化工热力学第一章课件.ppt

化工热力学的重要性 原料 预处理 反应 粗产品 产品 精制 三废 1. 一反 2. 传质 3. 能量传递 4. 提供热力学数据 化学反应工程 化学反应平衡原理 化工分离过程 相平衡原理 热力学第一、第二定律 化工热力学内容 * 三、热力学研究方法 宏观研究方法 微观研究方法 经典热力学 分子热力学（统计热力学） * 1、经典热力学的特点1 研究大量分子中发生的平均变化， 并总结出具有普遍性的热力学基本定律。 它建筑在热力学的三个基本定律之上，运用数学方法，得到宏观性质之间的依赖关系； 2、分子热力学特点 建立在大量粒子群的统计性质的基础上 从物质的微观结构观察与分析问题，预测与解释平衡情况下物质的宏观性质。 从分子间的相互作用出发，建立宏观性质与微观性质 经典热力学局限性之一： 不能解释微观本质及其产生某种现象的内部原因。 * 3、经典热力学的特点2： 不研究物质的结构； 不考虑过程的细节； 只关心平衡问题（只关心体系的初态和终态）；不关心如何到达平衡。 经典热力学局限性之二： 只能解决极限问题，不能解决速率问题 经典热力学能够给出的是必要条件而不是充分条件。 但由热力学分析可以排除不能发生反应的条件，因而节省了大量的时间和精力。 * 四、为何学和如何学好化工热力学 1、为何要学化工热力学？ 答：为了解决化学产品的制备中存在两类问题。 1）反应问题 反应物 A + 反应物 B 产物 C 或 D 或 E ？ 在给定条件下，A和B作用，能否得到C？或D？或E？或它们的全部？ 如果制备产品C，什么是其最优条件（如压力、温度等）？产率多少？ 1、可行性分析 2、化学反应平衡 * 怎样分离，才能得到纯物质C？ 2）分离问题 含A 、B 、C、 D、 E 的混合物 纯C D 和 E A 和 B 所需产品 进一步参加反应 副产品 4、能量有效利用 3、相平衡问题 * 2、如何学好化工热力学？ 1）掌握化工热力学处理问题方法之特点 从局部的实验数据加半经验模型推算系统完整的信息 从常温常压的物性数据来推算苛刻条件下的性质 纯物质性质的推算：从容易获得的物性数据（P、V、T、X）来推算较难测定的数据（y，H，S，G） 混合物性质的推算：从纯物质的信息利用混合规则求取混合物的信息 以理想态为标准态加上校正来处理真实状态的方法 * 2）注意准确理解热力学概念 概念抽象 规则严格 咬文嚼字 混合物的逸度系数 纯组分i 的逸度系数 混合物中组分i 的逸度系数 3）注意单位换算 4）循序渐进 * 学好本课程的方法 (1)着重于基本概念的理解，对重要的公式加以推导。 (2)认真做好笔记。 (3)学习三遍：预习、学习、复习 做到：提起来是一串，放下是一堆。 (4)阅读讲义、教材、参考书 * 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。 化工热力学是“焓焓”糊糊“熵”脑筋的课程，即焓熵计算及其应用 五、本课程的内容 ①热力学数据与物性数据的研究---P、V、T、H、S、G、f、φ、α、γ (第2、3、4章)?? ②解决化工过程所需的热、功及其传递方向，解决能量合理利用问题(第5、6章)?? ③解决相平衡、化学平衡的状态，确定质量传递方向(第7、8章) * 各章之间的联系 第3章 纯流体的热力学性质(H,S,U，难测；由EOS, Cp,Cv得到） 第6章化工过程的能量分析:H,S,U,W(3) 第8章相平衡:f (2,4),γ(4) 给出物质有效利用极限 第4 、 5章蒸汽动力循环和制冷循环: H,S,W(3) 给出能量有效利用极限 化工热力学的任务 第7章流体混合物的热力学性质 第2章热力学基础数据( PVT,Cp,Cv,EOS) 作业要求与考核方式 作业：每个同学必须独立完成作业 每章收一次作业(学习委员统一收齐) 考试：闭卷考试 最终成绩评定： 平时：约30％（上课情况、平时作业） 考试：约70％ 作业自己做!!!!!——诚实做人！ * §1绪论 §1绪论 §1绪论 §1绪论 化工热力学Chemical Engineering Thermodynamics 化学化工