第一章化工热力学(陈新志)概览.ppt

化工热力学Chemical Engineering Thermodynamics 同学们的将来职业 科研、技术 经商 从政 利用超临界CO2流体技术从植物/动物中提取纯天然的高附加值的物质 化学工程师的收入 在今天的美国，最受企业欢迎的是哪个专业的毕业生？ 2013年美国大学毕业生薪资排行榜 Chemical engineer 很多化学工程师进入企业高管. 世界著名化工企业 Du Pont, General Electric, Union Carbide, 3M, Dow Chemical, Exxon, BASF. 化学工程能做什么？ 化学工程的主要目标就是使化学家实验室做出来的化学反应商品化！ 10项顶尖成果 （1983年， AIChE ） 1.合成橡胶（1983年，220亿磅/年。二战期间，及时解救了天然橡胶匮乏的困境。） 2.抗生素：1918年流感夺走了全世界2000万人的生命。化学工程使青霉素的年产量高达百万磅。 3.聚合物：塑料在很多应用场合能取代木头、金属和玻璃。 化学工程能做什么？ 4.合成纤维。 5.低温空分生成O2 和 N2。 6.核同位素的分离。 7.原油的催化裂解：制备高辛烷值燃料的能力在英国战役和二次世界大战中是一决定性因素。 8.污染的控制。 9.肥料尤其是合成氨：新肥料改进了农业的生产力并帮助养活了全世界。 10.生物医学工程 。 化学工程 目的: 解决化学工程原理应用于新体系的瓶颈问题 意义: 最合理地利用能源和资源、保护生态环境和人类健康 化工热力学课程内容 第一章 绪 论（3学时） 第二章 p-V-T关系和状态方程（6学时） 第三章 均相封闭系统热力学原理及其应用（9学时） 第四章 均相敞开系统热力学及相平衡准则（12学时） 第五章 非均相系统的热力学性质计算（6学时） 第六章 流动系统的热力学原理及应用（12学时） 第一章 绪 论 关于化工热力学课程 化工热力学课程是化学工程专业最重要的课程之一。 是国内外化学工程专业本科生（化工热力学I）和研究生（化工热力学II）必修课程。 是一门训练逻辑思维和演绎能力的课程。 是一门培养节约资源、合理利用能源观点的课程。 化工热力学是“焓焓”糊糊“熵”脑筋的课程。 学时48。 化工热力学在课程链上的位置 Why? 1、冰箱的工作原理与空调是否相同？夏天打开冰箱门是否能当空调？ 2、空调与取暖器哪个更省电？ 3、假酒为何会喝死人？怎样去除酒精中的甲醇？ 4、为什么无水酒精的价格是95%酒精的二倍？主要是哪一部分的成本提高了？ Why? 5、液化石油气的主要成分为何是丙烷、丁烷和少量的戊烷而不是甲烷或己烷？ 6、酸雨对大理石雕像是否有害？ Why? 7、为什么要节能？如何节能？依据是什么？ 新能源——可燃冰 1M3“可燃冰”释放出的能量相当于164M3的天然气。 全球“可燃冰”总能量，是所有煤、石油、天然气总和的2～3倍。 “可燃冰”的主要成分是甲烷与水分子(CH4·H2O)。 勘探需要知道：在海底下，何种温度、压力下会形成“可燃冰”？ 热力学能解决！ 降低资源消耗 2003年，中国消耗了全球总产量30%的主要能源和原材料，创造的GDP仅占世界的4%。 如果按每1美元生产总值能耗，我国比发达国家能耗高4~5倍。 目前，美国每万美元耗水为514M3，日本208M3，中国5045M3，是发达国家的8~20倍。 中国很多地区的经济增长速度是靠高投资、高能耗、高污染换来的。 本章内容 一、化工热力学的目的、意义和范围 二、化工热力学研究内容和安排 三、化工热力学的局限性 四、为何学和如何学好化工热力学 五、本课程的内容 一、化工热力学的目的、意义和范围 化工热力学 Thermo-dynamics，是讨论热与功的转化规律。经典热力学建立在热力学三个基本定律之上。运用数学方法，可以得到热力学性质之间的关系。 本课程的主要目的是运用经典热力学原理来解决如下实际问题： (1)过程进行的可行性分析和能量有效利用； (2)平衡问题，特别是相平衡； (3)平衡状态下的热力学性质计算。即流体的性质随着温度、压力、相态、组成等的变化。 计算机的广泛应用为化工过程设计所需热力学数据的获取，以及模型化提供了强有力的基础。 一、化工热力学的目的、意义和范围 1、化工热力学的定义 A、热力学（Thermo-dynamics ） B、工程热力学（Engineering Thermodynamics） C、化学热力学（ Chemical Thermodynamics） D、化工热力学（ Chemical Engineering Thermodynam