热力学是以热力学第一、第二定律及其他一些基本概念理论为基础，研究能量、能量转换以及与转换有关的物质性质相互之间关系的科学。有工程热力学、化学热力学、化工热力学等重要分支。化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领域。化工热力学主要任务是以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。
热力学的研究方法，原则上可采用宏观研究方法和微观研究方法。以宏观方法研究平衡态体系的热力学称为经典热力学。
体系与环境：隔离体系，封闭体系，敞开体系
流体的P-V-T关系
在临界点C ：
临界点是汽液两相共存的最高温度和最高压力，即临界温度Tc，临界压力Pc。
纯流体的状态方程(EOS) 是描述流体P-V-T-性质的关系式。由相律可知，对纯流体有：
f( P, T, V ) = 0
混合物的状态方程中还包括混合物的组成（通常是摩尔分数）。
状态方程的应用
（1）用一个状态方程即可精确地代表相当 广泛范围内的
P、V、T实验数据，借此可精确地计算所需的P、V、T数据。
（2）用状态方程可计算不能直接从实验测 定的其它热力学性质。
（3）用状态方程可进行相平衡和化学反应平衡计算。
压缩因子（Z）即:在一定P，T下真实气体的比容与相同P，T下理想气体的比容的比值.
理想气体方程的应用（1 ）在较低压力和较高温度下可用理想气体方程进行计算。（2 ）为真实气体状态方程计算提供初始值。（3 ）判断真实气体状态方程的极限情况的正确程度，当或者时，任何的状态方程都还原为理想气体方程。
维里方程式
Virial系数的获取
( 1 ) 由统计力学进行理论计算目前应用很少
( 2 ) 由实验测定或者由文献查得精度较高
( 3 ) 用普遍化关联式计算方便，但精度不如实验测定的数据
两项维里方程维里方程式Z=PV/RT=1+ B/P （1）用于气相PVT性质计算，对液相不能使用；
化工热力学——参考资料
I 1. 绪 论 统计热力学：用微观观点与统计方法研究热力学的规律，称为统计热力学或分子热力学。 经典热力学：以宏观方法研究平衡态体系的热力学行为称为经典热力学。 热力学：研究热现象的科学。 热力学基本定律＋热力学函数＋基本概念→构成了热力学理论的基础。 工程热力学：研究热能与机械能之间转换的规律和方法。 目的→提高能量转换效率。 化学热力学：热力学理论＋化学现象相结合 化工热力学：化学热力学+工程热力学 经典热力学→基于可逆过程、平衡态两个重要概念，所得的结果是实际过程所能达到的最大极限，而实际过程往往是不可逆的。 从微观角度，运用统计力学的方法，研究大量粒子群的特征。 2 流体的 P-V-T关系 热力学性质 【直接测量量】：流体的压力P、摩尔体积V、温度T… →实验测量 【间接测量量】：焓H，熵S，自由焓G，… 2.1 纯物质的P-V-T关系 图2-1纯物质的 P-V-T相图及投影图 图2-2 纯物质的P-T相图 投影线－三条相平衡曲线，升华线、熔化线和汽化线，三线的交点→【三相点】 【临界点C】 代表汽液两相能共存的最高压力和温度，即【临界压力pc】和【临界温度Tc】。这个区域以上－超临界流体区 【超临界流体区】高于临界压力和温度的区域。 【超临界的流体】 不同于液体和气体－密度可以近似液体 具有类似气体的体积可变性和传递性质，可作为特殊的萃取溶剂和反应介质。 2.2 气体的状态方程 • 一个优秀的状态方程应是形式简单，计算方便，适用范围广 • 状态方程按形式、结构通常可分为两类 【非解析型】和【解析型】 解析型状态方程：1）密度为三次方的立方型方程，2）多常数Virial型方程。 RK方程 a、b－常数，与流体的特性有关，由纯物质临界性质计算 • 适用非极性和弱极性化合物 →准确度比van der Waals方程有很大提高 • 对多数强极性化合物→仍有较大偏差。 SRK方程 提高了对极性物质和量子化流体P-V-T计算的准确度。 a－温度的函数 PR方程 a－仍是温度的函数 • 对体积表达的更精细的修正→目的是为了提高方程计算Zc和液体密度的准确性。 • 在计算饱和蒸汽压、饱和液相密度方面有更好的准确度。 PT方程 计算了一些极性和非极性纯物质的饱和气体和液体密度 多常数方程 优点－应用范围广，准确度高； 缺点－形式复杂，计算难度和工作量都较大。 （1） Virial方程 • 第三Virial系数→反映三个分子碰撞所导致的非理想行为。Virial方程的二项截断式如下 VBRTpV1ZRTBpRTpV1PB1Z化工热力学——参考资料
化工热力学公式
The document was finally revised on 2021 热力学是以热力学第一、第二定律及其他一些基本概念理论为基础，研究能量、能量转换以及与转换有关的物质性质相互之间关系的科学。有工程热力学、化学热力学、化工热力学等重要分支。
化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领域。化工热力学主要任务是以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。
热力学的研究方法，原则上可采用宏观研究方法和微观研究方法。以宏观方法研究平衡态体系的热力学称为经典热力学。
体系与环境：隔离体系，封闭体系，敞开体系
流体的P-V-T关系
在临界点C ：
临界点是汽液两相共存的最高温度和最高压力，即临界温度Tc，临界压力Pc。
纯流体的状态方程(EOS) 是描述流体P-V-T性质的关系式。由相律可知，对纯流体有：
f( P, T, V ) = 0
混合物的状态方程中还包括混合物的组成（通常是摩尔分数）。
状态方程的应用
（1）用一个状态方程即可精确地代表相当 广泛范围内的 P、V、T实验数据，借此可精确地计算所需的P、V、T数据。
（2）用状态方程可计算不能直接从实验测 定的其它热力学性质。
（3）用状态方程可进行相平衡和化学反应平衡计算。
压缩因子（Z）即:在一定P，T下真实气体的比容与相同P，T下理想气体的比容的比值. 理想气体方程的应用（1 ）在较低压力和较高温度下可用理想气体方程进行计算。（2 ）为真实气体状态方程计算提供初始值。（3 ）判断真实气体状态方程的极限情况的正确程度，当或者时，任何的状态方程都还原为理想气体方程。
维里方程式
Virial系数的获取
( 1 ) 由统计力学进行理论计算目前应用很少
( 2 ) 由实验测定或者由文献查得精度较高
《化工热力学》课程简介
化工热力学是化学中的热力学部分，它上接物理化学中的热力学部分，下连化工原理、分离工程、反应工程、化工设计等课程，是“化学工程与工艺”专业中的重要基础技术，也是“应用化工技术”、“生物化工”、“化学”、 “环境工程”等专业的重要课程。化工过程的分析，化学反应器、分离装置和过程控制的设计研究都需要有流体的热力学性质和平衡数据。因此，化工热力学是化工过程研究、开发和设计的理论基础。
本课程贯彻“从生活中来，到生活中去的”主旨，内容围绕“为什么要学-学什么-如何学-如何用”展开。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。
章 节 内 容
第一章 绪论
第二章 流体的P-V-T关系
第三章 流体的热力学性质
第四章 流体混合物的热力学性质
第五章 化工过程的能量分析
第六章 蒸汽动力循环与制冷循环
第七章 相平衡
第八章 化学反应平衡
