欢迎参加化工热力学课程的学习山东轻工业学院教务处

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1、单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,大 家 好！,欢迎参加化工热力学课程的学习,Thermodynamics for Chemical Engineering,第一章 绪 言,一、热力学研究的目的及意义,3）计算平衡状态下的热力学性质（重点）,2）解决平衡问题，特别是相平衡,1）对过程进行可行性分析，使能量有 效利用,1 研究的目的,运用经典热力学原理解决实际问题,1-1 化工热力学的目的和任务,2 热力学研究的意义,通过一定的理论方法，将热力学性质与,p

2、,、,T,和组成等直接测量的物理量联系起来，为物性间的相互推算提供基础。,M=M,（,T，,p,，,x,）,公式 1-1,T，p,和组成,系统的状态,其它的所有的,热力学性质,由此可实现:,3)当实验数据有误差时，可以由经典热力学的普遍化关系检验、评价、筛选实验数据。,2)从有限的实验数据获得更系统的物性的信息；,1)从容易测量的性质推测难测量的性质；,我们称能确定体系状态的强度性质最小数目为,自由度,，用于确定体系状态的强度性质称为,独立变量,，其它需要求解的强度性质称为,从属变量。,二.化工热力学的含义,经典热力学,的原理,模型,解决化工过程,实际问题,。,化工热力学就是运用经典热力学的原

3、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。,1-2 化工热力学与物理化学的关系,物理化学,经典热力学,基本原理,理想体系,模型,接近实际,的体系,化工热力学,1-3 经典热力学的局限性,1 经典热力学,以宏观方法研究平衡态体系热力学称为经典热力学。,2 经典热力学的特点,大量宏观现象,普遍性规律,研究方法简单、可靠、解决工程问题比较容易,观察、实验,3 经,典,典热力,学,学的局,限,限,1）不,能,能解释,微,微观本,质,质,2）不,能,能描述,过,过程变,化,化的细,节,节，也,无,无法,解,解释其,

4、发,发生变,化,化的内,部,部原因,3）在,解,解决实,际,际问题,时,时，需,要,要与表,达,达系,统,统,特,特征的,模,模型相,结,结合，,即,即需要,与,与研究,系,系统特,征,征的统,计,计力学,相,相结合,。,。,1-4 化,工,工热力,学,学的研,究,究方法,1 经,典,典热力,学,学与统,计,计力学,相,相结合,既是经,典,典热力,学,学的局,限,限又是,化,化工热,力,力学解,决,决实际,问,问题的,特,特色之,一,一。,2 借,助,助计算,机,机的应,用,用，得,到,到解析,化,化的、,系,系统的,信,信息,1-5 化,工,工热力,学,学的主,要,要内容,“原理-模型-应用

5、,”,”为化,工,工热力,学,学内容,“,“三要,素,素”。,原理是,基,基础，,应,应用是,目,目的，,模,模型是,应,应用中,不,不可缺,少,少的工,具,具。,经典热,力,力学原,理,理，必,须,须结合,反,反映系,统,统特征,的,的模型,，,，才能,应,应用于,解,解决化,工,工过程,的,的实际,问,问题。,模型,第,第2、4章,原理,第,第3、4章,应用,第,第5、6章,在其他,领,领域的,应,应用,第,第7章,，,，为高,等,等化工,热,热力学,承,承前启,后,后。,1-6 热,力,力学基,本,本概念,回,回顾,一 系,统,统与环,境,境,热力学,研,研究的,对,对象总,是,是选择,

6、宇,宇宙中,的,的一部,分,分，这,部,部分选,定,定的空,间,间称为,系,系统，,其,其余为,环,环境。,系,系统又,分,分为：,1 封,闭,闭系统,：,：与环,境,境无物,质,质传递,是化工,热,热力学,最,最感兴,趣,趣的系,统,统之一,2 敞,开,开系统,：,：与环,境,境有物,质,质传递,均相敞,开,开系统,是,是非均,相,相系统,达,达到平,衡,衡的前,提,提，其,热,热力学,关,关系式,表,表达了,与,与环境,间,间能量,、,、物质,传,传递对,系,系统性,质,质的影,响,响。,当,T,、,p,一定时,是混,合,合物性,质,质与组,成,成的关,系,系。,非均相,封,封闭系,统,统

7、在没,有,有达到,平,平衡状,态,态时，,其,其中的,任,任何一,个,个相都,可,可以看,作,作为均,相,相敞开,系,系统。,当系统,达,达到平,衡,衡状态,时,时，各,敞,敞开系,统,统之间,通,通过边,界,界传递,物,物质和,能,能量的,净,净值为,零,零，各,相,相的组,成,成、温,度,度、压,力,力不再,发,发生变,化,化，此,时,时系统,中,中任何,一,一个均,相,相敞开,系,系统都,可,可以视,为,为均相,封,封闭系,统,统,3 孤,立,立系统,：,：,与环境,既,既无能,量,量传递,有,有无物,质,质传递,的,的系统,。,。,二 强,度,度性质,与,与容量,性,性质,1 强,度,

8、度性质,一类与,系,系统的,尺,尺寸（,物,物质的,量,量）无,关,关的性,质,质，如,T,p,等。摩,尔,尔性质,是,是强度,性,性质。,系统的,状,状态由,系,系统的,强,强度性,质,质决定,，,，确定,系,系统所,需,需要的,强,强度性,质,质称为,独,独立变,量,量，其,数,数目由,相,相律计,算,算,2,容,容量性,质,质,与系统,中,中物质,量,量的多,少,少有关,的,的性质,，,，如,M,t,三,状,状态函,数,数,与系统,状,状态变,化,化的途,径,径无关,，,，仅取,决,决于初,态,态和终,态,态的量,。,。系统,的,的性质,都,都是状,态,态函数,四 平,衡,衡状态,与,与

9、可逆,过,过程,1 平,衡,衡状态,是一种,静,静止状,态,态，系,统,统与环,境,境之间,净,净流（,物,物质和,能,能量）,为,为零。,平,平衡状,态,态的定,量,量描述,是,是本教,材,材的重,要,要内容,。,。,2 可,逆,逆过程,是系统,经,经过一,系,系列平,衡,衡状态,完,完成的,，,，其功,耗,耗与沿,同,同路径,逆,逆向完,成,成该过,程,程所获,得,得的功,是,是等量,的,的，是,实,实际过,程,程的理,想,想极限,，,，为不,可,可逆过,程,程提供,了,了效率,的,的标准,五 热,力,力学过,程,程与循,环,环,1 热,力,力学过,程,程,系统从,一,一个平,衡,衡状态,

10、到,到另一,个,个平衡,状,状态的,变,变化称,为,为热力,学,学过程,。,。,有等温,、,、等压,、,、等容,、,、等熵,、,、等焓,、,、绝热,、,、可逆,等,等过程,2 热,力,力学循,环,环,系统经,过,过某些,过,过程后,又,又回到,了,了初态,1-7 热,力,力学性,质,质计算,的,的一般,方,方法,1 变,量,量分析,基于相,律,律分析,系,系统的,独,独立变,量,量和从,属,属变量,2 由,经,经典热,力,力学原,理,理得到,普,普遍化,关,关系式,。,。,特别是,将,将热力,学,学性质,与,与能容,易,易测量,的,的,p、V,、,、T,、,及,及组,成,成性质,和,和理想,气

11、,气体等,压,压热容,联,联系起,来,来；,由状态,函,函数的,数,数学特,性,性可得,：,：,由经典,热,热力学,原,原理，,可,可以得,到,到,与,和,之间的,依,依赖关,系,系，即,成,成为从,推算热,力,力学性,质,质的有,用,用的方,程,程,和,来,、,4 数,学,学求解,。,。,如状态,方,方程,理想气,体,体状态,的,的热容,方,方程：,或活度,系,系数模,型,型,3 引,入,入表达,系,系统特,性,性的模,型,型,课程学,习,习主要,以,以应用,为,为目的,主要参,考,考资料,1,雷一东,，,，葛喜,臣,臣编，,化工,热,热力,重,重庆,，,，重庆,大,大学出,版,版社，198

12、8 年,2 陈钟,秀,秀，顾飞,燕,燕.化工,热,热力学（,高,高等,学,学,校,校教材）.1993.化学,工,工业出版,社,社.,3,Smith,J.M.,Van Ness H.C.,AbbottM.M.,6thed,化学工业,出,出版社引,进,进，2002,4,Prausnitz,JM，RudigerN L,deAzevedoE D,N.J.Prentice,HallPTRc1999.,5 涂,淑,淑凤，李,前,前某编，,化工热,力,力学，,广,广,州,州，华南,理,理工大学,出,出版社，1992 年,6 马沛,生,生，化,工,工数据,，,，北京，,中,中国,石,石,化,化出版社,7,Sa

13、ndler,S I,3 rd ed,New York,Wiley,1999,8 Baum EJ.,Boston,BacaRaton,1998,10,Poling BE，Prausnitz JM,OConnell JP,5thed,NewYork,McGraw-Hill，2000,11http:/ceaspub.eas.asu.edu/ece340/roperty%20data.htm,13Schwarzenbach RP,GschwendP M,ImbodenD M.,2 nded,Wiley,2003，,中译“环,境,境有机化,学,学”化学,工,工业出版,社,社，北,京,京，2004,化学工

14、业出版社,面向21世纪课程教材化工热力学,本书介绍了经典热力学原理及其在化工中的应用。全书分为七章，第1章至第5章的主要内容有绪论、流体,p-V-T,和状态方程、均相封闭系统热力学原理及应用、非均,相封闭系统的热力学原理及应用；第6章是流动系统的热力学,原理及应用；第7章介绍了热力学在其他领域的应用。本书是化学工程与工艺专业本科生的化工热力学 教材，,也能供从事化学、化工、轻工、材料和热动力的教师、研究,生和工程技术人员参考。,化学工业出版社,高等学校化工热力学教材,本书内容包括：绪论、流体的热力学性质、热力学第一定,律及其应用、热力循环热力学第二定律及其应用、化工,过程热力学分析、溶液热力学

15、基础、流体相平衡和化学反应,平衡，共八章。本书除作教科书外，也可供从事化工过程的,工程技术人员参考。,朱自强，,徐,徐汛,陈新志,蔡振云,胡望月,清华大学出版社,清华大学化工热力学教材,本书是大学化工热力学的教材。,内容包括：热力学基础定律、流体的,p-V-T,关系和液体,的热力学性质、气体的压缩和膨胀过程、热功转换过程及,其热力学分析、液体溶液、流体相平衡和化学反应平衡。本书除作大学化工类各专业的教科书外，也可供从事化,学工业、石油化工、轻工、材料和热能动力的技术人员参考。,高等教育出版社,高等学校教学参考书流体的分子热力学,本书内容包括流体的热力学、分子间力与位能函数、流,体的,p-V-T

16、,关系、混合物的逸度、溶液的理论、活度系数关,联式等部分。本书可作为大学生学习化学热力学、统计热,力学、化工热力学时的参考书，也可作为研究生的教材，,以及供有关科技人员参考。,童景山,胡英,热力学专,著,著译本,流,流体热力,学,学（平,衡,衡理论的,导,导论）,本书根据,赵,赵广绪,R.A.THERMODYNAMICSOF FLUIDS AnIntrodutiontoequilibriumTheory,一书译出,。,。书中主,要,要介绍了,热,热力学的,平,平衡理论,。,。从其基,础,础原理出,发,发，着重,叙,叙述了真,实,实体系的,平,平衡模型,，,，并用多,种,种不同类,型,型的实例,对,对真实体,系,系平衡模,型,型加以论,证,证，体现,了,了热力学,理,理论的最,新,新成就和,最,最新应用,。,。全书叙,述,述严谨，,逻,逻辑性强,，,，是一本,具,具有相当,水,水平的热,力,力学专著,。,。,本,本书适用,于,于大学化,工,工系师生,作,作为热力,学,学课程的,参,参考书，,也,也可供化,工,工科研、,设,设计以及,炼,炼油行业,的,的工程技,术,术人员参,考,考。,CH