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 教材：陈新志主编 课时：64学时 主讲：刘淑芝 1、热力学（Thermodynamics）—— 讨论热与功转化规律的科学。 ★ 远古“钻木取火”——机械能转换为内能。 　★ 12世纪“火药燃烧加速箭支的飞行”。 ★ 19世纪“蒸汽机”——热转换为功。 涉及到热机效率,能量利用,各种物理、化学乃至生命过程的能量转换及这些过程在指定条件下发生的可能性。 四大特征： （1）严密性：表现在热力学具有严格的理论基础。 （2）完整性：是由于热力学具有热力学第一定律、热力 学第二定律、 热力学第三定律和零定律。 （3）普遍性：普遍性表现在热现象在日常生活中必不可缺少。 （4）精简性：表现在热力学能够定性、定量地解决实际问题。 2.热力学的分支 （1）工程热力学（Engineerng Thermodynamics）—将热力学的基本理论应用于工程技术领域，则为工程热力学。主要研究热能与机械能之间转换规律及能量利用率的高低。 ★ 特点： ★ 制冷、发电 ★ 介质简单：水蒸气、氨、氟里昂 2.热力学的分支 （3）化工热力学（Chemical Engineering Thermodynamics） 研究在化学工程中的热力学问题。具有双重特点。主要侧重于工程计算。它既能解决能量的利用问题，又能解决相际间质量传递与化学反应方向与限度等问题。 （4）统计热力学（Statistical Thermodynamics） 从微观角度出发研究过程的热现象。 4.化工热力学的用途 （1）可行性分析。对于新工艺、新方法，用热力学事先判断它的可行性。 ★ C6H6+NH3 ———— C6H5NH2 +H2 ？ ★ H2O ———— H2+O2 ？ Δ G ≤ 0 ★ N2+ H2 ———— NH3 ？ Δ G ≥ 0 二、化工热力学的研究内容 三、热力学的研究特点 三、热力学的研究特点 三、热力学的研究特点 五、学习化工热力学的目的、要求 1、目的 （ 两个） （1）了解化工热力学的基本内容 （2）提高利用化工热力学的观点、方法来分析、解决化工生产、工程设计、科学研究中有关实际问题的能力。 2.要求（四个） （1）要明确各章节的作用，也即解决什么问题，得出什么结论。 （2）要掌握化工热力学的研究方法。 （3）除基本理论概念外，要特别注意计算技能。 （4）作业步骤清晰，思路明确，计算基准、单位要妥当。 参考文献： [1] 朱自强，徐汛编，化工热力学，化学工业出版社， 1991 [2] J.M. Smith, (美)史密斯，化工热力学导论，第三版，化学工业出版社，1982 [3] 张联科主编，化工热力学，化学工业出版社，1980 [4] J.M. Smith, (美)史密斯，化工热力学导论习题解答，化学工业出版社，1986 [5] 陈钟秀, 顾飞燕编，化工热力学例题与习题，化学工业出版社1998 4、过程 ??◆ 指体系自一平衡状态到另一平衡状态的转换 ??◆ 对某一过程的描写：初态＋终态＋路径 （1）不可逆过程：一个单向过程发生之后一定留下一些痕迹，无论用何种方法也不能将此痕迹完全消除。 六、热力学基本概念 ?? 如：爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等。 凡是自发过程过程皆是不可逆过程！ （2）可逆过程：可逆过程：当体系完成某一过程后，如果令过程逆行而能使过程中所涉及的一切(体系及环境)都回复到原始状态而不留下任何变化，则此过程称为可逆过程． ——无限小的沙子。拿走一粒无限小的沙子，dP减少无限小，推动力无限小，可以忽略不计。 带活塞的气缸 若是可逆过程，推动力需为无限小近，体系始终无限接近平衡状态。 六、热力学基本概念 ★ 可逆过程的特点： （1）可逆过程是实际过程中只能趋近而永远不能实现的理想过程。没有摩擦，推动力无限小, 过程进行无限慢。 （2）但它是热力学中极为重要的概念，是作为实际过程中能量转换效果比较的标准。 ?? ※ 若说某体系效率为80%，是指与可逆过程比。 ?? ※ 但爆炸、节流、气体向真空自由膨胀等不能用“可逆过程+效率”模式来计算。 六、热力学基本概念 （3）可逆过程是效率最高的过程。 ?? ※ 体系对外做最大功。 ?? ※ 体系对外吸收最小功。 （4）很多热力学关系式是在可逆过程的前提下推导出来 的。如： 六、热力学基本概念 （5）逆向进行时，体系恢复始态，环境不留下任何痕迹。 （即没有功热得失及状态变化） 不可逆过程的特点： 有摩擦，过程进行有一定速度; 体系内部不均匀（有扰动，涡流等现象）; 逆向进行时，体系恢复始