化工热力学——学习方法

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1、学习方法为了学好这门重要的专业基础课，同学们要重点做好以下几点： 1.树立正确的人生观和专业思想目前，就我校来说有 1/41/3 的学生对自己的专业不感兴趣，认为化学工程是夕阳 工业，他们将来会去做律师、做官、经商，就是不会做化学工程师。因此，他们对该专 业的所有课程都无兴趣。针对这种情况，首先要澄清“化学工程是夕阳工业”的错误概念。因为任何过程只要 想将化学家在实验室烧杯里做出来的东西变成大规模生产，都离不开化学工程，离不开 化学工程师，就像任何年代离不开医生和理发师一样。化学工程对人类作出了很大的贡 献，其中 1983 年被美国评选出的化学工程对人类的十大杰出贡献涵盖了我们的衣食住 行，例

2、如，如果没有化学工程使青霉素大规模生产，最普通的流感都可能夺去我们的生 命； 如果没有化肥，那么我们可能食不果腹；如果没有合成纤维，那么就不会有我们 今天的美丽。因此“化学工程绝对不是夕阳工业 ” ！这可以从美国各个行业工程师的年 收入得到佐证，例如，在网上查到，2004 年美国化学工程师的年收入 5.2 万美元，排名 第二，仅次于电脑工程师5.3万美元，连90年代末很吃香的电机工程师（EE,即所谓的 Double E）也在其后。第二，对于那些一心想脱离化学工程“苦海”的同学，提请他们回答一个问题， “当 你去经商时，你准备在什么领域一展宏图？是 IT 行业吗？是水利吗？是农业吗？ 如果是的话

3、，你与那些专业毕业的同龄人相比，你有什么优势？答案只有一个，那就是 你学了四年的化学工程就是你的优势，即使学得不怎么样。无数的前辈的经历告诉我们， 不要说经商，就是做官，其走向都与这四年的专业脱不了干系。因此，你喜欢别的职业 这无可非议，而且你应该为之时刻准备着，准备着这方面的知识、这方面的能力，最不 应该的是认为投错了胎，入错了行，然后自暴自弃，浪费了很多宝贵的青春年华。另一 方面，认真学好专业知识将为你将来更好的经商、做官增加砝码。第三，对于那些除了游戏对其他任何事情包括自己将来的前途都不感兴趣的同学， 则需要棒喝其责任心，因为它是做人的底线。例如，有调查表明， 64%的世界500强企 业

4、的 CEO 认为，他现在的职业并不是当年的理想，那么为什么会做的这么好呢，他们 的回答是“责任”！而你的父母亲含辛茹苦盼着你上大学，练就生存的本领，结果你拿着 可能是他们卖血的钱去打游戏，或无所事事，这对得起谁？有句话说得好：一个人不可 以强迫自己喜欢什么，但可以强迫自己去做什么，不做什么，这就是责任！一个人如果 能把不喜欢的课程学好，说明他的责任心是相当可贵的，学习能力也非常高，那么这样 的人以后做什么事都会成功。2.化繁为简，将各个知识点有机联系起来由于化工热力学的理论抽象而枯燥、公式多而繁琐，往往在学习中会产生厌烦情绪。 因此，学会如何透过现象看到本质显得十分必要和重要，要明白化工热力学

5、抽象、复杂 的背后是为了多快好省。如化工热力学往往会从局部的实验数据加半经验模型来推算系 统完整的信息；从常温常压的物性数据来推算苛刻条件下的性质；从纯物质的信息利用 混合规则求取混合物的信息；以理想态为标准态加上校正（压缩因子Z,逸度系数申，活度 系数Y）来处理真实状态，所有这些方法都要用到复杂的公式，但可省却大量的人力物 力，避免了大量苛刻条件下危险的测试！而对那些十分有用但又不可测试的数据，化工 热力学还能巧妙地利用数学方法，将不可测量与容易测量建立联系，解决问题。譬如， 化工反应与分离中占重要地位的热量衡算所需要的S , H, U, G就是如此，正是复杂难记 的偏导数关系式将 106

6、个不可测偏导数与 6 个可测的偏导数联系起来，再与 Maxwell 关系式、热力学基本方程联合，将不可测的S , H, U, G与容易测定的P、V、T联系起 来，继而解决了这个问题。但是随之的问题又来了：测定的离散的P-V-T数据，不便于 求导和积分，无法获得数据点以外的 P-V-T ，只有建立能反映流体 P-V-T 关系的解析 形式才能解决，这就是状态方程 EOS 的由来。因此，学习过程中，要学会知其然更知其所以然，培养分析问题、解决问题的能力。 同时，掌握化工热力学处处可见的将复杂事物变成简单事物加校正的处理问题方法，如 真实气体可以用理想气体加压缩因子来表达，真实溶液可以用理想溶液加活度

7、系数来表 达，并为将来处理工作和生活错综复杂问题打下基础。3.理论联系实际化工热力学是一门非常实用的课程，虽然有许多抽象的概念和复杂的公式，但其目 的绝不限于概念的推演和现象的解释，更要定量地给出求取能量或组成的方法，因此在 化工计算及设计中有直接的应用。化工热力学所学到的知识不仅可用于化工厂的设计与 生产，与我们的日常生活也是息息相关。譬如：液化气的主要成分为何是丙烷、丁烷、 丙烯、丁烯和少量的戊烷而不是甲烷或己烷？空调与取暖器哪个更省电？萃取剂为何常 选C02?等等问题，都可以运用所学到的热力学知识进行分析处理，将纷繁复杂的公式、 抽象的理论与先前提及的实例联系起来。这样可以真正理解化工热

8、力学的重要和巧妙， 改变化工热力学给人抽象枯燥的印象。第一章：1 郑立辉，韦一良,宋光森，高新蕾,.化工热力学教学的实践与体会J.化工高等教 育,2007,(1).2 田永淑，王胜春,.以“应用”为中心的化工热力学课程体系的改革与实践J.化 工高等教育,2007,(1).3 冯新，陆小华,.以学生为本的化工热力学课程教学改革J.化工高等教 育,2006,(4).4 陈明鸣, 马沛生, 夏淑倩, 常贺英, 李永红,. 相平衡本科生化工热力学课程的核 心内容J.化学工业与工程,2005,(Sl).5 常贺英，马沛生,.论化工热力学在化工类课程体系中的核心作用J.化工高等教 育,2005,(4).6

9、 吴伟伟，程莹,.MIT的化学工程教育:历史、现状与启示J.化工高等教 育,2006,(5).第二章：1 段行知，蒋洪，周道菊，朱聪，徐浩,.应用状态方程求解天然气饱和含水量J.石 油与天然气化工,2006,(6).2 尹钊,张国营，武娟，王伟读范德瓦耳斯气液状态方程纵横谈的几点体会J. 徐州师范大学学报(自然科学版)，2006，(3).3 吴宏星,.理想气体状态方程在日常生活中的应用J.福建广播电视大学学 报,2006,(2).4 曾强，王利生,.PR状态方程在烷烃粘度计算中的应用(英文)计算机与应用化 学,2005,(12).5 韩晓红，陈光明，王勤，崔晓龙.状态方程研究进展J.天然气化工

10、(C1化学与化 工),2005,(5).6 张洪良，刘健，刘建敏，蔡德成，吴伟，李鹏. 气体状态方程在立体定向血肿抽吸术中 的应用J.立体定向和功能性神经外科杂志,2005,(5).7 胡颉，余守宪.范德瓦耳斯气液状态方程纵横谈J.大学物理,2005,(10).8 杨贵荣，刘乐，耿晓云.关于立方型状态方程修正的讨论J.河北工业大学成人教 育学院学报,2004,(3).9 吴明阳，杨学莉.分子大小对气体状态方程的影响J.郑州轻工业学院学报(自然 科学版)，2003，(3).10 吴侃,刘景龙，贺承祖.用改进的SRK状态方程计算高温气体在水中的溶解度J. 油气田地面工程，2003，(7).11 钞

11、曦旭，唐纯青.范德瓦耳斯和他的状态方程J.物理,2003,(4).12 喻西崇，赵金洲，邬亚玲,冯叔初，李玉星.PVT状态方程的选择和分析J.油气储 运，2001，(9).13 潘宝娟，沈海滨.编程求解实际气体状态方程J.江苏广播电视大学学 报，2001，(3).14 郭长武，张爱莲，刘玉凤.利用气体状态方程精确测定固体密度J.分析仪 器，2001，(4).15 聂耀光.真实气体状态方程及其热力学应用研讨J.川北教育学院学 报，2000，(4).16 王军，尚志远.液体状态方程研究J.陕西师范大学学报(自然科学 版)，2000，(1).17李春喜，宋红艳.用SRK状态方程计算二氧化碳在N-甲基

12、二乙醇胺水溶液中的溶解 度J.高校化学工程学报,2000,(4).18张学军.也谈范德瓦耳斯状态方程中修正项的物理意义J.益阳师专学 报,1999,(6).19田方仁.SRK状态方程参数的研究J.石油化工高等学校学报，1999,(4). 第三章：1张颖.关于Maxwell关系式的几种记忆法J.陕西师范大学继续教育学 报,2001,(3).2陶鲜花，周锡堂.麦克斯韦关系式的数学推导J.茂名学院学报,2001,(4).3张珏成.纯物质逸度定义的讨论J.上海工程技术大学学报,2004,(2).4牛家治，郭乔峰.从气态方程讨论逸度的计算J.淮北煤师院学报(自然科学 版),2002,(3).5谢小红.标

13、准态与活度、逸度的关系浅析J.江西科技师范学院学报,2000,(3).6陈必清.普遍化方法计算混合气体逸度J.吉林化工学院学报,2000,(3).7王晓丽.逸度的物理意义J.固原师专学报，1999,(6). 第四章：1刘亚强.偏摩尔量集合公式和吉布斯一杜亥姆公式推导的讨论J.渭南师范学院 学报,2005,(5).2李志伟.用Mat hema tica作偏摩尔量关系式的证明J.大学化学,2003,(1).3王正烈.物理化学教学提要 第八讲 偏摩尔量及化学势J.化工高等教 育,1995,(2).4崔晓莉.偏摩尔量的两个特例J.大学化学,1994,(6).5申屠雁明，李以圭.用Pitzer理论预测混

14、合电解质溶液的偏摩尔体积J.高等学校 化学学报,1993,(5).6石香玉，祝天林.化学位概念的引入及应用J.焦作工学院学报,2000,(2).7石恒真，张跃.标准态化学位与温度关系式的推导J.周口师范学院学 报,1994,(4).第五章：1刘国杰,.从热与功的转变看熵的物理意义J.化工高等教育,2006,(5).2黑恩成，彭昌军,.节流过程及其热力学特征J.化工高等教育,2006,(4).3彭贤强，齐彦强,王文起，张丽珍,.多相流过气嘴节流温降特征J.油气井测 试,2006,(3).4胡耀元，赵雷洪，朱凯汉,杨元法，陆美丽.液氨等焓节流效应J.化工学 报,2004,(9).5董海生，卢宝春.

15、浅谈节流效应及在天然气集输工艺中的应用J.油气田地面工 程,2003,(11).6张克武,张宇英,. 分子热力学前沿基础研究领域中的新理论11:论有机纯质的微观 结构与标准熵(英文)黑龙江大学自然科学学报,2006,(5).7谷中明,.热力学第二定律中熵的图示讲解J.内蒙古石油化工,2006,(10).8贺会玲.熵与生态环境J.生物学通报,2005,(7).9赖国华，周仁贤,韩晓祥，郑小明.焓-熵补偿的热力学解释J.化学通 报,2005,(12).第六章：1赵明举，杨善春,.氮气循环制冷实现空分设备裸冷J.深冷技术,2006,(5).2 王双成，王倩，石玉冰.氨压缩制冷循环的 分析J.化肥设计

16、,2001,(4).3 方阳德，嵇英华.蒸汽压缩制冷循环的热力学过程J.上饶师范学院学 报,2000,(3).4 梁振海，张合昌.过冷器在制冷循环中的作用J.中国氯碱,1999,(4).5 徐士鸣.吸收式制冷循环及制冷工质研究进展(I)高性能系数吸收制冷(热泵) 循环J.流体机械，1999,(2).6 张红,.低沸点工质的有机朗肯循环纯低温余热发电技术J.水泥,2006,(8). 第七章：1 于志家，孙相彧，丁洁,.气液反应与传质综合型教学实验技术开发J.化工高等教 育,2006,(3).2 刘菊荣，李皓莲.二元溶液气液相平衡实验物系选择的探索J.化工高等教 育,2004,(1).3 李永康.

17、相律的应用确定平衡体系状态的独立变量(II)J.西南民族大学学 报(自然科学版),2004,(5).4 李永康.相律的应用一确定平衡体系状态的独立变量J.西南民族大学学报(自然 科学版),2003,(6).5 张羡夫.用相律指导冶金平衡体系的热力学分析J.河北理工学院学 报,2003,(1).6 张坤玲.有关相律中独立浓度限制条件数的若干问题J.石家庄职业技术学院学 报,2001,(4).7 房春晖，宋彭生,.相律的应用：蒸发结晶过程自由度J.盐湖研究，1993,(1).8 王键吉,.相律对于临界点的应用J.化学通报，1990,(11).9 赵维彭，郭卫军，郑英峨.三元体系汽液平衡数据的热力学

18、一致性逐点检验J.南 京化工大学学报,1996,(3).10 李浩然，韩世钧.四元体系汽液平衡的热力学一致性逐点检验J.化工学 报,1994,(2).11 荣本光，俞飞白，.汽液相平衡数据热力学一致性检验系统的开发J.青岛科技大 学学报(自然科学版),1992,(1).12 李浩然，周星风，韩世钧,.配置法应用于多元体系热力学一致性检验J.计算机 与应用化学，1990，(4).第十章：1 王鉴，朱元海.反应进度概念与化学反应体系J.大学化学,2000,(3).2 郝占虎.关于反应进度教学中的几个问题J.内蒙古师范大学学报(教育科学 版)，1997，(4).3 吴金添.应用反应进度和偏摩尔反应量

19、统一阐述化学反应问题J.化学世 界，1996,(S1).4 刘晓地，李克玫,.独立化学反应与反应进度J.化学通报,1990,(7).5 吴金添,.反应进度及其应用J.化学通报，1990,(2).6 陶少辉，胡望明，陈德钊.Gibbs-Duhem方程与前传网的集成方法及其在汽液相平衡 中的应用J.高校化学工程学报,2004,(3).7 孙仁义.基于Gibbs-Duhem方程含盐汽液平衡关联式J.石油化工，1996,(8).8 王纪鑫,.三元Gibbs-Duhem方程的近似解析法J.金属学报，1992,(7).课程参考书籍：书目名称作者出版社出版时间普通高等教育“十五”国家 级规划教材-化工热力学

20、（通 用型）马沛生化学工业出版社2005 年流体与过程热力学郑丹星化学工业出版社2005 年化工热力学陈新志化学工业出版社2001 年化工热力学习题精解陈新志科学出版社2003 年化工热力学例题与习题陈钟秀，顾飞燕化学工业出版社1998 年化工热力学（第二版）朱自强，徐汛天津大学出版社1991 年化工热力学基本内容、习 题详解和计算程序咼光华、于养信清华大学出版社2000 年Introduction ChemicalEngineeringThermodynamics, 7th Ed.J. M. Smith, and H. C.Van Ness化学工业出版社2003 年Bioseparation

21、s: DownstreamProcessing forBiotechnologyPaul A. Bel ter E. L.Cussler Wei-Shou HuJohn Wiley & Sons(Asia) Pte. Ltd1988 年Handbook of SeparationProcess TechnologyRonald W. Rousseau (Ed itor)John Wiley & Sons(Asia) Pte. Ltd2006 年Chemical and EngineeringThermodynamics 3rd EdS. I. SandlerJohn Wiley & Sons, Inc.1999 年化工热力学张联科化学工业出版社1989 年化工热力学导论习题解答J.M. Smi th,(美)史密 斯化学工业出版社1986 年