欢迎参加化工热力学课程学习山东轻工业学院教务处

大家好！,欢迎参加化工热力学课程的学习,ThermodynamicsforChemicalEngineering,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、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经典热力学的局限1）不能解释微观本质2）不能描述过程变化的细节，也无法解释其发生变化的内部原因3）在解决实际问题时，需要与表达系统特征的模型相结合，即需要与研究系统特征的统计力学相结合。,1-4化工热力学的研究方法1经典热力学与统计力学相结合既是经典热力学的局限又是化工热力学解决实际问题的特色之一。,2借助计算机的应用，得到解析化的、系统的信息,1-5化工热力学的主要内容“原理-模型-应用”为化工热力学内容“三要素”。原理是基础，应用是目的，模型是应用中不可缺少的工具。经典热力学原理，必须结合反映系统特征的模型，才能应用于解决化工过程的实际问题。,模型第2、4章原理第3、4章应用第5、6章在其他领域的应用第7章，为高等化工热力学承前启后。,1-6热力学基本概念回顾一系统与环境热力学研究的对象总是选择宇宙中的一部分，这部分选定的空间称为系统，其余为环境。系统又分为：1封闭系统：与环境无物质传递是化工热力学最感兴趣的系统之一,2敞开系统：与环境有物质传递均相敞开系统是非均相系统达到平衡的前提，其热力学关系式表达了与环境间能量、物质传递对系统性质的影响。当T、p一定时,是混合物性质与组成的关系。,非均相封闭系统在没有达到平衡状态时，其中的任何一个相都可以看作为均相敞开系统。,当系统达到平衡状态时，各敞开系统之间通过边界传递物质和能量的净值为零，各相的组成、温度、压力不再发生变化，此时系统中任何一个均相敞开系统都可以视为均相封闭系统,3孤立系统：与环境既无能量传递有无物质传递的系统。,二强度性质与容量性质1强度性质一类与系统的尺寸（物质的量）无关的性质，如T,p等。摩尔性质是强度性质。系统的状态由系统的强度性质决定，确定系统所需要的强度性质称为独立变量，其数目由相律计算,2容量性质与系统中物质量的多少有关的性质，如Mt三状态函数与系统状态变化的途径无关，仅取决于初态和终态的量。系统的性质都是状态函数,四平衡状态与可逆过程1平衡状态是一种静止状态，系统与环境之间净流（物质和能量）为零。平衡状态的定量描述是本教材的重要内容。2可逆过程是系统经过一系列平衡状态完成的，其功耗与沿同路径逆向完成该过程所获得的功是等量的，是实际过程的理想极限，为不可逆过程提供了效率的标准,五热力学过程与循环1热力学过程系统从一个平衡状态到另一个平衡状态的变化称为热力学过程。有等温、等压、等容、等熵、等焓、绝热、可逆等过程2热力学循环系统经过某些过程后又回到了初态,1-7热力学性质计算的一般方法1变量分析基于相律分析系统的独立变量和从属变量2由经典热力学原理得到普遍化关系式。特别是将热力学性质与能容易测量的p、V、T、及组成性质和理想气体等压热容联系起来；,由状态函数的数学特性可得：,由经典热力学原理，可以得到,与,和,之间的依赖关系，即成为从,推算热力学性质的有用的方程,、,4数学求解。,如状态方程,理想气体状态的热容方程：,或活度系数模型,3引入表达系统特性的模型,课程学习主要以应用为目的,主要参考资料,1雷一东，葛喜臣编，化工热力,重庆，重庆大学出版社，1988年,2陈钟秀，顾飞燕.化工热力学（高等学校教材）.1993.化学工业出版社.,3Smith,J.M.,VanNessH.C.,AbbottM.M.,6thed,化学工业出版社引进，2002,4Prausnitz,JM，RudigerNL,deAzevedoED,N.J.Prentice,HallPTRc1999.,5涂淑凤，李前某编，化工热力学，广州，华南理工大学出版社，1992年,6马沛生，化工数据，北京，中国石化出版社,7Sandler,SI,3rded,NewYork,Wiley,1999,8BaumEJ.,Boston,BacaRaton,1998,10PolingBE，PrausnitzJM,OConnellJP,5thed,NewYork,McGraw-Hill，2000,9/cheminfo/10-06.htm,11/ece340/roperty%20data.htm,13SchwarzenbachRP,GschwendPM,ImbodenDM.,2nded,Wiley,2003，中译“环境有机化学”化学工业出版社，北京，2004,12,朱自强，徐汛,陈新志蔡振云胡望月,童景山,胡英,热力学专著译本流体热力学（平衡理论的导论）本书根据赵广绪R.A.THERMODYNAMICSOFFLUIDSAnIntrodutiontoequilibriumTheory一书译出。书中主要介绍了热力学的平衡理论。从其基础原理出发，着重叙述了真实体系的平衡模型，并用多种不同类型的实例对真实体系平衡模型加以论证，体现了热力学理论的最新成就和最新应用。全书叙述严谨，逻辑性强，是一本具有相当水平的热力学专著。本书适用于大学化工系师生作为热力学课程的参考书，也可供化工科研、设计以及炼油行业的工程技术人员参考。,CHEMICALANDENGINEERINGTHERMODYNAMICS本书共分9章:第1章引言；第2章能量和质量守衡；第3章熵平衡；第4章真实系统的热力学性质；第5章纯物质的相平衡及稳定性；第6章多组分系统的热