《化工热力学》课程教学大纲.doc

《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》，：出版社，200 2、陈新志，蔡振云，胡望明，《化工热力学》，北京：化学工业出版社，200 3、 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。 教学目标 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； 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； 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； 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，学会热力学资料的热力学一致性校核。 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； 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。 教学效果 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，掌握汽液平衡的计算方法 了解化学反应平衡的计算等关键内容。 掌握常用的几种气体状态方程 掌握流体热物理性质的计算方法。 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。 化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用 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 √ 真实流体的PVT关系 √ √ √ √ √ √ 流体的热力学性质 √ √ √ √ √ √ 压缩与冷冻及有效能概念 √ √ √ √ √ √ 相平衡计算 √ √ √ √ √ √ 化学反应平衡 √ √ √ √ √ √ 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△S’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：P—T图， T—S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