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1、化工热力学课程教学大纲制定人 ： 曹俭 教学 团 队审 核人 ：门勇 开课 学院 审核 人：饶 品华 课程名称 ：化工热力学 / Chemical Engineering Thermodynamics 课程代码 ： 043021 适用层次（本 /专科）： 本科学时 ：48 学分 ： 3考核方式 ：考试先修课程 ：物理化学 适用专业 ：化学工程与工艺 教材 ：陈钟秀，顾飞燕编，化工热力学，化学工业出版社， 2012 主要参考书 ：1、马沛生，化工热力学 ，北京：化学工业出版社，20052、陈新志，蔡振云，胡望明， 化工热力学第二版，北京：化学工业出版社， 20083、施云海 ,化工热力学 ，上海
2、：华东理工大学出版社，20074、Smith J M，Van Ness H C， Abbott M M . Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics 7th ed.，McGraw-Hill. New York ，2005（中译本：化工热力学导论 ， 化学工业出版社， 2008）5、Stanley I. Sandler,Chemical and Engineering Thermodynamics3th ed., 北京：化学 工业出版社， 2002本课程在课程体系中的定位化工热力学是化学工程学科的一个重要分支， 是化学工程与工艺专业必
3、修的专业基础课 程。化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领域。二、教学目标1. 通过本课程的学习，使学生利用真实体系（纯气体、气体混合物、液体） 的 PVT 关系解决实际体系的相关参数的计算问题，如摩尔体积、比容等 的计算；2. 通过本课程的学习， 使学生利用剩余焓和剩余熵概念解决实际体系的热力 学函数，包括内能、焓、熵、自由能、自由焓等的计算；3. 通过本课程的学习， 使学生学会压缩过程参数的计算方法， 学会压缩制冷 循环参数计算及制冷剂选择等方法；4. 通过本课程的学习， 使学生学会逸度及逸度系数、 活度及活度系数的计算 原理及方法，学会根据实际平衡体系的条件选择相平衡的计算方法，学
4、 会热力学资料的热力学一致性校核。5. 通过本课程的学习，使学生初步学会化学反应平衡体系的计算方法；6. 通过本课程的学习， 使学生学会用热力学的基本原理与方法， 提高解决实 际问题的能力。掌握汽液平三、教学效果1. 了解化工过程的热力学分析方法及其在化工节能领域的应用，衡的计算方法2. 了解化学反应平衡的计算等关键内容。3. 掌握常用的几种气体状态方程4. 掌握流体热物理性质的计算方法。5. 掌握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。6. 化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用四、教学内容与教学效果对照表教学效果教学内容、效果1效果2效果3效果4效果5效果6绪论V真实流体的
5、PVT关系VVVVVV流体的热力 学性质VVVVVV压缩与冷冻 及有效能概念VVVVVV相平衡计算VVVVVV化学反应平 衡VVVVVV五、教学内容和基本要求绪论要求：了解课程性质、任务、要求、学习注意点。第一章真实流体的PVT关系要求：流体的PVT关系是设计计算和研究热力学问题的重要基础。重点介绍加压下真 实气体及其混合物的 PVT关系。1. 1 真实气体的PVT关系要求：真实气体对理想气体的信差，范德化方程，维里方程，R-K方程及其改良形式，多参数方程，状态方程的适用范围；掌握有关状态方程的理论基楚、适用范围和计算方法。1. 2 .对比态原理及其应用要求：对比状态原理，以偏心因子为第三参数
6、的通用关系式；能正确使用三参数通用关系式计算真实气体的压缩因子。1. 3 真实气体混合物的 PVT关系要求：道尔顿定律和通用压缩因子、阿玛格定律和通用压缩因子、临界参数法，混合物的维里方程，混合物的状态方程；能正确选用恰当的方法解决真实气体混合物的PVT关系问题。1. 4 液体的性质要求：能正确使用液体的状态方程、通用关系式。第二章 流体的热力学性质要求：真实流体热力学函数计算的原理和方法，热力学图表。2 1 单相流体系统热力学基本方程式 要求：掌握从热力学第一、第二定律及热力学函数的定义，熟悉热力学基本方程式。2 2 热力学性质的计算要求：真实流体 H和S的计算原理，参比态，剩余函数， H和
7、AS的计算方法，U、 F、G 的计算方法。要求： 掌握参比态的概念， 剩余函数的概念。 能正确使用适当的通用关系式通过计算的 H和 S来计算真实流体的 H和S,进而计算 D、F、G。2 3 热力学图表要求：PT图，TS图，P H图，能识图，合理用图。第三章 压缩与冷冻及有效能概念3 1 开放体系热力学第一定律要求：掌握稳流过程的热力学第一定律及数学表达式。3 2 压缩过程要求：掌握压缩过程的热力学分析，单级压缩，多级压缩，功率计算。3 3 蒸汽压缩制冷循环要求： 掌握节流过程的热力学分析， 蒸汽压缩制冷循环， 其它形式的制冷，冷冻剂和制 冷剂的选择；掌握单级压缩机工作参数的计算，蒸汽压缩制冷循
8、环工作参数的计算。3 4 有效能概念及应用要求： 有效能的撅念，封闭体系和稳流体系有效随的计算，按质合理用能，有效能利用 率；理解有效能概念，并对合理用能有所了解。第四章 相平衡计算4 1 开放体系热力学性质基本关系式要求：掌握开放体系热力学第一定律。4 2 偏摩尔性质要求：熟悉偏摩尔量的性质及加和公式。4 3 逸度与逸度系数要求： 逸度和逸度系数的定义， 纯气体逸度的计算， 纯液体逸度的计算，温度对逸度的 影响，混合物中组份的逸度 （分逸度和分逸度系数的概念 ），理想溶液中组份的逸度，气体混 合物中组份的逸度， 混合物的逸度和其组份的关系， 要求掌握纯物质的逸度， 混合物中组份 的分逸度，
9、混合物的逸度概念， 并注意这三种逸度的区别和联系； 掌握纯物质逸度，混合物 中组分的分选度，混合物的逸度的计算方法。44 理想溶液和非理想溶液要求：熟悉理想溶液的模型，熟悉 L-R 规则。4 5 活度与活度系数要求： 掌握活度及活度系数定义，溶液的超额性质， 热力学一致性的校核，液相活度系 数外算方程（Margules方程，Van Laar方程，Wils on方程，NRTL方程）。4 6 相平衡计算 要求：掌握相平衡的基本关系式和分类，相平衡的表示方法，完全理想系相平衡计算， 汽相是理想气体， 液相是非理想溶液体系相平衡计算， 汽相和液相都是理想溶液体系的相平 衡计算； 掌握相平衡分类和表示方
10、法，根据相平衡的条件正确判别平衡类型， 并选用适当的 方法进行相平衡计算。4. 7汽液平衡资料的热力学一致性检验要求：掌握热力学资料同一性校核的原理，积分校核法，微分校核法。 第五章化学反应平衡5. 1化学反应的计量关系和反应进度要求：掌握化学反应计量系数和反应度概念及表达式。5. 2化学反应平衡常数及有关计算要求：掌握标准自由函变和平衡常数的关系。六、课时分配课程内容讲课实验习题课 讨论课课程设计上机小计绪言11第一章真实流体的PVT关 系1 .纯物质的PVT关系1 . 1气体的状态方程式221 . 2对比态原理及其应用331. 2真实气体混合物的 PVT 关系441. 3液体的PVT关系2
11、2第二章 流体的热力学性质2. 1单相流体系统热力学基 本方程式222. 2热力学性质的计算552. 3热力学图表22第三章压缩与冷冻及有效 能概念113. 1开放体糸热力学第定 律3. 2压缩过程223. 3蒸汽压缩制冷循环333. 4有效能概念及应用11第四章相平衡计算4. 1开放体系热力学性质基 本关系式114. 2偏摩尔性质114. 3逸度与逸度系数444. 4理想溶液和非理想溶液224. 5活度与活度系数224. 6相平衡计算4. 7汽液平衡资料的热力学 一致性检验4242第五章化学反应平衡5. 1化学反应的计量关系和 反应进度5. 2化学反应平衡常数及有 关计算2222共计4848七、课程考核1. 平时作业占40%。2. 期末考试占60%。
