第一章 绪 论
重点掌握：
化学反应转化率、选择性和收率的概念和应用
化学反应工程要解决的主要问题
深入理解：
化学反应器的三种操作方式和特点。
反应器设计的基本方程。
广泛了解：
化学加工过程的普遍特征。
各种化学和石油加工流程、常见设备和场区概貌。
化学反应器的主要类型、结构和工作原理。
工业反应器的放大方法。
无论是化学工业还是冶金、石油炼制和能源加工等工业过程，均采用化学方法将原料加工成为有用的产品。生产过程包括如下三个组成部分：
图1.1 典型的化学加工过程
第①和③两部分属于单元操作的研究范围；而②部分是化学反应工程的研究对象，是生产过程的核心。 第一节 化学反应工程
一、化学反应工程的研究对象
化学反应工程是化学工程学科的一个重要分支，主要包括两个方面的内容，即反应动力学和反应器设计分析。
反应动力学--研究化学反应进行的机理和速率，以获得工业反应器设计与操作所需的动力学知识和信息，如反应模式、速率方程及反应活化能等
其中速率方程可表示为：
r=f（T、、P）（对于一定的反应物系）而言--随时间、空间变化
其中，r为反应系统中某一组分的反应速率，代表浓度的矢量，P为系统的总压。
反应器设计分析--研究反应器内上述因素的变化规律，找出最优工况和适宜的反应器型式和尺寸。
注意：化学反应是研究反应本身的规律，与反应器内各局部的状况有关，而反应器总体的性态。所以可以说反应动力学从点上着眼，而反应器的设计与分析则从面上（体上）着手。
二、化学反应的分类（反应工程学科）
无论是自然界还是实际生产过程中，存在各种各样的化学反应，通常为了便于研究和应用，将化学反应进行分类。下表中给出了常见的化学反应分类、方法和种类，一些可能同时属于两个或者更多的反应种类。
例如： 为一气固催化反应
三、反应过程的举例
一般来说反应过程包括: 物理现象--传递现象(热量、动量和能量传递过程)
第一章 温度
1-1 在什么温度下,下列一对温标给出相同的读数：（1）华氏温标和摄氏温标；（2）华氏温标和热力学温标；（3）摄氏温标和热力学温标？
解：（1）
当 时，即可由 ，解得
故在 时
（2）又
当 时 则即
解得：
故在 时，
（3）
若 则有
显而易见此方程无解，因此不存在 的情况。
1-2 定容气体温度计的测温泡浸在水的三相点槽内时，其中气体的压强为50mmHg。
（1）用温度计测量300K的温度时，气体的压强是多少？
（2）当气体的压强为68mmHg时，待测温度是多少？
解：对于定容气体温度计可知：
(1) (2)
1-3 用定容气体温度计测得冰点的理想气体温度为273.15K，试求温度计内的气体在冰点时的压强与水的三相点时压强之比的极限值。
解：根据
已知 冰点
。
1-4 用定容气体温度计测量某种物质的沸点。 原来测温泡在水的三相点时，其中气体的压强 ；当测温泡浸入待测物质中时，测得的压强值为 ,当从测温泡中抽出一些气体,使 减为200mmHg时,重新测得 ,当再抽出一些气体使 减为100mmHg时,测得 .试确定待测沸点的理想气体温度.
解：根据
从理想气体温标的定义： 依以上两次所测数据,作T-P图看趋势得出
时,T约为400.5K亦即沸点为400.5K.
题1-4图
1-5 铂电阻温度计的测量泡浸在水的三相点槽内时，铂电阻的阻值为90.35欧姆。当温度计的测温泡与待测物体接触时，铂电阻的阻值为90.28欧姆。试求待测物体的温度，假设温度与铂电阻的阻值成正比，并规定水的三相点为273.16K。
解：依题给条件可得
则
故
1-6 在历史上，对摄氏温标是这样规定的：假设测温属性X随温度t做线性变化 ，即，并规定冰点为 ，汽化点为 。
传热学
第一章 绪论
1. 传热学的定义: 研究由于温度差而引起的热能传递规律的科学.
2. 热流量（heat transfer rate） ：单位时间内通过某一给定面积A的热量，记为Φ，单位为 W
3. 热流密度（或称面积热流量）:通过单位面积的热流量，记为 q，单位是 W/m2
4.稳态过程与非稳态过程
稳态过程：热量传递系统中各点温度不随时间而改变的过程
非稳态过程：各点温度随时间而改变的过程
5. 热传导的定义：物体各部分之间不发生相对位移时，依靠分子、原子及自由电子等微观粒子热运动而产生的热量传递过程
1） 导热是物质的固有属性
2）固、液、气等均具有一定的导热能力
3） 纯导热只发生在密实的固体和静止的流体中
导热现象的判断？
1）有温差；
2）密实固体或静止流体
6. 模型一平壁稳态导热. 影响因素:平壁面积,厚度,温差
平壁稳态导热的计算公式：
7. λ —热导率，又称导热系数.单位：W/(m·K) (热物理参数)
8. 热对流：流体中温度不同的各部分发生相互混合的宏观运动而引起的热量传递现象
特点: 1）发生在流体中 2）流体内部必须存在温差3）流体必须有宏观运动
4）伴随着热传导
9. 对流传热：流动的流体与温度不同的固体壁面间的热量传递过程.(热对流的一种方式,传热学研究方式).
分类:按流体流动的起因：
1）自然对流、自由对流：流体冷、热各部分密度不同而引起的
2）受迫对流、强迫对流：流体的流动是在外力（在泵或风机）作用下产生的
技巧：给出流体速度的为强迫对流
按流体有无相变： 1）无相变的对流传热 2）有相变的对流传热：沸腾换热、凝结换热
10. 如何判断对流传热 1）发生在壁面和流体之间：参与物质类型2）壁面和流体存在温差：热量传递的前提
3）流体要运动：速度体现 一定不要遗漏自然对流
11. 对流传热的计算—牛顿冷却公式（对流传热的热量传递速率方程）
第一章 绪论
习 题
一、填空题
1、微生物与人类关系的重要性，你怎么强调都不过分，微生物是一把十分锋利的双刃剑，它们在给人类带来 的同时也来来 。
2、1347年的一场由 引起的瘟疫几乎摧毁了整个欧洲，有1/3的人（约2500万人）死于这场灾难。
3、2003年SARS在我国一些地区迅速蔓延，正常的生活和工作节奏严重地被打乱，这是因为SARS有很强的传染性，它是由一种新型的 所引起。
4、微生物包括： 细胞结构不能独立生活的病毒、亚病毒（类病毒、拟病毒、朊病毒）；具 细胞结构的真细菌、古生菌；具 细胞结构的真菌（酵母、霉菌、蕈菌等）、单细胞藻类、原生动物等。
5、世界上第一个看见并描述微生物的人是__ ___商人__ ___。
6、微生物学发展的奠基者是___ 的 ____，他对微生物学的建立和发展作出卓越的贡献，主要集中体现_____、____和__ ___。
7、公元6世纪（北魏时期），我国贾思勰的巨著“ ”详细地记载了制曲、酿酒、制酱和酿醋等工艺。
8、被称为细菌学奠基者是__ __国的_____ ____，他也对微生物学建立和发展作出卓越贡献，主要集中体现_______和__ ____。
9、20世纪中后期，由于微生物学的 、 等技术的渗透和应用的拓宽及发展，动、植物细胞也可以像微生物一样在平板或三角瓶中分离、培养和在发酵罐中进行生产。
10、目前已经完成基因组测序的3大类微生物主要是 、
及 。
二、选择题
1、当今，一种新的瘟疫正在全球蔓延，它是由病毒引起的（ ）。
（1）鼠疫 （2）天花 （3）艾滋病（AIDS） （4）霍乱
2、微生物在整个生物界的分类地位，无论是五界系统，还是三域（domain）系统，微生物都占据了（ ）的“席位”。
