《化工热力学》课程教学大纲

1、化工热力学课程教学大纲课程名称：化工热力学英文名称：Chemical Engineering Thermodynamics课程编号：x3030571学时数：48其中实践学时数：8 课外学时数：0学分数：3.0适用专业：化学工程与工艺一、课程简介化工热力学是化学工程与工艺专业的专业必修课。课程主要内容是利用热力学第一、第二定律给出物质和能量的最大利用极限，有效地降低生产能耗，减少污染，从而从本质上指导如何减缓熵增的速度。学好化工热力学可以从科学的层面节能减排，以减缓有效资源和有效能量的耗散速度。同时，化工热力学也是一门训练逻辑思维和演绎能力的课程。化工热力学培养学生通过化工过程进行热力学分析设计

2、分离过程，通过化学反应器所需的相平衡以及求取化学反应平衡的数据的工程实践能力。二、课程目标与毕业要求关系表课程目标毕业要求1、理解并灵活运用化工热力学基本原理和简单模型，能够通过分析计算解决化工过程中的简单的能源利用效率问题。1-3掌握相关化学工程基础知识，能将其用于解决化学工程技术问题；2、理解气体p-V-T关系及超临界流体的特点，并能用关系曲线描述；掌握混合电解质溶液离子活度系数与电解质溶液活度系数的关系，并能通过实验进行测定。4-2能够根据化学工程与工艺专业知识的特征，选择科学的研究方法，设计合理的实验方案；三、课程教学内容、基本要求、重点和难点（一）化工热力学基础知识（2学时）教学内容

3、：化工热力学的发展；热力学基本名词、定义及概念；热力学基本原理。基本要求：理解热力学在化工生产中解决问题的思路；掌握常用热力学基本名词、定义及概念；深入理解热力学基本原理。重点：化工热力学的基本名词、定义和基本概念。难点：化工热力学的基本原理。（二）状态方程（6学时）教学内容：纯物质的p-V-T相图；状态方程；对应态原理及其应用；液体的p-V-T关系；真实气体混合物的p-V-T关系。基本要求：纯物质的p-V-T相图及其相图上的重要概念；理想气体方程、维里方程、立方型方程；普遍化状态方程；普遍化压缩因子图；液体的容积性质及普遍化关联；混合规则。重点：普遍化关联法计算物性参数。难点：真实气体混合物

4、物性计算。（三）纯流体的热力学性质计算（6学时）教学内容：热力学关系式；剩余性质；Clapeyron方程式基本要求：热力学基本关系式；Maxwell关系式；剩余性质的定义；通过剩余性质计算焓和熵；Clapeyron方程的应用。重点：理解剩余性质的定义。难点：用普遍化关联法计算剩余性质。（四）热力学第一定律及其应用（4学时）教学内容：热力学第一定律；闭系非流动过程的能量平衡；开系流动过程的能量平衡；开系稳流过程的能量平衡；气体压缩过程的热力学分析。基本要求：各过程能量平衡式；压缩过程的功耗计算。重点：利用热力学第一定律分析开系稳流过程的能量平衡式；压缩过程的轴功计算。难点：开系稳流过程能量平衡式

5、的推导。（五）热力学第二定律及其应用（6学时）教学内容：热力学第二定律；闭系、孤立系统及开系的熵平衡式；卡诺循环；朗肯循环；逆卡诺循环；蒸汽压缩制冷循环；吸收式制冷循环；热泵。基本要求：熵、熵流、熵产基本概念；熵平衡式；T-S图的构成及性质；水蒸气动力循环过程的热力学计算；制冷循环过程的热力学计算；热泵原理。重点：朗肯循环、蒸汽压缩制冷循环的热力学计算难点：热力学图表的应用（六）化工过程热力学分析（4学时）教学内容：能量衡算法；熵分析法；有效能分析法。基本要求：理解理想功、有效能、无效能等基本概念及计算方法；流体流动过程、传热过程的热力学分析方法。重点：熵分析法、有效能分析法的计算。难点：有效

6、能分析法计算。（七）溶液热力学（6学时）教学内容：偏摩尔性质的定义及计算；逸度和逸度系数的定义及计算；活度和活度系数的定义及计算；理想溶液；过量热力学性质。基本要求：偏摩尔性质的概念；偏摩尔性质和溶液热力学性质的关系；逸度和逸度系数的定义；理想溶液的两种不同的标准态；活度和活度系数的定义；过量热力学性质重点：偏摩尔性质的计算；逸度和逸度系数的计算；活度和活度系数的定义。难点：GibbsDuhem方程及其应用。（八）流体相平衡（6学时）教学内容：相平衡的判据和处理方法；汽液平衡的热力学分析及计算；液液平衡的热力学分析及计算。基本要求：相律；状态方程法、活度系数法处理相平衡；活度系数法计算汽液平衡

7、；液液平衡相图。重点：相平衡的处理方法。难点：汽液平衡计算。四、教学方式及学时分配序号主要内容主要教学方式学时分配辅导答疑比例一化工热力学基础知识讲授2二状态方程讲授61:1三纯流体的热力学性质计算讲授61:1四热力学第一定律及其应用讲授41:1五热力学第二定律及其应用讲授61:1六化工过程热力学分析讲授41:1七溶液热力学讲授61:1八流体相平衡讲授61:1九二氧化碳临界状态观测及P-V-T关系实验实验4十用离子选择性电极测定混合电解质溶液中离子活度系数实验4五、课程其他教学环节要求通过实验希望学生掌握典型物性体系热力学物性研究与物性测定方法，学习实验数据归纳总结与模型化方法，了解基本物性研

8、究对丰富和发展化学工程学科内容的重要性。除课堂讲授外，本课程的其它教学环节为作业。作业的形式以计算题为主，作业量大，每章都有相应的习题。要求学生认真完成作业。六、本课程与其他课程的联系先修课程为高等数学、物理化学、化工原理。七、教学参考书目1、化工热力学朱自强、吴有庭编著，化学工业出版社，2009年9月第三版2、化工热力学冯新等编、马沛生主审，化学工业出版社，2009年3月第一版3、化工热力学施云海主编，华东理工大学出版社，2007年8月第一版4、化工热力学张乃文、陈嘉宾等编著，大连理工大学出版，社2006年2月第一版八、课程考核方式与成绩评定办法化工热力学为综合型考试课程，期末考试方式为闭卷考试，采用百分制计算；实验成绩包括实验报告的撰写、实验操作和实验结果，总成绩达到60分为及格。平时成绩*35%+实验成绩*15%+期末成绩*50%=总成绩。评价项目评价环节课程目标平时成绩（35分）出勤、课堂提问、作业、课程论文和期中测试理解并灵活运用化工热力学基本原理和简单模型，能够通过分析、计算解决化工过程中的简单的能源利用效率问题。实验成绩（15分）实验