欢迎参加化工热力学课程的学习山东轻工业学院教务处

1、大家好!欢迎参加化工热力学课程的学习Tbermodynamics for Chemical Engineering第一章绪言1-1化工热力学的目的和任务 :一、热力学研究的目的及意义1研究的目的运用经典热力学原理解决实际问题牒过程进行可行性分析，使能量有2）解决平衡问题，特别是相平衡3）计算平衡状态下的热力学性质（重点） 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、7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。(（八 p, x） 公式 1-1由此可实现:1）从容易测量的性质推测难测量的性质；=Mr2）从有限的实验数据获得更系统的物 性的信息；3）当实验数据有

2、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。 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邈玄 注 其它需要求解的强度性质 称为从属变量。* 化工热力学就是运用经典热力IIIII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 系厂物理化学经典热力帛 、基本原理化工热力学接近实际的体系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观察、实

3、验 普遍性规律题瞬評单、碍解决工程问 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。 14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、 系统的宿点: 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

4、过程的 实际问题。：模型一第2、4章原理一第3、4章:应用一第5、6章:在其他领域的应用一第7章，为高等化工热力 学承前启后。: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均相封闭系统：对应纯物质及均相定组成混合物非均相封闭系统：对应相平衡系统 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。:当丁、p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

5、均相敞开 系统。Ill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 视为均相封闭系统相平衡时（非均相封闭系统）c投有达到平衡时：两亍均相蔽开系统）（达到平衡时：两于均相封闭系统）: 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r2容量性质与系统中物质量的多少有关的性质, 如岡: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

6、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。III有等温、等压、等容、等爛、等焙、 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： 17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I 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、认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

7、性可得：AM = M(T2fp2)-M(TlfP1)M(T2,p2)- Mi8(T2fp0)- M(TlfP1)由经典热力学原理，可以得到M(T2,p2)-M-(T2,p0)、M(T2fp0)-M(Tlfp0)- M(TlfP1)- Mis(TlfPo 与p-/ -丁和C$之间的依赖关系，即成为从P-V-T 推算热力学性质的有用的方程:3引入表达系统特性的模型 如状态方程 P =)理想气体状态的热容方程：Cj =a+bT2+cT3+dT4或活度系数模型 4数学求解。课程学习主要以应用为目的热力学理论和方法抽象具体，易于理解工程实际例子主要参考资料1雷一东，葛喜臣编，化工热力，重庆，重庆大学出版

8、社，1988年r2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. 3 Smith, J. M., Van Ness H.C., Abbott M. M. lntroduction to Chemical Engineering Thermodynamics,6th ed,化学工业 出版社引进，20024 Prausnitz, J M , Rudiger N L, deAzevedo E D, ,N.J. Prentice, Hall PTR c!999.5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 7 Sa

9、ndler, S I, ,3 rd ed, New York , Wiley, 19998 Baum E J vChemical Property Estimation, Theory and Application， Boston，Baca Raton, 1998 10 Poling B E , Prausnitz J M , OConnell J P齐 The Properties of Gases and Liquids 5 th ed, New York, McGraw-Hill , 200011roperty % 20data.htm 13 Schwarzenbach R P5 Gschwend P M, Imboden D M., , 2 nd ed, Wiley, 2003 ,中译“环境有 机化学”化学工业出版社，北京， 2004化工热力学本书是大学化工热力学的教材。童景山内容包括：热力学基础定律、流体的匕卩关系和液体 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。清华大学出版社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