《化工热力学》教学大纲教程.doc

《化工热力学》课程教学大纲 课程代码： 070402 课程性质： 专业必修 总学时： 56 学时 总学分： 3.5 开课学期： 5 适用专业： 化学工程与工艺 先修课程： 物理化学、化工原理 后续课程： 化学反应工程 大纲执笔人： GHHG 参加人： FGHHGF 审核人： FGHGF 编写时间： 2012 年 8 月 编写依据： 化学工程与工艺 专业人才培养方案（ 2010 ）年版 一、课程介绍 化工热力学是化学工程的重要分支和基础学科，是化工工艺专业及相关专业的专业基础课。化工热力学的原理和应用知识是从事化工过程的研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础，是一门理论性与工程应用性均较强的课程。化工?热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，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、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。为学习后续课程和解决化工过程的实际问题打下牢固的基础。通过本课程学习，要求学生：PVT关系解决实际体系的相关参数的计算问题，如摩尔体积、比容等的计算； 4．学会利用剩余焓和剩余熵概念解决实际体系的热力学函数，包括内能、焓、熵、自由能、自由焓等的计算； 5．学会压缩过程参数的计算方法，学会压缩制冷循环参数计算及制冷剂选择等方法； 6. 学会用热力学分析法有针对性地分析各种化工过程的用能情况。 7．学会逸度及逸度系数、活度及活度系数的计算原理及方法， 8．学会根据实际平衡体系的条件选择相平衡的计算方法，学会热力学一致性校核。 9．初步学会化学反应平衡体系的计算方法。 五、本课程与其他课程的联系与分工 本课程的先修课程为“物理化学”，课程内容的基础概念和基本定律在“物理化学”课程中已经学过，可以说是“物理化学”课程的深化，“物理化学”课程的研究对象主要为理想体系、纯物质、封闭体系，而本课程研究对象为真实体系、混合物、开放体系；为进一步学习后续的专业课（如化学反应工程、毕业设计等课程）奠定理论基础。 六、本课程的教学内容与目的要求 【第一章】 绪论（共2学时） 1、教学目的和要求：了解化工热力学的过去，现在和将来 简要发展史 （2） 化工热力学的主要内容 （3） 化工热力学研究方法及其发展 （4） 化工热力学的重要性流体的 p V -T 关系能熟练掌握流体（特别是气体）的各种类型的P、V、T 关系（包括状态方程法和对应状态法）及其应用、优缺点和应用范围。 （1） 通过纯物质的p –V –T 图、p –V 图和p –T 图，了解纯物质的p –V –T 关系。 （2） 掌握维里方程的几种形式及维里系数的物理意义。 （3） 熟练运用二阶舍项的维里方程进行pVT 计算。 （4） 理解立方型状态方程的普遍特点。 （5） 重点掌握RK 方程一般形式和迭代形式的使用。熟练运用RK 方程进行气体的pVT 计算。 （6） 掌握RKS 和PR 方程。并能运用RKS 和PR 方程进行纯流体的pVT 计算。 （7） 掌握偏心因子的概念。 （8） 理解对比态原理的基本概念和简单对比态原理。 （9） 熟练掌握三参数的对应状态原理和压缩因子图的使用。 （10） 熟练运用普遍化状态方程式解决实际流体的pVT 计算。 （11） 初步了解液体的pVT 关系。 （12） 掌握混合物的pVT 关系。重点掌握kay 规则、气体混合物的第二维里系数和立方型状态方程的混合规则。（1）能正确分析纯物质的p –V –T 行为。（2）状态方程主要包括维里方程和立方型状态方程，各有优缺点，使用范围不同。 （3）对比态法也是处理p –V –T 关系的重要方法，它又包括两种三参数压缩因子图和普遍 化的状态方程。 （4）处理混合物的p –V –T 关系时，需要使用合适的状态方程及其对应的混合规则。 （5）液体的p –V –T 关系比较特殊，除了状态方程外还有一系列的经验关系式。p –V –T 关系纯物质的热力学性质通过本章学习，掌握各热力学性质间的关系，进而学会计算一个实际过程的焓变和熵变，并学会一些热力学性质图表的应用。 （1） 熟练掌握并使用热力学基本方程。 （2） 掌握麦克斯韦关系式及其应用。重点掌握熵变随压力和体积的变化关系。 （3） 掌握理想气体焓变和熵变的计算方法。 （4） 理解剩余性质的概念。重点掌握剩余性质与流体pVT 的关系。 （5） 重点掌握剩余性质的计算并熟练运用剩余性质进行高压下焓变和熵变的计算。 （6） 掌握蒸汽压的概念，熟练运用安托尼方程计算纯物质的蒸汽压。 （7） 理解蒸发焓、蒸发熵的概念。能熟练运用C-C方程和经验关联式计算蒸发焓。 （8） 熟练使用