热力学主要内容

第1章绪论目的要求了解●化工热力学的主要研究内容理解●化工热力学”与“物理化学”的主要区别掌握●化工热力学的研究方法有经典热力学和分子热力学方法。

本章主要内容（1）简要发展史（2）化工热力学的主要内容（3）化工热力学研究方法及其发展（4）化工热力学的重要性重点难点重点●化工热力学的基本概念难点●化工热力学研究思路的确立基本内容1.1 热力学的发展1.2 化工热力学的特性和分支1.3 化工热力学与其它分支学科的关系1.4 化工热力学的基本内容1.5 热力学的研究方法和局限性1.6 化工热力学的重要性1.7 基本概念基本要求●了解：化工热力学的主要内容●理解：“化工热力学”与“物理化学”的主要区别●掌握：化工热力学的研究方法有经典热力学和分子热力学方法。

第2章流体的p-V-T 关系目的要求了解●维里方程的几种形式●维里系数的物理意义理解●对比态原理●气体混合物的虚拟临界参数掌握●偏心因子●三参数压缩因子图●Pitzer普遍化压缩因子图●普遍化第二维里系数●Kay规则重点难点重点●立方型状态方程的普遍特点及计算●三参数压缩因子图●气体混合物的第二维里系数及应用难点●气体混合物的第二维里系数及应用本章主要内容2.1纯流体的p-V-T关系2.2 气体的状态方程2.3 对比态原理及其应用2.4 真实气体混合物的p-V-T 关系重点难点重点●立方型状态方程的普遍特点及计算●三参数压缩因子图●气体混合物的第二维里系数及应用●方程的混合规则难点●各种状态方程的应用●对比态原理的理解●方程的混合规则基本内容2.1 纯物质的p –V –T 关系2.2 气体的状态方程2.2.1 理想气体状态方程2.2.2 维里方程基本要求了解：●通过纯物质的p –V –T 图、p –V 图和p –T 图●维里方程的几种形式●维里系数的物理意义理解●维里方程的应用掌握●纯物质的p –V –T 图、p –V 图和p –T 图●维里二项式的应用重点难点重点●气体混合物的第二维里系数及应用难点●维里方程的应用基本内容2.2 气体的状态方程2.2.3 立方型状态方程2.2.4 多参数状态方程2.3 对比态原理及其应用基本要求了解●多参数状态方程理解●RK方程的迭代形式及应用●对比态原理掌握●偏心因子●三参数压缩因子图●Pitzer普遍化压缩因子图●普遍化第二维里系数重点难点重点●RK 方程一般形式和迭代形式的使用，立方型方程的解法●偏心因子●三参数的对应状态原理难点●立方型状态方程的普遍特点及计算●三参数压缩因子图基本内容2.4 真实气体混合物的p –V -T 关系理解●气体混合物的虚拟临界参数掌握●Kay规则重点难点重点●气体混合物的第二维里系数及应用●状态方程的混合规则难点●气体混合物的虚拟临界参数第3 章纯物质的热力学性质目的要求●通过本章学习，掌握各热力学性质间的关系，进而学会计算一个实际过程的焓变和熵变，并学会一些热力学性质图表的应用。

了解●敞开系统热力学基本方程●Maxwell关系式●理想气体焓变和熵变计算●理想气体焓和熵随温度、压力的变化关系式理解●封闭系统热力学基本方程●麦克斯韦关系式的用途●剩余性质的概念●利用维里方程计算剩余性质掌握●剩余焓、剩余熵与P、V、T的关系式●对于一个实际过程，设计焓变和熵变的计算途径●利用状态方程计算焓变和熵变●利用R-K方程计算剩余性质●利用普遍化关联式计算焓边和熵变●利用普遍化第二维里系数计算剩余焓和剩余熵●T-S图的形状和构成●T-S图的制作及使用●水蒸气表的构成及使用本章主要内容3.1 热力学性质间的关系3.2 焓变和熵变的计算3.3 纯物质两相系统的热力学性质及热力学图表重点难点重点●理想气体焓变和熵变计算●剩余性质的概念●利用状态方程计算焓变和熵变●利用普遍化关联式计算焓变和熵变●蒸发焓与蒸发熵难点●利用状态方程计算焓变和熵变●利用普遍化关联式计算焓变和熵变基本内容（1）熟练掌握并使用热力学基本方程。

（2）掌握麦克斯韦关系式及其应用。

基本要求了解●敞开系统热力学基本方程●Maxwell关系式理解●封闭系统热力学基本方程●麦克斯韦关系式的用途掌握●热力学基本方程的应用重点难点重点●敞开系统热力学基本方程●麦克斯韦关系式的用途基本内容3.2 焓变与熵变的计算基本要求了解●理想气体焓变和熵变计算●理想气体焓和熵随温度、压力的变化关系式理解●剩余性质的概念●利用维里方程计算剩余性质掌握●对于一个实际过程，设计焓变和熵变的计算途径●利用状态方程计算焓变和熵变●利用R-K方程计算剩余性质●利用普遍化关联式计算焓边和熵变●利用普遍化第二维里系数计算剩余焓和剩余熵●利用Pitzer 三参数焓熵图计算剩余焓和剩余熵重点难点重点●剩余性质的概念●利用状态方程计算焓变和熵变●利用普遍化关联式计算焓变和熵变难点●根据实际需要选择合适的计算方法基本内容3.3纯物质两相系统的热力学性质及热力学图表基本要求了解●相律理解●热力学性质图表的类型掌握●T-S图的形状和构成●T-S图的制作及使用●水蒸气表的构成及使用重点难点重点●T-S图的形状和构成难点●水蒸气表的构成及使用第4章均相混合物热力学性质目的要求●通过本章学习，能理解流体混合物的相关热力学性质，正确理解和使用混合物中组元的逸度与活度的概念，为相平衡的计算打下基础。

了解●变组成系统的热力学基本方程●偏摩尔量的定义及提出的意义●理想混合物的定义●理想混合物的相关热力学性质●逸度与逸度系数的概念●逸度系数与PVT的关系式●活度的定义●活度系数●正规混合物的概念及方程适用条件●无热混合物的概念及方程适用条件●半经验型活度系数方程理解●化学势（位）的概念●混合性质的概念●混合性质与偏摩尔量的关系●理想溶液及其标准态●利用方程计算纯物质的逸度系数●利用普遍化的第二维里系数计算逸度系数●利用三参数普遍化逸度系数图计算逸度系数●温度对逸度的影响●压力对逸度的影响●活度系数标准态的选择●超额性质的定义●局部组成的概念●基团贡献法掌握●偏摩尔量的计算●作图法计算偏摩尔量●二元截距法计算偏摩尔量●吉布斯——杜亥姆方程●混合体积变化和混合焓变的计算●纯液体逸度的计算式●Margulas方程的应用及适用条件●VanLaar 方程的应用及适用条件●基于局部组成的活度系数方程●Wilson方程●NRTL方程本章主要内容4.1变组成系统的热力学基本方程4.2 偏摩尔性质4.3 混合过程性质变化4.4 逸度和逸度系数4.5 理想混合物4.6 活度及活度系数4.7 活度系数模型重点难点重点●逸度与逸度系数的概念●半经验型活度系数方程●混合性质的概念●理想溶液及其标准态●偏摩尔量的计算●吉布斯——杜亥姆方程●基于局部组成的活度系数方程难点●理想溶液及其标准态●活度系数标准态的选择●半经验型活度系数方程●基于局部组成的活度系数方程●Wilson方程●NRTL方程基本内容4 .1 变组成系统的热力学关系4.2 偏摩尔性质基本要求了解●变组成系统的热力学基本方程●偏摩尔量的定义及提出的意义理解●化学势（位）的概念掌握●偏摩尔量的计算●作图法计算偏摩尔量●二元截距法计算偏摩尔量●吉布斯-杜亥姆方程重点难点重点●变组成系统的热力学基本方程●二元截距法计算偏摩尔量●吉布斯-杜亥姆方程难点●变组成系统的热力学基本方程●吉布斯-杜亥姆方程基本内容4.3 混合过程性质变化4.4 逸度和逸度系数4.4.1 逸度和逸度系数的定义4.4.2 混合物的逸度与其组元逸度之间的关系4.4.3温度和压力对逸度的影响基本要求了解●逸度系数与p-V-T的关系式理解●混合性质的概念●混合性质与偏摩尔量的关系●理想溶液及其标准态掌握●混合体积变化和混合焓变的计算●逸度和逸度系数的定义重点难点重点●混合性质的概念●逸度与逸度系数的概念难点●混合过程的焓变化基本内容4.4 逸度和逸度系数4.4.4 逸度和逸度系数的计算4.4.5 液体的逸度基本要求了解●混合物的逸度和逸度系数的计算理解●液体的逸度的计算掌握●纯组分逸度和逸度系数的计算重点难点重点●纯组分逸度和逸度系数的计算难点●利用状态方程计算逸度系数●用对应态原理计算逸度系数基本内容4.5 理想混合物4.6 活度和活度系数基本要求了解●理想混合物的定义●活度的定义●活度系数理解●理想溶液及其标准态●活度系数标准态的选择●超额性质的定义掌握●理想混合物的相关热力学性质●超额性质与活度系数的关联重点●理想混合物的相关热力学性质●超额性质的定义难点●理想溶液及其标准态●活度系数标准态的选择基本内容4.7活度系数模型基本要求了解●正规混合物的概念及方程适用条件●无热混合物的概念及方程适用条件●半经验型活度系数方程理解●局部组成的概念掌握●Margulas方程的应用及适用条件●VanLaar 方程的应用及适用条件●基于局部组成的活度系数方程●Wilson方程●NRTL方程重点难点重点●Margulas方程的应用及适用条件●VanLaar 方程的应用及适用条件●基于局部组成的活度系数方程难点●几种典型的活度系数模型的选择与应用第5章相平衡目的要求●通过本章学习，能学会应用华工热力学的知识处理汽液平衡计算（主要是泡、露点的计算），并能处理一些简单的液液平衡问题。

了解●平衡判据●相对挥发度●相平衡常数●泡、露点的概念●汽液平衡相图的类型、构成等●高压汽液平衡相图的特点●“逆向”现象●汽液平衡一致性校验的依据理解●相平衡的五个判据●高压汽液平衡的几个基本关系式●高压相平衡计算●二元液液平衡计算的基本关系式及简单计算掌握●低压下汽液平衡的表达式及计算●中低压下泡、露点计算●K值法●状态方程计算高压汽液平衡●活度系数法计算高压汽液平衡●K值法计算高压汽液平衡本章主要内容5.1 相平衡基础5.2 互溶系统的汽液平衡关系式5.3 中低压下汽液平衡5.4 高压下汽液平衡5.5 汽液平衡的热力学一致性检验重点难点重点●平衡判据●汽液平衡一致性校验的依据●液液平衡判据●中低压下泡、露点计算●K值法基本内容5.1 相平衡基础5.2 互溶系统的汽液平衡关系式基本要求了解●相对挥发度●相平衡常数●泡、露点的概念●汽液平衡相图的类型、构成等理解●相平衡的五个判据●常用汽液平衡计算式掌握●相平衡的五个判据●相律应用重点难点重点●平衡判据●相律●常用汽液平衡计算式难点●相律应用●常用汽液平衡计算式基本内容5.3 中、低压下汽液平衡基本要求了解●中、低压下汽液平衡相图理解●正偏差与负偏差体系掌握●中低压下泡点和露点计算重点难点●中低压下泡点和露点计算第6章化工过程能量分析目的要求了解●热力学第一定律●热力学第二定律●过程能量分析评价的理论和方法理解●熵增、熵产生与熵平衡●理想功、损失功与热力学效率●理解能量的可利用程度或品质的高低掌握●理想功、损失功与热力学效率的计算●有效能的定义及计算●化工过程能量分析的方法本章主要内容重点难点重点●理想功、损失功与热力学效率；●有效能的定义及计算难点●化工过程能量分析的方法基本内容6.1热力学第一定律——能量转化与守恒方程基本要求了解●能量的种类和品位理解●不同系统热力学第一定律表示形式掌握●热力学第一定律的不同表示形式及应用重点难点●稳流体系热力学第一定律的应用基本内容6.2 热力学第二定律基本要求了解●不可逆性● 熵的定义理解● 熵增原理● 熵产● 熵流掌握● 熵平衡重点难点● 熵增原理● 熵平衡基本内容6.3 理想功、损失功与热力学效率6.4 有效能基本要求了解● 完全可逆的含义● 轴功的定义● 热力学效率理解● 理想功和损失功的定义掌握● 理想功和损失功的计算重点难点重点● 理想功和损失功的计算基本内容6.5 化工过程能量分析及合理用能基本要求了解● 过程热力学分析的方法● 合理用能的原则理解● 过程热力学分析的必要性掌握● 理想功、损失功和热力学效率法● 有效能衡算和有效能效率法附录（可能用到的公式）：1.11311113311311...05783.82..987216.1...10314510.8...314510.8..314510.8----------==⨯===K m ol atm cm K m ol cal K m ol KPa cm K m ol Pa m K m ol J R 2.6.10422.0083.0r T B -=; 2.41172.0139.0r T B -=3.()10ln B B T P r r ωφ+=; 10ln ln ln φωφφ+= 4.()[]12212log x A B A x -+=γ; ()[]22122log x B A B x -+=γ 5.22111log ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=B A x x Aγ; 22211log ⎥⎦⎤⎢⎣⎡⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫ ⎝⎛+=A B x x B γ 211221log log 1log ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=γγγx x A ; 222112log log 1log ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=γγγx x B 6.()⎥⎦⎤⎢⎣⎡Λ+Λ-Λ+Λ+Λ+-=211221212112221211ln ln x x x x x x x γ ()⎥⎦⎤⎢⎣⎡Λ+Λ-Λ+Λ+Λ+-=122112121221112122ln ln x x x x x x x γ。