取方法，培养学生树立工程观点，养成实事求是、科学严谨的工作作风，提高理论联系实际的工程实践能力；为学习后续课程及毕业后参加实际工作奠定基础。三、教学内容、教学要求第一章绪论（2学时）教学内容1.化工热力学研究范围和研究方法。2.化工热力学在化学工业上应用。3.名词和定义。教学要求了解：化工热力学及其在化工中应用。理解：化工热力学研究对象。掌握：化工热力学研究

3、的特点。重点与难点重点：化工热力学研究的特点。难点：通过大量举例使学生深刻认识化工热力学的重要作用。第二章流体的PVT关系（6学时）教学内容1.纯流体PVT关系；P-V图、P-T图。2.真实流体状态方程：维里方程、范德华方程、Redlich-Kwong方程。3.状态方程的选用。—5—4.对比态原理：对比态原理、偏心因子概念。5.多组分流体的PVT关系。教学要求了解：流体PVT关系,它是热力学性质的基础。理解:PVT是可直接测量性质。掌握:其它热力学性质由PVT数据计算得到。重点与难点重点：R-K方程。要求学生对此有清楚的了解，掌握其计

4、算方法。难点：P-V图、P-T图上点线面的关系，各种状态方程的特点，对比态原理思想的理解。第二章纯流体的热力学性质（6学时）教学内容1.定组成体系热力学性质间关系式，基本方程、点函数间数学关系式、Maxwell方程。2.单相体系热力学性质计算：dS方程,dH方程和dU方程；剩余性质；真实气热力学性质（H，S）计算：状态方程法、普遍化法。3.两相系统的热力学性质及热力学图表：两相系统热力学性质；热力学性质图表：水蒸汽特性表和T-S图。教学要求了解：定组成体系热力学性质间关系式。理解:剩余性质概念及计算。掌握:定组成体系热力学性质间基本关

5、系式，工程上常用热力学图表的使用方法，由单相纯物质性质计算两相区纯物质性质的方法。重点与难点重点：定组成体系热力学性质间关系式，剩余性质。难点：剩余性质概念及计算，水蒸汽特性表的应用。第三章热力学第一定律及其应用（6学时）教学内容1.稳流过程的能量平衡。2.热量衡算。3.气体压缩过程。教学要求了解：闭系非流动过程的能量平衡，开系流动过程的能量平衡。理解:稳流过程能量平衡式的简化形式及其应用，气体压缩过程。掌握:开系稳流过程的能量平衡式，单级压缩机可逆轴功的计算，多级压缩功的计算。重点与难点重点：稳流过程的能量平衡，气体压缩过程。难点：

6、开系稳流过程的能量平衡式，单级和多级气体压缩过程。—5—第二章热力循环——热力学第二定律及其应用（9学时）教学内容1.热力学第二定律用于闭系。2.热力学图表及其应用。3.水蒸气动力循环。4.制冷和制热。教学要求了解：孤立系统熵平衡式和开系熵平衡式，T-S图的构成和性质、焓熵图（h-s图）、压焓图（p-h图），吸收式制冷循环和制冷工质的选择，热泵。理解:卡诺循环、朗肯（Rankine）循环及朗肯循环的改进制冷原理与逆卡诺循环。掌握:蒸气压缩制冷循环。重点与难点重点：制冷原理的正确理解。理解同样的制冷原理可用于制冷和供热。难点：蒸汽动力循

7、环和制冷循环在T-S图的表示。第三章化工过程热力学分析（9学时）教学内容1.理想功和不可逆过程的损耗功。2.化工单元过程的热力学分析。3.三种常规的过程热力学分析法。教学要求了解：能量的级别，三种常规的热力学分析法，合理用能基本原则。理解:理想功和损耗功的概念，传热过程和分离过程的热力学分析，两种损失和两种效率。掌握:理想功和损耗功的计算，有效能和无效能的计算。重点与难点重点：理想功和损耗功的正确理解。理解有效能和无效能用于热力学分析法。难点：理想功和损耗功的计算，有效能和无效能的计算与分析。第四章溶液热力学基础（12学时）教学内容1

8、.溶液的热力学性质。2.逸度和逸度系数。3.理想溶液和标准态。4.流体均相混合时的性质变化。5.活度和活度系数。6.吉布斯一杜亥姆（Gibbs-Duhem）方程。教学要求了解：均相敞开系统的热力学关系式和化学位，温度和压