11化工热力学
发布时间:2018年09月28日 10:32 来源: 阅读数:

 

 

Chemical Engineering Thermodynamics

一、课程基本信息

 时:48

 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CAI课件)与传统黑板板书相结合。

四、 教学内容及目标

 

  教学内容

教学目标

学时

分配

第一章  绪论

了解

1

第二章  流体的p-V-T关系和状态方程

5

1. 纯流体的p-V-T关系

掌握

1

2. 流体的状态方程

掌握

2

3. 对应态原理和普遍化关联式

理解

1

4. 液体的p-V-T关系

了解

0.5

5. 真实气体混合物的p-V-T关系

了解

0.5

 重点与难点: 纯物质的p-V-T立体相图,纯物质的p-T图、p-V图和T-V图;Virial方程及其应用对比态原理偏心因子和三参数普遍化关系混合规则。

 衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉纯物质相图的特点;会用模型法计算纯物质的p-V-T数据;独立完成课后习题2-11、12。

第三章  纯流体的热力学性质计算

6

1. 热力学性质间的关系

理解

1

2. 焓变和熵变的计算

掌握

2

3. 纯流体的热力学性质图和表

掌握

3

 重点与难点: 热力学基本关系式、偏导数关系式和Maxwell方程;焓、熵和内能的普遍关系,剩余性质;干度,蒸汽的过热度,水的过冷度,温熵图。

 衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉掌握热力学图、表的查法;会用剩余性质计算真实气体热力学性质;独立完成课后习题3-11、12、20、23、25、26。

第四章  溶液热力学性质的计算

12

1. 均相敞开系统的热力学基本关系

理解

1

2. 偏摩尔性质

掌握

3

3. 混合变量

掌握

1

4. 逸度和逸度系数

掌握

3

5. 理想溶液

掌握

1

6. 活度和活度系数

掌握

2

7. 活度系数模型

理解

1

 重点与难点: 化学位,偏摩尔性质定义及其计算;逸度和逸度系数的定义及其计算;活度和活度系数的定义及其计算;超额性质的定义及其计算。

 衡量学习是否达到目标的标准: 会用偏摩尔性质的方法计算混合物的逸度和逸度系数、活度和活度系数、超额性质;独立完成课后习题4-14、15、23、24、27、34。

第五章  相平衡

6

1. 相平衡基础

理解

1

2. 互溶系统的汽液平衡计算通式

掌握

2

3. 汽液平衡

理解

2

4. 汽液平衡数据的热力学一致性检验

了解

1

 重点与难点: 相律;二元系统的相图;汽液平衡计算通式

 衡量学习是否达到目标的标准: 会用相律分析系统的状态特点;化学体系汽液平衡的计算;独立完成课后习题5-13、14、17、22、33、46。

第六章  化工过程能量分析

10

1. 热力学第一定律及其应用

掌握

2

2. 热力学第二定律及其应用

掌握

3

3. 理想功、损失功和热力学效率

掌握

2

4. 有效能

掌握

2

5. 化工过程能量分析及合理利用

理解

1

 重点与难点: 热力学第一定律,能量平衡方程;热力学第二定律熵增原理,热温熵,熵产生,熵积累理想功,损失功,热力学效率有效能与无效能;有效能效率。

 衡量学习是否达到目标的标准: 熟悉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,能量的有效利用;独立完成课后习题6-13、14、16、21、22、28、29、32、35。

第七章  压缩、膨胀、动力循环与制冷循环

8

1. 气体的压缩

理解

1

2. 气体的膨胀

掌握

2

3. 蒸汽动力循环

掌握

4

4. 制冷循环

了解

1

 重点与难点: 节流效应,等熵膨胀效应;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、20。

 

五、推荐教材和教学参考资源

1. 冯新,宣爱国,周彩荣.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.   

         

大纲修订人:李英玲                       修订日期:2017.12.18

 

大纲审定人:                             审定日期:                                    

 

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