化工热力学绪论课程.ppt

Chemical Engineering thermodynamics 化工热力学 教师：武建军 院系：化工学院 E－mail：jjuw@163.com 教学参考书 1．朱自强等，化工热力学，化学工业出版社，1991 2．陈新志等，化工热力学，化学工业出版社，2001 3. 陈钟秀等，化工热力学，化学工业出版社，1995 4．JM．史密斯等，化工热力学导论（苏裕光等译人 化学工业出版社，1982 5．张联科主编，化工热力学，化学工业出版社，1989 ???? 作业要求 认真独立完成 采用16开单张纸 每次作业一周内完成 平常不做，最后补交拒收 成绩考核按课程考试成绩，结合平时作业和课堂练习考查结果，综合评分课程考试形式：闭卷 绪 论 化工热力学研究的对象 化工热力学的研究方法 基本概念,名词与定义 化工热力学----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。为学习后续 课程及毕业后参加实际工作奠定基础。 第一节 化工热力学研究的对象 热力学 在研究热现象的应用中产生的。19世纪中期，热力学第一、第二定律的相继确立标志着热力学理论的建立。这两个基本定律以及其他一些基本概念构成了热力学理论的基础。在热力学基本定律的应用中，又提出了反映物质特性的热力学函数，确立了热力学函数与各种物质的性质之间的关系，进一步研究了各种物质在相变和化学变化中的具体规律等，从而充实与发展了热力学的理论。 第二节 化工热力学的研究方法 宏观研究方法 微观研究方法 与物理化学的比较 一、宏观研究方法 研究大量分子中发生的平均变化，而不是单个分子的精细变化。它把由大量粒子组成的物质视为一个整体，用宏观物理量来描述它的状态，以宏观观点考察物质间的相互作用。 特点：普遍性与可靠性 通过对大量宏观现象的直接观察与实验，总结出具有普遍性的规律，即热力学的基本定律，热力学的一切结论也是从热力学基本定律出发，通过严密的逻辑推理而得到。 二、微观研究方法 建立在大量粒子群的统计性质的基础上 它是从不同物质的微观结构观察与分析问题，预测与解释平衡情况下物质的宏观特性。对热力学原理也获得较深入的理解。 特点：针对性和预测性 优点：能解释微观本质及其发生的内部原因 这种研究方法已越来越得到重视，取得了显著的效果。例如，考虑分子间相互作用可近似地推导PVT状态方程；推导液相活度系数关联式等。 三 化工热力学与物理化学的比较 第三节 基本概念,名词与定义 体系与环境 平衡状态与状态函数 过程与循环 温度与热力学第零定律 热与功 一.热力系统 1、系统与边界 热力系统(热力系、系统)：人为地 研究对象 外界：系统以外的所有物质 边界(界面)：系统与外界的分界面 边界特性 固定、活动 真实、虚构 热力学系统分类 系统与外界的划分: 有 无 是否传质 开口系 闭口系 是否传热 非绝热系 绝热系 是否传功 非绝功系 绝功系 是否传热、功、质 非孤立系 孤立系 热力学系统的其它分类方式 简单可压缩系统 二 状态和状态参数 状态：某一瞬间热力系所呈现的宏观状况 状态参数：描述热力系状态的物理量 状态参数的特征： 1、状态确定，则状态参数也确定，反之亦然 2、状态参数的积分特征:状态参数的变化量 与路径无关，只与 初终态有关 3、状态参数的微分特征:全微分 状态参数的积分特征 状态参数变化量与路径无关，只与初终态有关 数学上:点函数、状态函数 状态参数的微分特征 设Z=Z (x , y) d z 是全微分 状态参数与广延参数 三 基本状态参数 绝对压力与相对压力 环境压力与大气压力 环境压力指压力表所处环境 注意：环境压力一般为大气压，但不一定。