化工热力学教学大纲

化工热力学教学大纲

一、   课程信息

二、课程内容

（一）课程教学目标

“化工热力学”是化学工程与工艺专业本科生的一门必修的专业基础课,它是以物理化学为基础由化学热力学和工程热力学组合而成的一门学科,它为分离工程、反应工程及系统工程等打下理论基础。通过本课程的教学，使学生掌握流体热力学性质概念，掌握均相封闭系统、非均相封闭系统和敞开系统流体热力学性质的计算及应用，掌握溶液的性质，会用溶液理论及状态方程计算各种流体的相平衡，为化工过程的设计打下牢固的基础。学会利用热力学的原理和方法对化工过程进行的可行性和能量的有效利用进行分析，为工艺的改进过程和提高能量利用率指出方向和方法。其中状态方程、流体热力学性质、液相的活度系数及流体相平衡计算和化工过程热力学分析为重点内容。

（二）基本教学内容

课堂教学部分

第一章 绪论

化工热力学研究的目的、意义和范围，初步了解化工热力学的内容及安排，知道热力学基本概念、热力学性质计算的一般方法，使学生对本课程有一个总体上的认识。

第二章 流体的p－V－T关系

主要介绍流体（气体和液体）尤其是气体的p－V－T状态方程。它们是化工热力学中最常用的表达系统特性的模型。要求掌握立方型状态方程，能应用立方型状态方程计算气体或液体的摩尔体积；了解多参数状态方程在化工过程中的应用；掌握对应态原理（特别是三参数对应态原理）；熟悉流体饱和热力学性质的计算，熟练应用Antoine方程、Rackett方程和修正的Rackett方程计算流体的饱和热力学性质；掌握混合法则，熟悉真实流体混合物性质的计算。

第三章 纯流体的热力学性质

要求应用热力学基本关系，针对均相封闭系统将有关的热力学函数（如U，H，S，A，G等）与p－V－T关系和C_p^ig联系起来。本章以焓和熵为例，详细讲解随着温度、压力、相态等所引起的焓变和熵变的计算。掌握定组成混合物热力学性质的计算。熟悉常用的热力学性质图、表的使用。

第四章 均相流体混合物的热力学性质

主要内容包括混合物的性质、逸度、活度等与平衡有关的均相敞开系统的热力学性质。其中重点包括偏摩尔性质、逸度系数、活度系数的计算。要求掌握均相敞开系统热力学关系和化学势概念，摩尔性质和偏摩尔性质之间的关系。熟练应用Gibbs-Duhem方程计算混合物中各组分偏摩尔性质之间的关系。掌握混合过程热力学性质的变化、混合物中组分逸度及其计算方法。了解理想溶液的性质，掌握真实溶液超额性质与活度系数的计算及相关的热力学模型。

第五章 相平衡

掌握相平衡的判据和混合物的汽液平衡相图。熟练掌握状态方程法和活度系数法计算中、低压下混合物的汽液平衡。熟练掌握Van Laar方程、Wilson方程模型参数的计算。掌握汽液平衡数据的热力学一致性检验方法。了解液液平衡、气液平衡、固液平衡和高压汽液平衡的相关理论与计算。

第六章 流动系统的热力学原理及应用

要求掌握热力学第一定律和第二定律在稳定流动系统中的应用，熟练应用热力学第一定律和第二定律进行化工过程的热力学分析、为能量的合理利用提供依据。了解气体的压缩与膨胀过程以及动力循环与制冷循环。

三、学时分配

四、考核方式

本课程通过三方面进行考核：出勤及平时作业+大作业和网络考试＋闭卷考试

出勤及平时作业                 占25%

大作业+3次网络考试            占25%

期末闭卷考试                       占50%

五、教材及参考书

1、化工热力学（通用型）第二版马沛生，李永红主编，化学工业出版社

2、化工热力学（第二版） 陈钟秀，顾飞燕编，化学工业出版社

3、化工热力学 陈新志，蔡振云，胡望明等编著，化学工业出版社

4、化工热力学 朱自强，徐汛编，化学工业出版社

5、化工热力学 童景山编，清华大学出版社

6、Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics Smith J.M., Van Ness H.C. et al. sixth edition , 2002 化工热力学导论. 刘洪来，陆小华等译. 化学工业出版社

六、授课手段：

课堂多媒体演示讲解和板书结合；小班课讨论；网络课程信息辅助教学

七、教师队伍及职称