化工热力学第1章_绪论.ppt

化工热力学Chemical Engineering Thermodynamics 周 健 华南理工大学 化学与化工学院 化学工程师的收入 在今天的美国，最受企业欢迎的是哪个专业的毕业生？ 2004年美国大学毕业生收入排行榜 第一名：电脑工程师：5.3万美元 第二名：化学工程师：5.2万美元 第三名：电机工程（EE）：5.1万美元 第四名：机械工程：5.0万美元 第五名: 电脑科学：4.9万美元 第六名: 工业／制造工程：4.8万美元 …………………… 倒数第二名：小学教师课程毕业生 ：2.7万美元 最后一名：心理学专业毕业生：2.5万美元 化学工程师 == 首席执政官CEO 很多化学工程师进入企业高端管理层 曾担任或现担任 CEO职务 3M, Du Pont, General Electric, Union Carbide, Dow Chemical, Exxon, BASF, Gulf Oil, Texaco, and B.F. Goodrich… 国家领导人 化学工程能做什么？ 早期化学工程的主要目标就是使化学家实验室做出来的化学反应商品化！ 化学工程是以化学、物理、生物、数学的基本原理作为基础，研究化学工业和相关工业中的物质转化、物质形态和物质组成的一门工程科学 10项顶尖成果 （1983年， AIChE ） 1.合成橡胶:1983年，220亿磅/年。二战期间，及时解救了天然橡胶匮乏的困境 2.抗生素：1918年流感夺走了全世界2000万人的生命。化学工程使青霉素的年产量高达百万磅 3.聚合物：塑料在很多应用场合能取代木头、金属和玻璃 化学工程能做什么？ 4.合成纤维 5.低温空分生成O2 和 N2 6.核同位素的分离 7.原油的催化裂解：制备高辛烷值燃料的能力在英国战役和二次世界大战中是一决定性因素 8.污染的控制 9.肥料尤其是合成氨：新肥料改进了农业的生产力并帮助养活了全世界 10.生物医学工程 关于化工热力学课程 化工热力学是化学工程专业最重要的课程之一。 是国内外化学工程专业本科生（化工热力学I）和研究生（化工热力学II）必修课程。 是一门训练逻辑思维和演绎能力的课程。 是一门培养节约能源、合理利用能源观点的课程。 学时48。 化工热力学课程内容 第一章 绪 论（2学时） 第二章 流体的PVT关系 （6学时） 第三章 纯流体的热力学性质（8学时） 第四章 流体混合物的热力学性质（10学时） 第五章 化工过程的能量分析（8学时） 第六章 蒸汽动力循环和制冷循环（6学时） 第七章 相平衡（8学时） 第一章 绪 论 本章内容 一、化工热力学的定义和用途 二、化工热力学研究内容 三、化工热力学的特点 四、为何学和如何学好化工热力学 五、本课程的内容 一、 化工热力学的定义和用途 1、化工热力学的定义 A、热力学（Thermo-dynamics ） B、化学热力学（ Chemical Thermodynamics） C、工程热力学（Engineering Thermodynamics） D、化工热力学（ Chemical Engineering Thermodynamics） 一、 化工热力学的定义和用途 1、化工热力学的定义 A、热力学（Thermo-dynamics ） —— 讨论热与功转化规律的科学。 远古“钻木取火”——机械能转换为内能。 12世纪“火药燃烧加速箭支的飞行” 19世纪“蒸汽机”——热转换为功。 B、化学热力学（ Chemical Thermodynamics）—应用热力学来处理热化学、相平衡和化学平衡等化学领域中的问题，则形成化学热力学（是物理化学的一部分）。 例如：如何利用热力学的原理能计算出在何种温度和压力条件下，由氮和氢能合成氨？这在化肥工业上有重要影响。 C、工程热力学（Engineering Thermodynamics） ——将热力学的基本理论应用于工程技术领域，则为工程热力学。 主要研究热能与机械能之间转换规律以及在 工程中的应用。 特点： 制冷、动力 介质相对简单：水蒸气、氨、氟里昂 D、化工热力学（ Chemical Engineering Thermodynamics） —— 集化学热力学和工程热力学之大成的学科 任务是从热力学第一、第二定律出发，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到平衡的理论极限、条件和状态。 它是化学工程学的一个重要组成部分，是化工过程开发、设计和生产的重要理论基础。 经典热力学 无论是工程热力学还是化学热力学还是化工热力学，它们均是经典热力学，遵循经典热力学的三大定律（热力学第一、第二、第三定律），不同之处是由于热力学应用的