化工热力学大纲0

《化工热力学》课程教学大纲课程代码：080131037课程英文名称：Chemical Engineering Thermodynamics课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0适用专业：化学工程与工艺大纲编写（修订）时间：2017.7一、大纲使用说明（一）课程的地位及教学目标本课程是化学工程与工艺专业的专业基础必修课程。

化工热力学是研究热力学基本原理在实际化工过程中具体应用的一门科学，它是化学工程学科的重要组成部分，是化工过程研究、开发与设计的理论基础。

通过本课程的学习，学生将达到以下要求：1.掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识；2.能够利用化工热力学的原理和模型计算化工中涉及的热力学数据；3.能够利用相平衡原理进行分析和研究；4.能够利用化工热力学的基本理论对化工过程的能量利用进行分析。

（二）知识、能力及技能方面的基本要求1.基本知识：掌握热力学的研究内容和研究方法，熟悉化工热力学的应用领域及发展历程和趋势。

2.基本理论和方法：掌握热力学基本定律及有关概念，并能够以此为基础，借助表达系统特征的模型进行热力学性质的计算；掌握相平衡的计算方法及热力学一致性检验方法；掌握化工过程的能量分析方法，确定能量的有效利用程度；掌握热力循环的过程及热力学分析，理解完善循环过程的方法。

3.基本技能:具备查阅和使用常用工程计算图表、手册等资料的能力；具有对复杂实际体系进行热力学性质的数值计算能力；具有一定的工程意识，具有在专业生产领域的工作中运用热力学方法分析和解决实际问题的能力。

（三）实施说明1.教学方法：化工热力学是物理化学中热力学部分的延伸，授课中应由浅入深，将理想系统和实际系统进行比较，将纯组分和混合物进行比较，突出说明经典热力学处理实际问题的方法。

对于能量分析及热力循环的相关内容，结合生产和生活实际进行讲解，以调动学生的学习兴趣，收到良好教学效果。

2.教学手段：采用多媒体和板书相结合的方式。

《化工热力学》课程教学大纲课程名称：化工热力学课程类型: 专业课总学时： 54 讲课学时： 54 实验学时：0学分： 3适用对象: 化学工程、化学工艺、有机化工、石油加工技术先修课程：物理化学、化工工艺学、化工原理、高等数学、计算机语言一、课程性质、目的与任务化工热力学是化学工程的重要分支和基础学科，是化工工艺专业及相关专业的专业基础课。

化工热力学的原理和应用知识，是从事化工过程的研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础，是一门理论性与工程应用性均较强的课程。

化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。

为学习后续课程和解决化工过程的实际问题打下牢固的基础。

二、教学基本要求设置本课程，为了使学生能够掌握化工热力学的基本概念；能利用化工热力学的原理和模型计算化工中涉及热力学数据，能够利用相平衡原理和化学反应平衡原理分析问题；学习能量分析的基本方法。

通过本课程学习，要求学生：（1）理解化工热力学的基本概念和基本原理；（2）根据所要解决问题的性质，选择和使用计算流体热力学性质的数学模型；（3）计算化工过程的能量变化；（4）计算纯流体和混合物的相平衡和化学反应平衡；（5）了解热力学在化工过程中的主要实际应用。

四、课程的重点和难点1绪论重点：明确化工热力学的主要任务难点：认识化工热力学的重要作用2 流体的PVT关系重点：PR方程，以偏心因子为第三参数的普遍化法。

难点： P-V图、P-T图上点线面的关系，各种状态方程的特点，对比态原理的理解。

3 流体的热力学性质重点：剩余性质的概念与计算难点 :根据实际需要选择合适的计算方法4 化工过程的能量分析重点：稳定流动体系能量平衡方程中各项意义，计算基准及其在工程上的应用。

难点：正确理解热力学第二定律。

5 蒸汽动力循环和制冷循环重点：正确理解制冷原理，理解同样的制冷原理可用于制冷和供热。

《化工热力学》课程教学大纲一、大纲说明课程名称:化工热力学课程名称（英文）：Thermodynamics of chemical engineering适用专业：化学工程与工艺课程性质：专业必修课程总学时：54 其中理论课学时: 54 实验课学时:0学分：3先修课程：物理化学，化工原理二、本课程的地位、性质和任务本课程是化学工程学的重要组成部分，是化工过程研究、开发和设计的理论基础。

本课程是在学生学过物理化学，完成化工厂生产实习，并具备化工过程和设备的知识基础上讲授。

本课程任务是以热力学第一、二定律为基础，研究化工过程各种能量的相互转化及其有效利用，培养学生节约能源、合理利用能源的观点；研究各种物理和化学变化过程中达到平衡的理论极限、条件和状态，为分离过程、化学反应过程提供相平衡和化学平衡数据；使学生掌握热力学性质数据的获取方法，培养学生树立工程观点，养成实事求是、科学严谨的工作作风，提高理论联系实际的工程实践能力；为学习后续课程及毕业后参加实际工作奠定基础。

三、教学内容、教学要求第一章绪论（2学时）教学内容1.化工热力学研究范围和研究方法。

2.化工热力学在化学工业上应用。

3.名词和定义。

教学要求了解：化工热力学及其在化工中应用。

理解：化工热力学研究对象。

掌握：化工热力学研究的特点。

重点与难点重点：化工热力学研究的特点。

难点：通过大量举例使学生深刻认识化工热力学的重要作用。

第二章流体的 PVT 关系（6学时）教学内容1.纯流体PVT关系；P-V 图、P-T 图。

2.真实流体状态方程：维里方程、范德华方程、Redlich-Kwong 方程。

3.状态方程的选用。

4.对比态原理：对比态原理、偏心因子概念。

5.多组分流体的PVT关系。

教学要求了解：流体PVT关系,它是热力学性质的基础。

理解: PVT是可直接测量性质。

掌握: 其它热力学性质由PVT数据计算得到。

重点与难点重点：R-K 方程。

要求学生对此有清楚的了解，掌握其计算方法。

《化工热力学》课程教学大纲授课专业:化学工程与工艺学时数：72学分数：4一、课程的性质和目的本课程是在物理化学等先修课的基础上讲解的，本课程应在学生学过物理化学，经过工厂认识实习，并具备化工过程与设备的知识基础上讲授。

《化工热力学》是化学工程与工艺专业本科生的一门重要的专业基础课,也是该专业的主干课程。

热力学是一门研究能量、物质和它们之间相互作用规律的科学。

在化工生产以及化工过程的开发设计中有重要的意义,它不但成为化工过程各环节进行理论分析的依据,而且提供了有效的计算方法,成为化学工程学的重要组成部分,是化学工程与工艺专业学生必须掌握的专业基础知识，其主要任务是培养学生运用热力学原理分析和解决化工生产过程中有关能量转换、相变和化学变化的实际问题的能力，初步掌握化学过程设计与研究中获取物性数据，对化工过程进行有关计算的方法，也为后继专业课的学习和进行化工过程研究、开发与设计奠定必要的理论基础。

本课程是双语教学，可引导化工工艺类各专业学生在学习了大学英语和专业英语的基础上，能以较快速度阅读、理解并掌握英语原著的精神，培养以英语做习题、回答问题与进行讨论的能力，进一步提高学生对英语的读、听和写的能力，熟悉科技英语的表达方式，有利于今后与国际同行的交流。

二、课程教学内容第一章绪论(10学时)主要内容：1、了解化工热力学的范围，化工热力学是如何形成一门专门的学科的，化工工程师要用化工热力学的知识去解决什么问题。

2、弄清一些基本概念(温度、力、能量、功……)的来历和定义，特别是质量与重量，重量与压力，热、功、能的相互关系和相互转换重点：化工热力学的一些基本概念难点：重量(力)与质量的区别，单位的转换，影响测温正确性的因素第二章：第一定律及其它基本概念(10学时)主要内容：1.证明功与热可互相转换的焦耳实验热与内能能量的不同形式(位能、动能、内能、化学能)基于能量守恒的热力学第一定律热容与比热2.封闭系统与稳定流动过程状态函数与焓第一定律的两种表达式3.热力学状态独立变量与相律4.平衡的概念可逆过程及其必须的条件重点：封闭系统与稳定流动过程第一定律表达；状态函数与焓难点：稳定流动过程第一定律；能量的可利用程度或品质高低的衡量第三章：纯流体的容量性质(12学时)主要内容：1.纯物质的PVT性质维里方程理想气体及其状态方程压缩因子2.维里方程的应用第二、第三维里系数二项与三项截项式应用范围3.立方型状态方程及其应用4.普遍化关系重点：理想气体与实际气体的差别，P-V-T相图及其相图上的重要概念，理想气体状态方程、维里方程截项式与三次状态方程的不同应用范围难点：均相混合物性质的计算，纯物质的临界点的数学特征约束状态方程常数的方法。

《化工热力学》教学大纲Chemica1EngineeringThermodynamics一、课程基本信息学时：48学分：3.0考核方式：考试，平时成绩占总成绩的30%中文简介：化工热力学是化学工程学的重要分支之一，与化学反应工程、分离工程关系密切，它是化工过程研究、开发和设计的理论基础。

它是将热力学理论和化学现象相结合，用热力学的定律、原理、方法来研究物质的热性质、化学过程及物理变化实现的可能性、方向性及进行限度等问题。

课程的重点在于能量和组成的计算，主要包括P-V-T关系、逸度、活度、相平衡，并且还有部分工程热力学的内容，如热机原理、制冷原理及其相关计算等。

二、教学目的与要求化工热力学的原理和应用知识是从事化工过程研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础，是一门理论性与工程应用性均较强的课程。

化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。

本课程的任务是概括、深化热力学的基本定律和有关的理论知识，研究化工过程中各种能量的相互转化和有效利用，研究各种物理化学变化过程达到平衡的理论极限、条件或状态，从而使学生获得巩固的专业理论基础知识，培养和提高学生从事化工生产、设计和科学研究工作的理论分析能力。

三、教学方法与手段1、突出重点，把教师讲授与课堂讨论相结合。

2、精讲多练,把现代教育技术（PPt课件或CA1课件）与传统黑板板书相结合。

四、教学内容及目标重点与难点：节流效应，等牖膨胀效应；Rankine循环过程及其热效率的计算;Rankine循环过程改进。

衡量学习是否达到目标的标准：熟悉蒸汽动力循环中能力利用与消耗的计算；独立完成课后习题7-17、19、20O五、推荐教材和教学参考资源1.冯新,宣爱国凋彩荣.化工热力学（第一版）.北京：化学工业出版社，2010.2.张乃文,陈嘉宾,于志家.化工热力学.大连：大连理工大学出版社，2006.3.陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学（第二版）.北京：化学工业出版社，2001.4.陈志新,蔡振云,胡望明.化工热力学.北京：化学工业出版社，2001.5.朱自强,徐讯.化工热力学（第二版）.北京：化学工业出版社，1991.。

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。