《化工热力学》课程教学大纲

1、化工热力学课程教学大纲英文名称：Chemical Engineering Thermodynamics课程类型：学科基础课课程要求：必修学时/学分：40/2.5适用专业：化学工程与工艺 一、课程性质与任务化工热力学是化学工程类专业的学科基础课，它以物理化学等为基础，是由化学热力学和工程热力学组合而成的一门科学。本课程任务是以热力学第一、二定律为基础，研究化工过程各种能量的相互转化及其有效利用；研究各种物理和化学变化过程中达到平衡的理论极限、条件和状态，通过课程教学，使学生掌握流体的热力学性质概念，掌握流体热力学性质的计算及其应用，掌握溶液的性质，会用溶液理论及状态方程计算各种流体相平衡，掌握化

2、工过程能量的有效利用，它为分离工程、反应工程及化工过程的设计等打下理论基础。二、 课程与其他课程的联系本课程的先修课程为高等数学、物理化学，课程内容的基础概念和基本定律在物理化学课程中已经学过，是物理化学课程的深化，物理化学课程的研究对象主要为理想体系、纯物质、封闭体系，而本课程研究对象为真实体系、混合物、开放体系；为进一步学习后续的专业课（如化学反应工程、毕业设计等课程）奠定理论基础。三、课程教学目标1、要求学生能掌握纯流体热力学性质意义及计算方法；熟悉各种溶液热力学性质定义、物理意义、计算方法及其相互关系；2、掌握热力学第一、二定律原理在化工过程能量计算和过程热力学分析中的应用；3、掌握平

3、衡条件判据及汽液平衡和化学平衡数据计算方法。4、掌握化工热力学的基本理论和基本知识，能够应用数学、化工原理、物理化学的基本原理，识别、表达、分析化工过程能量转换，获得有效结论，具备解决复杂工程问题能力；5、利用化工热力学的基本理论和基本知识，对化工过程进行能量分析，掌握化工过程模拟优化技能，具备对现有企业的装置、流程进行模拟优化、革新改造的能力；6、熟练应用化工热力学基本理论和基本知识，具有初步的科学研究能力，包括实验方案，实验操作，数据的采集与分析，并通过信息综合得到合理有效的结论的能力。四、教学内容、基本要求与学时分配序号教学内容教学要求学时教学方式对应课程教学目标1 一、绪论（1）了解热

4、力学简要发展史（2）化工热力学的主要内容（3）化工热力学研究方法及其发展（4）化工热力学的重要性2 讲授 1、2、3、4、5、62 二、流体的p-V-T 关系1、纯物质pVT关系及相图2、立方型方程与多参数状态方程的应用3、偏心因子与对比态原理4、混合规则5、液体PVT关系1、熟练运用舍项维里方程、RK进行pVT 计算。2、熟练掌握三参数的对应状态原理和压缩因子图的使用。3、熟练运用普遍化状态方程式解决实际流体的pVT 计算6 讲授1、3、43三、单组元流体及其过程的热力学性质1、热力学基本方程和麦克斯韦关系式2、焓变和熵变3、利用剩余性质计算过程的焓变和熵变4、水蒸气表1、熟练掌握并使用热力

5、学基本方程。2、掌握麦克斯韦关系式及其应用。3、掌握理想气体焓变和熵变的计算方法。4、重点掌握剩余性质与流体pVT 的关系。5、理解蒸发焓、蒸发熵的概念6、熟练使用T-S 图等，进行热力学性质计算。7、使用水蒸汽表进行水蒸汽的热力学性质计算。6讲授1、3、4、5、64四、热力学基本定律及应用1、热力学第一、第二定律2、热力学性质图表3、蒸汽动力循环4、制冷循环5、化工过程热力学分析1、熟练掌握热力学第一第二定律的应用2、运用热力学性质图表解决动力循环和制冷循环过程3、握热力学分析法及其在化工生产和化工节能降耗过程中的应用10讲授2、4、5、65五、均相混合物热力学性质1、变组成系统的热力学关系

6、式。2、偏摩尔性质的定义及计算。3、Gibbs-Duhm 方程。4、逸度和逸度系数的概念及计算。5、活度和活度系数的概念及计算。6、超额性质的定义及计算。7、溶液理论及活度系数模型。1、熟练掌握偏摩尔性质的计算。2、利用Gibbs-Duhm方程计算溶液性质。3、掌握逸度和逸度系数的概念及计算。4、掌握活度和活度系数的概念及计算。5、了解超额性质的定义及计算。8讲授1、3、66六、相平衡和反应平衡1、相平衡基础；2、中、低压下汽液平衡；3、高压汽液平衡；4、汽液平衡一致性检验 5、化学计量学和反应进度 6、均相化学反应平衡7、非均相化学反应平衡8、复杂化学反应平衡1、各类相平衡的基本理论和计算方

7、法（包括汽液平衡、气液平衡、固液平衡、液液平衡）。2、反应进度的定义及使用、平衡常数的求得及反应方向判断、复杂化学反应平衡的分析和计算。8讲授3、4、5、6五、其他教学环节（课外教学环节、要求、目标）辅导答疑：通过辅导答疑消化、理解基本概念、基本理论和基本计算方法；课后作业：提高学生综合分析问题能力、解决复杂工程问题能力。六、教学方法本课程以课堂讲授为主，结合CAI方式辅助教学；从热力学在化工生产实际中的应用出发，强化学生对基本概念的理解。为了提高教学效果，课堂上尽量多地引入现场的实际例子进行授课，课后进行辅导答疑、布置相应数量的作业。通过辅导答疑和完成一定数量的作业,让学生理解化工热力学的基本原理和能量分析及有效利用。在传授知识的同时，通过各教学环节逐步培养学生分析问题、解决问题的能力，激发学生的创新思维，训练学生解决复杂工程问题能力。七、考核方式最终成绩由平时考核成绩和期末考试成绩等组合而成。各部分所占比例如下：1.平时考核：20%。主要考查出勤、课堂表现、回答问题、测验及作业等。主要考核学生对知识点的学习、理解和掌握程度，考核学生对化工热力学的基本概念、基本理论和计算方法的掌握程度。2.期末考试：80%。书面考试形式。主要考核化工热力学的基本概念、基本理论和计算方法的掌握程度。题型为1