化工热力学
Chemical Engineering thermodynamics
你关心的问题和疑问
我要赚大钱！ 到底是出国、考研还是工作？ 化学工程和工艺专业不是我喜欢的专业！我想
做律师、公务员、做贸易！ 我忙着考证，将来找个好工作！ 所有的课程我都不感兴趣！所以我忙着玩游戏！
但是我心里也虚，不知怎么办？
化工热力学的定义和用途
1、化工热力学的定义 热力学（thermo-dynamics) 工程热力学（Engineering Thermodynamics) 化学热力学（Chemical Thermodynamics) 化工热力学（Chemical Engineering Thermodynamics)
4、液化石油气的主要成分为何是丙烷、丁烷 和少量的戊烷，而不是甲烷或者乙烷？
Why?
5、为何从天然植物中提取香精、色素等有效 成分常用超临界萃取技术？萃取剂为何常选 CO2？
6、为何在高度污染的河流中的鱼体内PCB虽 未过量，但鱼肝中却大大超量。
7、精馏塔的设计主要依据是什么？ 8、为何节能减排？依据是什么？
精简性
热力学能够定性、定量的解决实际问题
化学热力学（chemical Thermodynamics)
——将热力学的基本理论应用于化学领域，则为 化学热力学。
主要研究化学和物理变化进行的方向和限度， 特别是对化学反应的可能性和平衡条件进行预 测。
内容包括热化学、相平衡和化学平衡等部分 （物理化学中的一部分）
热力学（Thermo-dynamics)
说法1：讨论热和功转化规律的科学 说法2：是研究自然界各种形式能量转换之间
相互转化的规律，以及能量转化对物质影响的 科学
热力学的四大特性
（1）严密性： &表现在热力学具有严格的理论基础。热力学 证明是可以行通的事情，在实际当中才能够行 得通；热力学证明不可行的事情，在实际当中 无论采取任何措施，也实行不了。
降低资源消耗
2003年，中国消耗了全球总产量30%的主要 能源和原材料，制造的GDP仅占世界的4%。
如果按每1美元生产总值能耗，我国比发达国 家能耗高4-5倍。
目前，美国每万美元耗水为514m3,日本208m3, 中国5045m3，是发达国家的8-20倍。
中国很多地区的经济发展速度是靠高投资、高 能耗、高污染换来的。
化学工程是夕阳工业嘛？
国家和全球关心的问题
和谐社会 节能减排 气候变化越来越看得见、摸得着 &CO2排放和气候变化之间的关系 “低碳经济” &低能耗——能量的最大利用 &低污染——物质的最大利用 谁主沉浮？
化学工程能做什么？？
“生活处处皆化工”
化学工程的作用
Where are we?
将工程热力学和化学热力学应用于化工和生物、 能源、信息、环境、材料等的交叉领域。
研究化工工程中各种能量以及物质相互转化的 理论极限、条件和状态
它是化学工程学的一个重要组成部分，是化工 过程开发、设计和生产的重要理论依据
经典热力学
无论工程热力学还是化学热力学还是化工热力 学，它们均是经典热力学，遵循热力学的三大 定律（热力学第一、第二、第三定律），不同 之处是由于热力学应用的具体对象不同，决定 了各种热力学解决问题的方法有各自的特点。
减排如何从我做起
1.日常生活中养成节能习惯
随着生活水平的提高，能源消耗总量急剧上升
2.少用或不用化石燃料？
替代能源开发周期长，费用大，远水解不了近渴
3.节能降耗、技术进步？
可以减缓全球变暖的速度，为替代能源开发赢得时间
4.CO2减排
关键是费用！
CO2减排方案
地质埋存
需合适的地理构造
深海吸收转化为CO2水合物
工程热力学（Engineering Thermodynamics
——将热力学的基本理论应用于工程技术领域， 则为工程热力学
主要研究热能和机械能之间转换规律以及在工 程中的应用
特点： &制冷、发电 &介质简单：水蒸气、氨、氟利昂
化工热力学（Chemical Engineering Thermodynamics)
（2）完整性
热力学具有 热力学第一定律：能量守恒定律 第二定律：熵增原理、热效率 第三定律：绝对熵定律 第零定律：热平衡定律 这四大定律使热力学成为一门逻辑性强而完整的
学科
普遍性
热现象在日常生活中是必不可少的。热力学的 基本定律、基本理论，不但能够解决实际生产 中的问题，还能够解决日常生活中的问题，甚 至能用于宇宙问题的研究。
热力学能解决
新能源——可燃冰
1m3“可燃冰”释放出的能量相当于164m3的天然 气。
全球“可燃冰”总能量，是所有煤、石油、天然 气综合的2~3倍。
“可燃冰”的主要成分是甲烷和水分子 （CH4·H2O)。
勘探需要知道：在海底下，何种温度、压力下会 形成“可燃冰”？
热力学能解决！
建设节约型社会是我们别无选择的道路
化学工程
化工热力学课程内容
关于化工热力学课程
化工热力学到底能干 什么？
Why??
1、冰箱的工作原理与空调是否相同？夏天打 开冰箱门是否能当空调？（链接）
2、如果使用空气作为潜水员在海底的呼吸介 质பைடு நூலகம்为何会出现类似麻醉现象？
3、为什么无水酒精的价格是95%酒精的二倍？ 主要是哪一部分成本提高了？
对海洋环境影响需要进一步评估
CO2驱油提高石油采收率
技术可行性和经济型有待深入研究
将CO2转化为其它化工产品
消耗量有限，只能作为补充
可能的CO2封存方法
学习指导内容
化工热力学的定义和用途
化工热力学研究内容和特点 热力学的研究方法 如何学和如何学好化工热力学 化工热力学和其它化学工程分支学科间的关系 本课程的内容
化工热力学的用途
1.确定化学反应发生的可能性及其方向，确定 反应平衡条件和平衡时的状态。（可行性分析）
2.描述能量转换的规律，确定某种能量向目 标能量转化的最大效率。（能量有效利用）
化学工程师开发和设计某一化工过程阶段，必 须考虑能耗问题。
3.描述物态变化的规律和状态性质
4.确定相变发生的可能性及其方向，确定 相平衡条件和相平衡时的状态。