化工热力学-西南科技大学网络教育学院--网络学习资源.pptVIP

化工热力学 主讲 何平 蒋琪英 1 绪论 内容 1 绪论 目的和要求 1.了解化工热力学的目的和任务 2.了解化工热力学的研究方法 3.了解化工热力学研究的对象和在化学工程中的应用 4.了解各章节内容间的相互关系 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 1.1.1 定义 1.热力学(thermodynamics)（物理学） 热力学一词的意思是热(thermo) 和动力(dynamics)，即由热产生动力，反映了热力学起源于对热机的研究。是研究能量、能量转换以及与能量转换有关的物性间相互关系的科学。 热力学四大特点： 完整性：四大定律（零、一、二、三和四）. 严密性：表现在具有严格的理论基础-热力学证明能行通的事物，才能够在 实际中行的通，热力学证明不可能的 事物，在实际中无论采取何种措施，也实现不了。 普遍性：热现象在日常生活中普遍存在。热力学不仅能 解决实际生产中的问题，还能解决日常生活中问题，甚至用于宇宙问题的研究。 精简性：表现在能定性、定量地解决实际问题 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 2.化学热力学(Chemical Therodynamics)（物理化学） 应用热力学来研究化学现象以及与化学有关的物理现象的科学。如热化学、相平衡和化学平衡等化学领域中的问题(是物理化学的一部分). 3.工程热力学（Engineering Thermodynamics） 将热力学的基本原理应用于工程技术领域。 主要研究热能与机械能之间的转化规律以及在工程中的应用。如热能动力装置中工作介质的基本热力学性质、各种装置的工作过程以及提高能量转化效率的途径。如制冷、发电。常使用介质很简单，如水蒸汽、液氨、氟里昂等。 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 4.化工热力学（Chemical Engineering Thermodynamics） 化学热力学和工程热力学为基础，结合化工实际过程逐步形成的学科。它是化学工程学的一个重要组成部分，是化工开发、设计和生产的重要依据。 任务：从热力学第一、二定律出发，研究化工过程中各种能量的相互转化和有效利用，研究各种物理和化学变化过程中达平衡的理论极限、条件和状态。 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 1.1.2 化工热力学的地位 为化学工程学的一个重要组成部分和基础分支学科，是化工过程设计、开发和生产的重要理论依据和有力工具，以下是该课程在化学工程学科中的作用和地位关系图。 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 1.1.3 化工热力学的作用 1.化工过程、装置设计与优化的理论基础 对于新工艺、新方法，用热力学事先判断它的可行性-可行性分析） 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 对于实践证明可行的工艺进行优化-能量的有效利用 提高产品的质量（除去杂质等） 节能 多元相平衡数据是设计、生产操作和产品质量控制必不可少的。如石油化工中产品分离精馏塔的设计 1.1 化工热力学的定义、地位和作用 2.测量、关联与推算不同条件下物质的平衡性质。建立化工热力学模型，用最易测得的数据（p、V、T、x）推算难测得的数据（H、S、G）；用少量实验数据加模型，得到过程开发中大量有用数据。 物质种类多，但热力学性质研究较透彻（100种） 混合物种类多，有用但数据难测 极性物质性质难测 高压低温数据更需要 3.资源利用与解决环境问地的基础 原料选择 废弃物的回收与纯利 生产工艺和装置有效能的计算和评价等 1.2 化工热力学研究的内容、方法及特点 《化工热力学》课程作为应用化工技术专业的专业基础课程，教学中侧重于解决三类重要应用问题： 过程进行的可行性分析和能量有效利用问题 平衡问题，特别是相平衡与化学平衡 平衡状态下的热力学性质计算 特别是流体的性质随温度、压力、相态、组成等的变化关系，这是在解决实际问题中最为重要。 1.2化工热力学研究的内容、方法及特点 1.2.1 研究的内容 化工热力学着重研究热力学函数在工程中的应用，用热力学函数（p、V、T、H、S等）分析某些化工过程实际上的效率问题，即达到平衡的条件、状态，因此是焓熵的计算及应用。 “原理—模型 —应用”构成化工热力学研究内容的“三要素”，也就是 运用经典热力学的原理，结合反映体系特征的模型，应用于解决工程的实际问题。 1.2 化工热力学研究的内容、方法及特点 1.2 化工热力学研究的内容、方法及特点 化工热力学研究的具体内容如下： 热力学数据与物性数据的研究 p、V、T、H、S、G、f、α、φ、γ（第2、3、4