【精品】课件---第1章_绪论.ppt

化工热力学 Chemical Engineering Thermodynamics 童天中 Tel Email: tztong@ecust.edu.cn 课程目的和要求 1.2.4 化工过程、装置设计与优化的理论基础  1.6 化工热力学的局限性 课程学习的主线 反映真实溶液和理想溶液性质之差,称为过量Gibbs函数。与活度或活度系数的关系为 热力学性质 强度性质与容量性质 平衡状态和可逆过程 课后复习材料 热力学第零定律：温标的建立 热力学第一定律：U、H 的建立和物理意义 热力学第二定律：S、G、A的建立和物理意义 热力学第三定律：绝对熵概念 理想气体模型、理想气体状态方程 高等数学：导数、微分和积分 Reference 1、施云海主编，化工热力学学习指导与模拟试题集萃，上海：华东理工大学出版社，2007.3 2、J.M. Smith, H.C. Van Ness, M.M. Abbott, Chemical Engineering Thermodynamics(Six Edition), 北京：化学工业出版社，2002年。 3、朱自强，徐迅合编，化工热力学(第二版)，北京：化学工业出版社，1991年。 4、陈钟秀、顾飞燕、胡望明编，化工热力学(第二版)，北京：化学工业出版社，2001年。 5、朱自强，姚善泾，金彰礼，流体相平衡原理及应用，杭州：浙江大学出版社，1990年。 6、胡英，近代化工热力学——应用研究的新进展，上海：上海科学技术出版社，1994年。 7、马沛生等编，化工热力学(通用型)，北京：化学工业出版社，2005年。 8、陈新志，胡望明，蔡振云编， 《化工热力学》（面向21世纪教材）（第二版），北京：化学工业出版社，2005.8 9、冯新等：化工热力学 化学工业出版社 * 由Wilson模型计算甲醇-甲基乙基酮体系的相平衡数据 C.获取数据的方法：少量实验数据加半经验模型 尽管有误差（5%），但很实用，可以预测复杂的物性数据。 Wilson模型 1.5 热力学研究方法 经典热力学方法、分子热力学方法 分子热力学从微观角度，将经典热力学、统计物理、量子力学及有限的实验数据结合起来，通过建立数学模型、拟合模型参数，对实际系统热力学性质进行计算与预测。 经典热力学是建立在热力学第一、第二定律基 础上的，是人类大量实践经验的总结，是自然界和 人类各种活动中的普遍规律。因而，热力学所给出 的结论、宏观性质间关联式的正确性，具有普遍的 意义。 由热力学基本定律出发，建立宏观性质间 普遍关系所采用的方法有状态函数法、演绎推 理法及理想化方法。 状态函数法：热力学的独特方法 关于过程的能量转换和过程的方向与限度这两 方面的问题，热力学都是以状态函数(宏观性质) 关联式的形式给出答案的 。 R表示可逆过程， 体积功 ， ， ， 以上所列关系式将过程的方向和限度与系统 的初终态状态函数变化的比较联系起来。 状态函数的变化只与系统的初、终态有关， 与过程进行的途径无关。 可利用物质的热力学性质数据，去计算一些 实际难测而需要的数据，如化学反应的热效应与 反应平衡等。也可以对不可逆过程的状态函数变 化，按易于计算的可逆过程状态函数变化进行， 如对过程不可逆程度的计算等。 状态函数与全微分关系：热力学能U、温度T、 熵S三个基本状态函数都是全微分，以演绎和推理的方法导出了包括全部基本原理的方程式。如： 热力学第二定律定义的熵： 并导出熵判据： 多元多相系统的基本方程： 热力学第一定律： 热力学演绎方法 演绎法的核心是以热力学定律作为公理，如 将它们应用于物理化学系统中的相变化和化学变 化等过程，通过严密地逻辑推理，得出许多必然 性的结论。 演绎法是热力学的基本方法。 特点：1）以热力学基本定律作为基点，如 从热力学基本定律出发，运用演绎推理方法，就 有可能得到适用于相变化和化学变化的具体规律 2）以数学作为工具和手段 热力学基本定律表达的方程或不等式具有普遍规律，针对各类具体问题时，需对这些方程、不等式中相关物理量代入特定的形式(或确定性质)，经过数学演绎，可得到适用于某类问题的结论。 理想化方法 理想化方法是热力学的重要方法，包括系统 状态变化过程的理想化和理想化的模型。 1）系统状态变化过程的理想化：“可逆过程” 2）二个理想化模型：理想气体和理想溶液 理想化的作用： 1）不是用来解释系统的性质