化工热力学-第1章(自学考试参考).ppt

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1、化工热力学,教材：陈钟秀，顾飞燕主编课时：64学时,第一章 绪论,一.化工热力学的概念1.热力学（Thermodynamics）主要研究热现象和能量转换的.热力学是以宏观体系作为自己的研究对象,就内容而言,它涉及到热机的效率,能量的利用,各种物理、化学乃至生命过程的能量转换,以及这些过程在指定条件下有没有发生的可能性.,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,（

2、1）工程热力学（Engineering Thermodynamics）主要研究功、热转化，以及能量利用率的高低。（2）化学热力学（Chemical Thermodynamics）应用热力学原理研究有关化学中各类平衡问题。主要侧重于热力学函数的计算，主要是H、S、U、F和G的计算。,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

3、）从微观角度出发研究过程的热现象。,工程热力学,化学热力学,化工热力学,经典热力学,3.化工热力学在化学工程中的地位,原料,反应,分离提纯,产品,工艺学,反应工程,分离工程,化工动力学催化工程,化工热力学,问题：,（1）制造原料（2）选择反应工艺条件，设计反应器（3）确定分离、提纯方法，设计分离设备,二、化工热力学的基本内容,四大部分内容,热力学基本定律,热力学微分方程,热力学状态函数,相平衡化学反应平衡过程热力学分析,热力学基础数据PVT，Cp，Cv,实际部分,理论部分,三、热力学的研究方法,两种：宏观研究法和 微观研究法宏观研究法（重点）有两种最基本的方法（1）利用热力学函数和物质状态之间

4、的关系，解决实际问题。,V,如：已知 T,P,四、热力学的研究方法,（2）利用抽象的、概括的、理想的方法来处理问题，当用于实际时，加以修正。如：理想气体 PV=RT 实际气体 PV=ZRT 剩余性质 MR=M-M*=实际的-理想的(气体）超额性质 ME=M-Mid=实际的-理想的（液体）修正项：Z，MR，ME,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（两种方法）。（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。,措施,着重于基本概念的理解，对重要的公式加以推导。作业要做，独立完成。配合理论教学，要做四个实验。,参考文献：,(1)J.M.Smith,H.C.Van Ness,Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics,third edition,1975.或中文版化工热力学导论，第三版，化学工业出版社.(2)朱自强等编，化工热力学，化学工业出版社，1980,