第1章 绪论
本章目的
了解化工热力学的过去，现在和将来
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
1. 1热力学发展简史
了解热力学研究是从温度、热的研究开始的，结合蒸汽机的发明，为热机的设计和使用，
一开始就与工程紧密结合。
热力学三个定律的提出为能与功的转换作出定性及定量的指导，并发展为工程热力学。
与化学相结合，产生了化学热力学，增加了化学变化的内容。与化学工程相结合，产生了化
工热力学，特别是增加了相平衡内容。
1.2 化工热力学主要内容
化工热力学包括：
（1） 一般热力学中基本定律和热力学函数。
（2） 化学平衡和相平衡，特别是各种相平衡计算，即不同条件下各相组成关系。
（3） 能量计算，不同温度、压力下焓的计算。
（4） 部分工程热力学内容，例如冷冻。
（5） 为进行上述运算，需要P-V-T关系、逸度、活度等关系。
为进行化工热力学及化学工程计算，需要大批热力学及传递性质数据，因此有关的内容
形成了化工热力学的一个分支－化工数据。
1.3 化工热力学的研究方法及其发展
注意：化工热力学研究过程中有经典热力学和分子热力学之外，前者不研究物质，不考
虑过程机理，只从宏观角度研究大量分子组成的系统，达到平衡时表现的宏观性质。大体上
是从某种宏观性质计算另外一些宏观性质，或以经验、半经验方程为基础，用实验值进行回
归以便内插计算。
分子热力学是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
微观的统计平均值。由于理论的局限性，统计力学及数学上的困难，目前使用还是局部的或
近似的。
两者难于严格区分，互相渗透，本课程还是以经典热力学方法为主，但也利用分子热力学内容。
1.4 化工热力学的重要性
化工热力学是定性的学科，更是定量的学科。
化工热力学在化工设计（计算）中物料衡算、热量衡算及各种计算中必不可少。
化工热力学知识点
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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。
化工热力学知识点
2 / 18 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
化工热力学知识点
3 / 18 1. 主要内容：志向气体状态方程，维里方程，R-K方程。
化工热力学
化工热力学是研究化学过程中能量转化、能量平衡和热力学性质的学科领域。它涉及到物质的热力学性质、热力学过程和热力学定律的应用。本文将简要介绍化工热力学的基本概念和原理，并探讨其在化学工程中的应用。
化工热力学是热力学在化学工程中的应用。热力学是研究物质能量转化和物质变化规律的学科，它以能量和热力学性质为基本研究对象。化工热力学主要研究化学反应、相平衡、相变、能量平衡等热力学过程。
热力学第一定律是热力学的基本定律之一。它表明能量是守恒的，能量不会自发地产生或消失。根据热力学第一定律，化学反应过程中的能量转化可以分为放热反应和吸热反应。放热反应是指在反应过程中释放出能量，使系统的内能减小。吸热反应则相反，其反应过程吸收了外界的能量，使系统的内能增大。热力学第一定律为我们理解化学反应过程中能量转化提供了基本原理。
热力学第二定律是热力学的另一个重要定律。它阐述了一个系统的熵在不可逆过程中增加的原则。熵是衡量系统无序程度的物理量，根据热力学第二定律，自然界中任何一个孤立系统的熵都不会减小，而是增加或保持不变。这意味着化学反应过程必须满足熵的增加原理，即反应进行时系统的总熵必须增加，否则反应不会自发发生。热力学第二定律为我们理解自然界中的现象和反应提供了基本原则。
在化学工程中，热力学的应用非常广泛。它可以用来设计和优化化学工艺流程，在工程实践中起着重要的作用。例如，在化学工艺的热能平衡计算中，需要考虑各种热力学参数，如反应热、燃烧热、蒸发热等。这些参数是确定反应过程中能量转化情况的重要依据，能够帮助工程师准确地估算能量的供应和消耗，从而合理设计设备和控制过程。
此外，热力学还可以用于预测和评估化学反应的可行性和方向性。利用热力学的知识，我们可以计算反应的平衡常数和Gibbs自由能变化，从而判断反应是否会发生以及从哪个方向进行。这对于开发新的化学反应和优化现有反应具有重要意义。
另外，化工热力学还可以应用于化学工程设备的热力学性能分析和优化。通过热力学分析，可以评估设备的能量效率和热损失情况，并提出改进和优化措施。热力学的应用可以帮助工程师设计更节能和环保的设备，提高生产效率和产品质量。
《化工热力学》课程教学大纲
课程名称：化工热力学 课程编码：18000036
学 时：48学时 学 分：3学分
开课学期：第5学期
课程类别：专业课
课程性质：专业必修课
适用专业：化工工艺
先修课程：高等数学、大学物理、物理化学、工程力学
一、课程的性质、目的与任务
《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。该门课系统地介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法。它以热力学第一、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，深刻阐述了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。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。通过本课程的学习，使学生获得巩固的专业理论基础知识，并培养和提高学生从事专业生产管理，设计开发和科学研究工作的理论分析能力。
二、基本要求
通过本课程的学习，应使学生掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识；能利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和研究；能利用化工热力学的方法，对化工中涉及的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算；并学会利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析等。 根据大纲要求，选用陈钟秀、顾飞燕和胡望明主编，化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材。因为该教材与大纲要求基本适应。化工热力学是一门理论性较强的课程，在教学方法上应以课堂讲授为主，对理论的讲授应注重学生对基本概念的理解，在理解的基础上明确重点公式的推导过程，及适用条件；并结合生产生活实例，培养学生分析、解决问题的能力。
