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化工热力学知识要点1、化工热力学的研究方法：宏观研究方法 微观研究方法。
2、热力学体系：孤立体系（无物质无能量） 封闭体系（无物质 有能量） 敞开体系（有物质 有能量）。
3、体系 环境：在热力学分析中，将研究中涉及的一部分物质（或空间）从其余物质（或空间）中划分出来。
其划分出来部分称为体系，其余部分称为环境。
4、状态函数：描述体系所处状态的宏观物理量成为热力学变量（状态函数）。
常用的状态函数有压力、温度、比容、内能、焓、熵、自由焓等。
5、循环：体系经过一系列的状态变化过程后，最后由回到最初状态，则整个的变化称为循环。
分为正向循环和逆向循环。
6、临界点：气化线的另一个端点是临界点C，它表示气液两相能共存的最高压力和温度，即临界压力cp 和临界温度cT 。
7、临界点的数学表达式：临界等温线在临界点上的斜率和曲率都等于零。
数学上表示为0=⎪⎭⎫⎝⎛∂∂=cTT V p 022=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂=cTT V p8、直线直径定律：当以饱和液体和饱和蒸气密度的算术平均值对温度作图时，得一近似的直线。
9、纯物质的p-V-T 图：P 510、理想气体状态方程：RT pV =式中，p 为气体压力；V 为气体摩尔体积；T 为绝对温度；R 为通用气体常数 8.314J/(mol ·K)11、范德华方程（van der Waals 方程）：2V ab V RT p --= 其中cc pT R a 642722=；cp RTb 8=。
12、R-K 方程： )(5.0b V V T ab V RT p +--= 其中ccp T R a /42748.05.22=;cc p RT b /08664.0=。
13、维里方程（Virial 方程）：++++==321V DV C V B RT pV Z (2-26) 或者 ++++==32'''1p D p C p B RTpVZ式中， 、、、)'()'()'(D D C C B B 分别称为第二、第三、第四、 Virial 系数。
一, 课程简介化工热力学是化学工程学科的一个重要分支，是化工类专业学生必修的基础技术课程。
化工热力学课程结合化工过程阐述热力学基本原理, 定理及其应用，是解决工业过程（特殊是化工过程）中热力学性质的计算和预料, 相平衡计算, 能量的有效利用等实际问题的。
二, 教学目的培育学生运用热力学定律和有关理论知识，初步驾驭化学工程设计及探讨中获得物性数据；对化工过程中能量和汽液平衡等有关问题进行计算的方法，以及对化工过程进行热力学分析的基本实力，为后续专业课的学习及参与实际工作奠定基础。
三, 教学要求化工热力学是在基本热力学关系基础上，重点探讨能量关系和组成关系。
本课程学习须要具备肯定背景知识，如高等数学和物理化学等方面的基础知识。
采纳敏捷的课程教学方法，使学生能正确理解基本概念，娴熟驾驭各种基本公式的应用领域及应用技巧，驾驭化学工程设计及探讨中求取物性数据及平衡数据的各种方法。
以课堂讲解, 自学和作业等多种方式进行。
四, 教学内容第一章绪论本章学习目的及要求：了解化工热力学的发展简史, 主要内容及探讨方法。
第二章流体的P-V-T关系本章学习目的及要求：了解纯物质PVT的有关相图中点, 线, 面的物理意义，驾驭临界点的物理意义及其数学特征；理解志向气体的基本概念和数学表达方法，驾驭采纳状态方程式计算纯物质PVT性质的方法；了解对比态原理，驾驭用三参数对比态原理计算纯物质PVT性质的方法；了解真实气体混合物PVT性质的计算方法。
第一节纯物质的PVT关系1. 主要内容： P-V相图，流体。
2. 基本概念和知识点：临界点。
3. 实力要求：驾驭临界点的物理意义及其数学特征。
第二节气体的状态方程式1. 主要内容：志向气体状态方程，维里方程，R-K方程。
2. 基本概念和知识点：志向气体的数学表达方法，维里方程，van der Waals方程，R-K方程。
3. 实力要求：驾驭采纳状态方程式计算纯物质PVT性质的方法。
第三节对比态原理及其应用1. 主要内容：三参数对比态原理，普遍化状态方程。
第一章绪论（1） 明确化工热力学的主要任务是应用经典热力学原理，推算物质的平衡性质，从而解决实际问题，所以物性计算是化工热力学的主要任务。
（2） 掌握热力学性质计算的一般方法（3） 热力学性质计算与系统有关。
大家必须明确不同系统的热力学性质计算与其热力学原理的对应关系，这一点对于理解本课程的框架结构十分重要。
第二章流体的P-V-T关系（4） 应该理解状态方程不仅可以计算流体的p-V-T性质，而且在推算热力学性质中状态方程是系统特征的重要模型。
（5） 熟悉纯物质的P-V-T相图及其相图上的重要概念，如三相点、临界点、汽化线、熔化线、升华线、等温线、等压线等容线、单相区、两相共存区、超临界流体区等。
能在p-v图和p-T图中定性表达出有关热力学过程和热力学循环。
（6） 掌握由纯物质的临界点的数学特征约束状态方程常数的方法。
（7） 理解以p为显函数和以V为显函数的状态方程的形式，以及它们在性质计算中的区别。
（8） 能借助于软件用PR和SRK方程进行p-V-T性质计算，清楚计算时所需要输入的物性常数及其来源。
对于均相混合物性质的计算，需要应用混合法则，了解相互作用参数的含义和取值。
（9） 理解对应态原理的概念，掌握用图表和三参数对应态原理计算物性的方法，了解偏心因子对应态原理。
（10） 能够通过查寻有关手册，估算蒸汽压、饱和气液相摩尔体积、汽化焓等物性，清楚它们之间的关系。
第三章纯流体热力学性质的计算（11） 均相封闭系统的热力学原理给出了热力学性质之间的普遍化依赖关系，结合表达系统特征的模型就能获得不同热力学性质之间的具体表达式。
在物性推算中应该明确需要给定的独立变量，需要计算的从属变量，以及从属变量与独立变量之间的关系式。
另外，还必须输入有关模型参数，结合一定的数学方法，才能完成物性推算。
（12） 清楚剩余性质的含义，能用剩余性质和理性气体热容表达状态函数的变化。
能够用给定的状态方程推导出剩余性质表达式。
化工热力学知识点总结1 化工热力学与高等化工热力学的关系，处理问题的方法及重要性。
答：化工热力学的研究方法分为：经典热力学方法和分子热力学方法。
经典热力学不研究物质结构，不考虑过程机理，只从状态的起点和终点，用宏观角度研究大量分子组成的系统达到平衡时所表现出的宏观性质。
经典热力学只能以实验数据为基础，进行宏观性质的关联，又基于基本热力学关系，从某些宏观性质推算另一些性质。
分子热力学从微观角度应用统计的方法，研究大量粒子群的特性，将宏观性质看作是相应微观量的统计平均值，因此可以应用统热力学的方法通过理论模型预测宏观性质。
经典热力学和分子热力学没有绝对的分界线。
化工热力学是一门定性的科学，更是一门定量的科学。
在定性方面，可以指导改进工艺参数，指引温度、压力宜高还是宜低，物料配比宜多还是宜少，反应或分离是否可能。
化工热力学是化学工程和化学工艺的基石之一，离开化工热力学就没有定量的化学工程和现代的化学工艺。
化学工业的发展，要克服化学品对环境的制约，在解决此难题时，化工热力学也将起重大作用。
2 学习高等化工热力学的目的和应用以及重要性。
3 解释相关概念：热力学体系、系综、热力学过程；8种常用状态函数的基本关系式；哪些体系性质属于容量性质；热函数、偏导、响应函数、配分函数、势能函数的概念及应用与估算；热力学四大定律；答：热力学四大定律：①第一定律：能量守恒定律②第二定律：熵增原理③第三定律：绝对熵定律（绝对零度不可能达到）④第四定律：热平衡定律热力学体系包括孤立体系，封闭体系和敞开体系。
孤立体系：与外界既无能量的交换，有无粒子的交换（有确定的体积V固定的粒子数N）—微正则系综封闭体系：有确定的体积V，确定的温度T以及固定粒子数N 的体系（与外界有能量交换，无粒子交换）—正则系综敞开体系：有确定的体积V，确定的温度T及确定的化学势N （既有能量的交换，又有粒子的交换）系综：极大量宏观状态相同的系统的集合，每个系统各处在它所经历的某个微观状态，这样的系统称之为标本系统，而所构成的标本系统的集合称之为系综。
第一章绪论○ 什么是化工热力学？研究方法，内容是什么？与化工的关系是什么？第二章纯流体的PVT关系○ 通过纯物质的p –V –T 图、p –V 图和p –T 图，了解纯物质的p –V –T 关系。
○ 掌握维里方程的几种形式及维里系数的物理意义。
○ 熟练运用二阶舍项的维里方程进行pVT 计算。
○ 理解立方型状态方程的普遍特点。
○ 重点掌握RK 方程一般形式和迭代形式的使用。
熟练运用RK 方程进行气体的pV T计算。
○ 掌握RKS 和PR 方程。
并能运用RKS 和PR 方程进行纯流体的pVT 计算。
○ 掌握偏心因子的概念。
○ 理解对比态原理的基本概念和简单对比态原理。
○ 熟练掌握三参数的对应状态原理和压缩因子图的使用。
○ 熟练运用普遍化状态方程式解决实际流体的pVT 计算。
第三章单组份流体的热力学性质○ 熟练掌握热力学性质之间的关系。
并能运用热力学基本方程和麦克斯韦关系式进行各种变量的推导。
○ 掌握焓变与熵变的计算方法。
○ 熟练运用状态方程和普遍化关联式计算熵变焓变。
○ 熟悉蒸发焓与蒸发熵。
○ 学会使用热力学性质图表进行纯物质的热力学性质计算。
○ 掌握气体和液体纯组分逸度的计算，多组分体系中的组分逸度的计算。
第4章流体混合物的热力学性质○ 掌握偏摩尔量的概念。
○ 掌握偏摩尔量的计算。
○ 熟练掌握变组分系统的热力学关系式。
○ 掌握Gibbs-Duhem 方程及其应用。
○ 熟悉混合过程性质变化和计算方法。
○ 熟练掌握真实气体理想混合物中组元的逸度、真实气体混合物中组元的逸度、液体混合物中组元的逸度及其逸度系数的定义及其他们的计算。
○ 熟悉纯液体和纯固体的活度。
○ 掌握液体混合物中组元的活度、活度系数的概念和计算方法。
○ 熟练掌握超额性质的概念及其相关计算。
○ 熟悉液体混合物中组元活度系数的测定，了解溶液中溶剂和溶质的活度及其活度系数的测定。
○ 了解活度系数方程，斯格恰-希尔勃兰德方程、弗洛瑞-哈金斯方程、Redlish-Kister经验式、沃尔型方程。
化工热力学知识点框架总结热力学是一门研究能量转化和能量传递规律的自然科学。
在化工领域，热力学是一门重要的基础学科，它不仅是理论研究的基础，也是工程设计和实践的重要依据。
本文将对化工热力学的相关知识点进行总结，包括热力学基本概念、热力学系统与过程、物态方程、热力学第一定律、热力学第二定律、熵和热力学函数等内容。
1. 热力学基本概念热力学是研究能量转化和能量传递的规律的一门科学，它是人们认识能源转化过程的基础。
热力学基本概念包括系统、边界、环境、状态、过程等。
系统是研究对象的一部分，可以是封闭系统、开放系统或闭合系统；边界是系统与环境之间的分界面；环境是系统外部的一切事物；状态是系统在一定条件下所处的特定状态，可以通过状态方程描述；过程是系统从一个状态变为另一个状态的行为。
2. 热力学系统与过程根据热力学研究对象的不同，系统可以分为孤立系统、封闭系统和开放系统。
孤立系统与外界无能量和物质的交换；封闭系统能与外界进行能量交换但不能与物质交换；开放系统能与外界进行能量和物质的交换。
根据系统的体积和质量的变化，热力学过程可以分为等体过程、等压过程、等温过程和绝热过程。
等体过程中系统的体积不变，等压过程中系统的压强不变，等温过程中系统的温度不变，绝热过程中系统与外界无热交换。
3. 物态方程物态方程描述了气体的状态参数之间的关系，最常用的气体状态方程是理想气体状态方程。
理想气体状态方程描述了理想气体的压强、体积、温度之间的关系，可以表示为P*V=n*R*T，其中P为气体的压强，V为气体的体积，n为气体的物质量，R为气体的特定常数，T为气体的温度。
除了理想气体状态方程，还有范德瓦尔斯方程等描述气体状态的方程。
在实际工程中，通过物态方程可以描述气体在不同条件下的状态参数，为工程设计和生产提供基础数据。
4. 热力学第一定律热力学第一定律是能量守恒定律的表达，在闭合系统中能量不会自发减少或增加。
热力学第一定律可以表达为系统内能的变化等于系统所做的功与系统所吸收的热的代数和。
第一章绪论
（1）明确化工热力学的主要任务是应用经典热力学原理，推算物质的平衡性质，从而解决实际问题，所以物性计算是化工热力学的主要任务。
（2）掌握热力学性质计算的一般方法
（3）热力学性质计算与系统有关。
大家必须明确不同系统的热力学性质计算与其热力学原理的对应关系，这一点对于理解本课程的框架结构十分重要。
第二章流体的P-V-T关系
（1）应该理解状态方程不仅可以计算流体的p-V-T性质，而且在推算热力学性质中状态方程是系统特征的重要模型。
（2）熟悉纯物质的P-V-T相图及其相图上的重要概念，如三相点、临界点、汽化线、熔化线、升华线、等温线、等压线等容线、单相区、两相共存区、超临界流
体区等。
能在p-v图和p-T图中定性表达出有关热力学过程和热力学循环。
（3）掌握由纯物质的临界点的数学特征约束状态方程常数的方法。
（4）理解以p为显函数和以V为显函数的状态方程的形式，以及它们在性质计算中的区别。
（5）能借助于软件用PR和SRK方程进行p-V-T性质计算，清楚计算时所需要输入的物性常数及其来源。
对于均相混合物性质的计算，需要应用混合法则，了解
相互作用参数的含义和取值。
（6）理解对应态原理的概念，掌握用图表和三参数对应态原理计算物性的方法，了解偏心因子对应态原理。
（7）能够通过查寻有关手册，估算蒸汽压、饱和气液相摩尔体积、汽化焓等物性，清楚它们之间的关系。
第三章流体热力学性质间的关系
（1）均相封闭系统的热力学原理给出了热力学性质之间的普遍化依赖关系，结合表达系统特征的模型就能获得不同热力学性质之间的具体表达式。
在物性推算中
应该明确需要给定的独立变量，需要计算的从属变量，以及从属变量与独立变
量之间的关系式。
另外，还必须输入有关模型参数，结合一定的数学方法，才
能完成物性推算。
（2）清楚剩余性质的含义，能用剩余性质和理性气体热容表达状态函数的变化。
能够用给定的状态方程推导出剩余性质表达式。
（3）掌握状态方程计算纯物质饱和热力学性质饿原理，这是属于非均相系统性质计算，在计算时需要将状态方程与相平衡准则结合起来。
（4）掌握纯物质的压焓图和温熵图的特征以及相图上的重要的点、线、面。
运用压焓图和温熵图定性表达热力学状态、过程和定量计算热力学性质。
了解压焓图、
温熵图以及p-V-T相图之间的相互对应关系。
（5）熟练掌握并能运用水的性质表。
（6）了解用热力学性质解析计算方法来制作热力学性质图、表的基本原理。
第四章化工过程的能量分析
（1）稳定流动系统的热力学第一定律与封闭系统是不一样的，常用焓值进行热量衡算，若使用热力学性质图，常使用温熵图和压焓图。
（2）能量的可利用程度或品质高低由有效能来衡量。
通过有效能来计算过程的能量
变化，可使我们知道过程是否合理，为优化工艺路线提供热力学上的依据。
第五章蒸气动力循环和制冷循环
（1）将稳流系统热力学第一定律应用于动力循环和制冷循环中，进行热量和热力学效率计算。
常用的是水蒸气和空气图表以及氨、氟里昂的温熵图和压焓图。
当
然还可以通过焓的热力学关系式并利用合适的状态方程进行焓和熵的计算。
（2）多级压缩制冷循环和复迭式压缩制冷循环。
第六章溶液热力学
（1）通过本章的学习，必须弄清非均相系统与均相敞开系统之间的关系。
对于非均相系统的物性计算，首先必须确定系统的相平衡状态，然后才能进一
步计算平衡的各相的性质。
为了得到非均相系统的相平衡准则，均相敞开
系统的热力学原理是不可缺少的基础。
另外，均相敞开系统的热力学关系
式对于混合物的性质随组成的变化也十分重要。
（2）通过本章的学习，我们已经掌握了两种计算混合物性质的方法：一种是第三章中所讨论的均相系统的热力学关系，即视作为一个定组成混合物；另
一种则是将混合物看作为一均相敞开系统，讨论摩尔性质随组成的变化。
（3）掌握偏摩尔性质的定义及用途，特别重视偏摩尔性质之间的约束关系式——Gibbs-duhem方程及其应用。
（4）弄清楚混合过程性质变化、超额性质之间的区别和联系。
（5）理解纯物质和定组成混合物的逸度和逸度系数的定义、逸度及逸度系数的意义和作用。
掌握逸度和逸度系数与温度、压力之间的微分和积分关系式，
能用状态方程推导出逸度和逸度系数的关系式。
能用状态方程和三参数对
应态原理计算逸度、逸度系数以及其他热力学性质。
（6）理解混合物中组分逸度、组分逸度系数和活度系数的定义和作用。
（7）本章中两个较难理解的概念是两个理想溶液参考态，即Lewis-Randall规则和Henry规则。
作为理想溶液应同时满足这两个规则，但真实稀溶液的溶
剂和溶质也分别符合Lewis-Randall规则和Henry规则。
（8）超额性质和活度系数都要涉及到参考态的选择问题。
一般，对于亚临界组分，采用Lewis-Randall规则的对称归一化；而对于超临界组分，应采用参
考Henry规则的不对称归一化。
应了解两种不同归一化定义的活度系数之
间的关系。
（9）熟悉常见的活度系数模型。
第七章相平衡
（1）掌握不同形式的二元气液相图，如T-x-y图、p-x-y图和x-y图。
了解一般正偏差、一般负偏差和具有共沸点系统的相图特征。
（2）混合物的气液平衡计算是本课程的重要内容之一。
相平衡计算需要将平衡准则与表达混合物系统特征的模型结合才能完成。
在气液平衡计算中，应
明确独立变量和需要计算的从属变量，选择合适的计算类型，根据系统的
条件，合理简化平衡准则。
（3）能借助于软件用EOS法和γ法计算二元系统的气液平衡计算。
在完成相平衡计算的基础上，进行非均相系统其他热力学性质的计算。
（4）掌握二元系统气液平衡数据的热力学一致性检验的原理和方法。
明确实验
数据的热力学一致性只是检验数据质量的必要条件。
（5）了解其他类型相平衡如液液平衡、气液平衡、固液平衡系统的相图，计算的原理和方法。
第八章化学平衡
（1）熟练掌握化学反应的计量关系，能以反应进度表达平衡转化率和平衡常数。
（2）明确化学反应方向的判据和化学平衡条件。
（3）正确理解化学平衡常数的含义；明确化学平衡常数仅是温度的函数，而与压力和组成无关；通过复习物理化学中的有关内容，能从有关热化学数据
计算化学平衡常数，并掌握平衡常数随着温度的变化规律。
（4）能熟练完成简单系统化学平衡计算，正确处理多相化学反应系统的平衡常数表达式。
（5）对于复杂系统的化学平衡有所了解。
