化工热力学课程规范
基本知识:热力学状态函数H/G/A/U。
基本理论:热力学状态函数的计算
基本方法:剩余性质法。
教学内容与
学时分配
教学内容(4学时):
3.1热力学关系式(0.5学时)
一、热力学函数的分类
广度性质、强度性质
二、热力学函数的基本关系式
四大微分方程
三、Maxwell关系式
从数学关系式推导Maxwell关系式
一、Maxwell关系式的应用
基本知识:熵、卡诺循环、朗肯循环。
基本理论:热力学第二定律
基本方法:熵的分析法、蒸汽动力循环、制冷方法。
教学内容与
学时分配
教学内容(8学时):
5.1热力学第二定律的功能及其物理内涵(0.5学时)
5.2熵的定义与熵变的计算(0.5学时)
5.3熵产(1学时)
熵产的定义,熵流和熵产的区别,熵产的计算
5.4热力学图表(1学时)
2.启发引导为主,从重知识目标转向重智能目标上转变。
3.线上教学与线下教学相结合,借助网络等方式搭建师生交流和互动的平台。
教学手段:
1.计算较多,通过板书展示计算的标准过程。
本章思考题
教材P92,4、9题
主要
参考资料
教科书:朱自强,吴有庭主编.《化工热力学》第三版.北京:化学工业出版社,2011
主要参考书:1、陈钟秀,顾飞燕主编.《化工热力学》第三版.化学工业出版社,2012
和要求
通过本讲学习,使学生了解纯物质的PVT行为,流体的状态方程式,PVT关系的普遍化计算,真实气体混合物,液体的体积性质。
重点和Байду номын сангаас
难点
重点:维里方程,立方型方程(以R-K方程为主、应用举例);
难点:普遍化PVT关系计算,立方型状态方程的参数推导过程
“三基.”分析
基本知识:纯物质pvT图,纯物质的相态变化p-v-T关系。
热二律的物理内涵
热二律
8
掌握
熵变的计算
计算能力
熟悉
熵产
概念及计算
掌握
热力学图表
会读图表
熟悉
压缩机膨胀机的计算
热二律的应用
熟悉
蒸汽动力循环
计算能力
掌握
制冷
制冷原理
熟悉
6
第六章
化工过程热力学分析
能量的级别
认识能量
4
熟悉
理想功和损失功
概念、计算
掌握
火用及其计算
概念、计算
了解
火用衡算和火用效率
会火用衡算法
了解
概述
概念
4
了解
相平衡基本知识
会相平衡判据
掌握
汽液平衡的计算类型与算法
计算能力
了解
9
总复习
各章知识点总复习
习题计算
3
掌握
“要求”指学生对知识、能力掌握的熟练程度,填写:了解、熟悉、掌握。
三、教学内容及基本要求
理论教学部分(按章节顺序填写)学时:48
章节
第1章绪论
教学目的
和要求
热力学发展及应用简介。本课程的主要内容、使用的主要研究方法等。
教学手段:
1.稳流过程能量平衡方程式部分要通过板书进行一步步的推导过程;
2.稳流过程的理解除了通过幻灯片和教材结合展示以外,还要列举几个常见的化工单元操作的例子。
本章思考题
教材P163,1-15题
主要
参考资料
教科书:朱自强,吴有庭主编.《化工热力学》第三版.北京:化学工业出版社,2011
主要参考书:1、陈钟秀,顾飞燕主编.《化工热力学》第三版.化学工业出版社,2012
2、陈新志等主编.《化工热力学》第三版.化学工业出版社,2009
备注
制定者:刘祺凤
章节
第4章热力学第一定律及其应用
教学目的
和要求
通过本讲学习,使学生掌握闭系非流动过程的能量平衡,开系非流动过程的能量平衡,稳流过程的能量平衡,气体压缩过程。
重点和
难点
稳流系统能量平衡方程及在特定条件下的应用。可逆轴功的概念;实际压缩功的计算。
考核方式
课程考核由两分组成:考试成绩和平时成绩。考试占70%,平时占30%,即
总成绩(100%)=考试(70%)+平时(30%)
教材及主要教学参考书
朱自强,吴有庭主编.《化工热力学》第三版.北京:化学工业出版社,2011
陈钟秀,顾飞燕主编.《化工热力学》第三版.化学工业出版社,2012
陈新志等主编.《化工热力学》第三版.化学工业出版社,2009
研究在化学工程中的热力学问题,化工热力学具有化学热力学和工程热力学的双重特点。它既要解决能量的利用问题,又要研究解决相际之间质量传递与化学反应方向与限度等问题。
研究方法主要有宏观研究法和微观研究法。
教学方法与
教学手段
教学方法:
1.采用“以多媒体教学为主、板书为辅、实例计算演示”的方式,多种教学手段相互补充,使课堂教学与实验教学相结合。
能力培养任务
化工热力学最根本任务就是培养学生利用热力学第一、第二定律给出物质和能量的最大利用极限,有效地降低生产能耗,减少污染,从而从本质上指导如何减缓熵增的速度。因此毫不夸张地说:化工热力学就是直接为节能减排而生的!所以,学好化工热力学可以帮助学生培养正确的“节能减排”意识,从科学的层面节能减排,以减缓有效资源和有效能量的耗散速度。
“三基.”分析
基本知识:可逆轴功、压缩功、流动功。
基本理论:热力学第一定律
基本方法:能量平衡方程。
教学内容与
学时分配
教学内容(5学时):
4.1热力学第一定律的物理内涵(0.1学时)
4.2热力学第一定律在敞开流动系统中的应用(0.2学时)
4.3热力学第一定律在封闭系统中的应用(0.2学时)
4.4热力学第一定律在孤立系统中的应用(0.2学时)
课程简介
化工热力学是国内外化学工程与工艺专业最重要的必修课之一,是化工过程研究、开发和设计的理论基础,是化学工程的精髓。该课程主要研究应用热力学基本定律研究化工过程中能量的衡算、判断过程进行的方向和限度、化工过程中能量的有效利用、各种热力学过程、相平衡和化学平衡问题,还研究与上述内容有关的基础数据,如物质的p-V-T关系和热化学数据。
学会查询纯物质的热力学图表,会内插法
5.5压缩机或膨胀机的计算(1学时)
5.6蒸汽动力循环(3学时)
备注
本章重点为普遍化的计算方法,必须使学生掌握,否则后面章节无法理解。
制定者:刘祺凤
章节
第3章纯流体的热力学性质计算
教学目的
和要求
通过本讲学习,要求用PVT关系和热容推算不可测的热力学状态函数的数学关系式,确定焓、熵、逸度等一大批不可测的热力学状态函数。
重点和
难点
剩余性质,真实气体的焓熵的计算
“三基.”分析
本章思考题
无
主要
参考资料
教科书:朱自强,吴有庭主编.《化工热力学》第三版.北京:化学工业出版社,2011
主要参考书:1、陈钟秀,顾飞燕主编.《化工热力学》第三版.化学工业出版社,2012
2、陈新志等主编.《化工热力学》第三版.化学工业出版社,2009
备注
制定者:刘祺凤
章节
第2章流体的p-V-T关系
教学目的
雷克特方程
教学方法与
教学手段
教学方法:
1.采用“以多媒体教学为主、板书为辅、实例演示”的方式,多种教学手段相互补充,使课堂教学与实验教学相结合。
2.启发引导为主,从重知识目标转向重智能目标上转变。
3.线上教学与线下教学相结合,借助网络等方式搭建师生交流和互动的平台。
教学手段:
1.通过多媒体和板书演算推导公式。
四、多参数状态方程
MH方程、BWR方程
2.3对应状态及其应用(1.5学时)
一、对应状态原理
二、普遍化压缩因子方法
三、普遍化第二维里系数法
四、基于状态方程的压缩因子普遍化计算
五、对应状态原理的应用举例
2.4真实气体混合物的p-V-T关系(1学时)
混合规则、二元交互作用参数
2.5液体的p-V-T关系(1学时)
基本理论:流体的状态方程,立方型EOS和多参数EOS
基本方法:普遍化的计算方法
教学内容与
学时分配
教学内容(6学时):
2.1纯物质的PVT关系(0.5学时)
纯物质的p-V图,p-T图,T-V图
一、理想气体状态方程
二、维里方程
两参数、三参数维里方程
三、立方型状态方程
范德华方程、RK方程、SRK方程、PR方程、PT方程等
以T/P作为独立变量和以T/V作为独立变量推导焓变和熵变
二、理想气体的热力学性质
理想气体方程
三、剩余性质法
剩余性质的定义、一般表达式、计算方法(普遍化的方法)
3.3两相系统热力学性质(1学时)
克拉佩龙方程、克-克方程、安托因方程
教学方法与
教学手段
教学方法:
1.采用“以多媒体教学为主、板书为辅、实例演示”的方式,多种教学手段相互补充,使课堂教学与实验教学相结合。
火用分析法及应用
会用火用分析
了解
7
第七章
溶液热力学基础
概述
概念
12
了解
偏摩尔性质和吉布斯-杜亥姆方程
溶液性质表示
熟悉
混合性质和理想气体混合物
混合性质的非理想性
了解
逸度和逸度系数
化繁为简的方法
掌握
理想溶液与标准态
理想模型
熟悉
活度与活动系数
概念
熟悉
过量函数
概念
熟悉
活度系数模型
会选择活度模型
了解