化工热力学知识点.docx

一、 课程简介化工热力学是化学工程学科的一个重要分支，是化工类专业学生必修的基础技术课程化工热力学课程结合化工过程阐述热力学基本原理、定理及其应用，是解决工业过程（特别 是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡计算、能量的有效利用等实际问题的二、 教学目的培养学生运用热力学定律和有关理论知识，初步掌握化学工程设计与研究中获取物性数据； 对化工过程中能量和汽液平衡等有关问题进行计算的方法，以及对化工过程进行热力学分析 的基本能力，为后续专业课的学习及参加实际工作奠定基础三、 教学要求化工热力学是在基本热力学关系基础上，重点讨论能量关系和组成关系本课程学习需要具 备一定背景知识，如高等数学和物理化学等方面的基础知识采用灵活的课程教学方法，使 学生能正确理解基本概念，熟练掌握各种基本公式的应用领域及应用技巧，掌握化学工程设 计与研究中求取物性数据与平衡数据的各种方法以课堂讲解、自学和作业等多种方式进行四、 教学内容第一章绪论本章学习目的与要求：了解化工热力学的发展简史、主要内容及研究方法第二章流体的P-V-T关系本章学习目的与要求：了解纯物质PVT的有关相图中点、线、面的物理意义，掌握临界点的物理意义及其数学特 征；理解理想气体的基本概念和数学表达方法，掌握采用状态方程式计算纯物质PVT性质 的方法；了解对比态原理，掌握用三参数对比态原理计算纯物质PVT性质的方法；了解真 实气体混合物PVT性质的计算方法。

第一节 纯物质的PVT关系1. 主要内容：P-V相图，流体3.能力要求：掌握临界点的物理意义及其数学特征第二节 气体的状态方程式1. 主要内容：理想气体状态方程，维里方程，R-K方程2. 基本概念和知识点：理想气体的数学表达方法，维里方程，vander Waals方程，R-K方 程3. 能力要求：掌握采用状态方程式计算纯物质PVT性质的方法第三节 对比态原理及其应用1. 主要内容：三参数对比态原理，普遍化状态方程2. 基本概念和知识点：对比态原理，以co作为第三参数的对比态原理，普遍化第二维里系 数3. 能力要求：了解对比态原理，掌握用三参数对比态原理计算纯物质PVT性质的方法第四节 真实气体混合物的PVT关系1. 主要内容：混合规则，气体混合物的虚拟临界参数，气体混合物的第二维里系数2. 基本概念和知识点：气体混合物的虚拟临界参数，气体混合物的第二维里系数3. 能力要求：了解真实气体混合物PVT性质的计算方法第三章 纯物质（流体）的热力学性质本章学习目的与要求：理解Maxwell关系式，掌握热力学性质间的基本关系式和用P-V-T推算其他热力学性质的关 系式；理解热容和剩余性质的概念，了解蒸发恰与蒸发炳的计算方法，掌握用状态方程和三 参数对应态原理计算嬉变与炳变的方法；了解热力学性质图、表的制作原理，会使用热力学 性质图或表进行计算。

第一节热力学性质间的关系1. 主要内容：热力学基本方程，Maxwell关系式2. 基本概念和知识点：热力学基本方程，Maxwell关系式及应用3. 能力要求：理解Maxwell关系式，掌握热力学性质间的基本关系式和用P-V-T推算其他 热力学性质的关系式第二节 嬉变与炳变的计算1. 主要内容：热容，理想气体的H、S随T、P的变化，真实气体的H、S随T、P的变化, 真实气体焰变与炳变的计算2. 基本概念和知识点：热容，剩余性质，真实气体恰变与炳变的计算，蒸发恰与蒸发炳3. 能力要求：理解热容和剩余性质的概念，了解蒸发嬉与蒸发炳的计算方法，掌握用状态 方程和三参数对比态原理计算嬉变与燔变的方法第三节纯物质两相系统的热力学性质及热力学图表1. 主要内容：两相系统的热力学性质，热力学性质图表2. 基本概念和知识点：两相系统的热力学性质，热力学性质图表3. 能力要求：了解热力学性质图、表的制作原理，会使用热力学性质图或表进行计算第四章 均相混合物热力学性质本章学习目的与要求：理解化学位的概念，掌握变组成体系的热力学基本方程；理解偏摩尔性质的概念，掌握偏摩 尔性质的热力学关系、Gibbs-Duhem方程及计算方法；理解混合过程性质变化的概念，掌握 混合过程性质变化的计算方法；理解逸度和逸度系数的概念，掌握纯物质逸度系数的计算方 法，了解混合物组元逸度系数和液体逸度的计算方法；理解理想溶液和标准态的概念，掌握 理想溶液混合性质变化的计算方法；理解活度、活度系数和标准态、超额性质的概念，掌握 超额Gibbs自由能的计算方法；了解正规溶液模型和局部组成型方程，掌握Wohl型方程和 Wdson方程的计算方法。

第一节变组成体系的热力学关系1. 主要内容：变组成体系的热力学关系式2. 基本概念和知识点：均相敞开系统的热力学基本关系式，化学位3. 能力要求：理解化学位的概念，掌握均相敞开系统的热力学基本关系式第二节偏摩尔性质1. 主要内容：偏摩尔性质，偏摩尔性质的热力学关系，偏摩尔性质的计算，Gibbs-Duhem 方程2. 基本概念和知识点：偏摩尔性质，偏摩尔性质的热力学关系，偏摩尔性质的计算， Gibbs-Duhem 方程3. 能力要求：理解偏摩尔性质的概念，掌握偏摩尔性质的热力学关系、Gibbs-Duhem方程 及计算方法第三节混合过程性质变化1. 主要内容：混合过程性质变化，混合过程的恰变化2. 基本概念和知识点：混合过程性质变化，混合过程的恰变化3. 能力要求：理解混合过程性质变化的概念，掌握混合过程性质变化的计算方法第四节逸度和逸度系数1. 主要内容：逸度和逸度系数的定义，逸度和逸度系数的计算2. 基本概念和知识点：逸度和逸度系数，逸度和逸度系数的计算3. 能力要求：理解逸度和逸度系数的概念，掌握纯物质逸度系数的计算方法，了解混合物 组元逸度系数和液体逸度的计算方法第五节 理想溶液1. 主要内容：理想溶液，理想溶液的混合性质变化。

2. 基本概念和知识点：理想溶液和标准态，理想溶液的混合性质变化3. 能力要求：理解理想溶液和标准态的概念，掌握理想溶液混合性质变化的计算方法第六节 活度和活度系数1. 主要内容：活度和活度系数，活度系数标准态的选择，超额性质2. 基本概念和知识点：活度和活度系数，活度系数标准态的选择，超额性质3. 能力要求：理解活度、活度系数和标准态、超额性质的概念，掌握超额Gibbs自由能的 计算方法第七节 活度系数模型1. 主要内容：正规溶液模型，Wohl型方程，局部组成型方程2. 基本概念和知识点：正规溶液，Wohl型方程，Wilson方程3. 能力要求：了解正规溶液模型和局部组成型方程，掌握Wohl型方程和Wdson方程的计 算方法第五章 相平衡本章学习目的与要求：理解相平衡判据和相律：掌握用活度系数法表示的汽液平衡计算通式；了解中、低压下二元 汽液平衡相图，理解中、低压下泡点和露点的计算过程，掌握低压下汽液平衡的计算方法; 了解炷类系统的K值法和闪蒸计算的方法；掌握汽液平衡数据的热力学一致性检验的方法第一节 相平衡基础1. 主要内容：相平衡判据，相律2. 基本概念和知识点：相平衡判据，相律。

3. 能力要求：理解相平衡判据和相律第二节 互溶系统的汽液平衡关系式1. 主要内容：状态方程法，活度系数法2. 基本概念和知识点：状态方程法，活度系数法3. 能力要求：掌握用活度系数法表示的汽液平衡计算通式第三节 中低压下汽液平衡1. 主要内容：中、低压下二元汽液平衡相图，中、低压下泡点和露点的计算，低压下 汽液平衡的计算2. 基本概念和知识点：中、低压下泡点和露点的计算，低压下汽液平衡的计算，炷类系统 的K值法和闪蒸计算3. 能力要求：了解中、低压下二元汽液平衡相图，理解中、低压下泡点和露点的计算过程, 掌握低压下汽液平衡的计算方法，了解炷类系统的K值法和闪蒸计算的方法第四节 汽液平衡数据的热力学一致性检验1. 主要内容：积分检验法2. 基本概念和知识点：等温汽液平衡数据，等压汽液平衡数据3. 能力要求：掌握汽液平衡数据的热力学一致性检验的方法第六章 化工过程能量分析本章学习目的与要求：掌握不同体系的能量平衡式，并能进行有关计算；理解热力学第二定律的定性表述方式，掌 握用炳增原理及炳平衡式进行分析和计算的方法;理解理想功、损耗功与热力学效率的概念, 掌握理想功、损耗功与热力学效率的计算方法；理解有效能和有效能效率等的概念，掌握有 效能和有效能效率的计算；了解能量衡算法、理想功与损耗功法、有效能衡算法在过程热力 学分析中的应用。

第一节 热力学第一定律1. 主要内容：封闭系统的热力学第一定律，稳流系统的热力学第一定律及其应用2. 基本概念和知识点：能量守恒的基本式，封闭系统和稳流系统的热力学第一定律及其应 用3. 能力要求：掌握不同体系的能量平衡式，并能进行有关计算第二节 热力学第二定律1. 主要内容：炳与炳增原理，炳产生与炳平衡式2. 基本概念和知识点：炳与炳增原理，炳产生与炳平衡式3. 能力要求：理解热力学第二定律的定性表述方式，掌握用炳增原理及炳平衡式进行分析 和计算的方法第三节 理想功、损耗功与热力学效率2. 基本概念和知识点：理想功，损耗功，热力学效率3. 能力要求：理解理想功、损耗功与热力学效率的概念，掌握理想功、损耗功与热力学效 率的计算方法第四节有效能1. 主要内容：有效能，稳流过程有效能计算，有效能损失，有效能效率2. 基本概念和知识点：有效能，稳流过程中物理有效能的计算，有效能损失，有效能效率3. 能力要求：理解有效能和有效能效率等的概念，掌握有效能和有效能效率的计算第五节化工过程能量分析及合理用能1. 主要内容：能量衡算法，理想功与损耗功法，有效能衡算法2. 基本概念和知识点：能量衡算法，理想功与损耗功法，有效能衡算法。

3. 能力要求：了解能量衡算法、理想功与损耗功法、有效能衡算法在过程热力学分析中的 应用第七章压缩、膨胀、蒸气动力循环与制冷循环本章学习目的与要求：了解气体的压缩过程，掌握压缩功的计算方法；理解膨胀过程，掌握膨胀过程中功的计算方 法；了解蒸气动力循环的基本过程，掌握Rankine循环的热力学分析方法；了解制冷循环过 程第一节气体的压缩1. 主要内容：等温压缩，绝热压缩，多变压缩2. 基本概念和知识点：等温压缩，绝热压缩，多变压缩3. 能力要求：了解气体的压缩过程，掌握压缩功的计算方法第二节膨胀过程2. 基本概念和知识点：节流膨胀，绝热做功膨胀3. 能力要求：理解膨胀过程，掌握膨胀过程中功的计算方法第三节 蒸气动力循环1. 主要内容：Rankine循环及其热效率，蒸汽参数对热效率的影响，Rankine循环的改 进2. 基本概念和知识点：Rankine循环及其热效率，蒸汽参数对热效率的影响，Rankine循环 的改进3. 能力要求：了解蒸气动力循环的基本过程，掌握Rankine循环的热力学分析方法第四节*制冷循环1. 主要内容：理想制冷循环，蒸气压缩制冷循环2. 基本概念和知识点：理想制冷循环，蒸气压缩制冷循环。

3. 能力要求：了解制冷循环过程建议教学时间分配表章节内容学时数备注理论部分第一章绪论1第二章流体的P-V-T关系5第三章纯物质（流体）的热力学性质6第四章均相混合物热力学性质10第五。