欢迎参加化工热力学课程的学习山东轻工业学院教务处.docx

大家好! 欢迎参加化工热力学课程的学习 Tbermodynamics for Chemical Engineering — 第一章绪言 §1-1化工热力学的目的和任务 ?:?一、热力学研究的目的及意义 ?1研究的目的 运用经典热力学原理解决实际问题 牒过程进行可行性分析，使能量有 2） 解决平衡问题，特别是相平衡 3） 计算平衡状态下的热力学性质（重点） ? 2热力学研究的意义 通过一定的理论方法，将热力学 性质与P、7和组成等直接测量的物 理量联系起来，为物性间的相互推算 提供基础。 ( （八 p, {x}） 公式 1-1  由此可实现: 1）从容易测量的性质推测难测量的性质； 1）从容易测量的性质推测难测量的性质； == Mr 2） 从有限的实验数据获得更系统的物 性的信息； 3） 当实验数据有误差时，可以由经典 热力学的普遍化关系检验、评价、筛 选实验数据。 ? 我们称能确定体系状态的强度 性质最小数目为自由度,用于确 定体系状态的强度性质称为邈玄 注 其它需要求解的强度性质 称为从属变量。  * 化工热力学就是运用经典热力II * 化工热力学就是运用经典热力 II III 学的原理，结合反映系统特征的 模型，解决工业过程（特别是化 工过程）中热力学性质的计算和 预测、相平衡和化学平衡计算、 能量的有效利用等实际问题。 ? § 1-2化工热力学与物理化学的关 系 厂 物理化学经典热力帛 、基本原理 物理化学 经典热力帛 、基本原理 化工热力学接近实际的体系 化工热力学 接近实际的体系 §1-3经典热力学的局限性 ? 1经典热力学 以宏观方法研究平衡态体系热力学 称为经典热力学。 ? 2经典热力学的特点 大量宏观现象观察、实验 普遍性规律 题瞬評单、碍解决工程问 3经典热力学的局限 1）不能解释微观本质 2）不能描述过程变化的细节，也无法 解释其发生变化的内部原因 ?:?3）在解决实际问题时，需要与表达系 统特征的模型相结合，即需要与研究系 统特征的统计力学相结合。 §1?4化工热力学的研究方法 1经典热力学与统计力学相结合 既是经典热力学的局限又是化工热力 学解决实际问题的特色之一。 ?:?2借助计算机的应用，得到解析化的、 系统的宿点 ?:?§ 1-5化工热力学的主要内容 “原理■模型■应用”为化工热力学内 容“三要素”。 原理是基础, |= 应用是目的，模型是应 用中不可缺少的工具。 ?:?经典热力学原理，必须结合反映系统特 征的模型，才能应用于解决化工过程的 实际问题。 ?：?模型一第2、4章 ?原理一第3、4章 ?:?应用一第5、6章 ?:?在其他领域的应用一第7章，为高等化工热力 学承前启后。 ?:?热力学研究的对象总是选择宇宙中的 一部分，这部分选定的空间称为系统， 其余为环境。系统又分为： ?1封闭系统：与环境无物质传递是化工热力学最感兴趣的系统之一均相封闭系统：对应纯物质及 均相定组成混合物 非均相封闭系统：对应相平衡系统 ? 2敞开系统：与环境有物质传递 ?：? 均相敞开系统是非均相系统达到平衡 的前提，其热力学关系式表达了与环境 间能量、物质传递对系统性质的影响。 ?:?当丁、p—定时，是混合物性质与组成的 关系。 非均相封闭系统在没有达到平衡状态时, 其中的任何一个相都可以看作为均相敞开 系统。 Ill?当系统达到平衡状态时，各敞开系统之 间通过边界传递物质和能量的净值为零， 各相的组成、温度、压力不再发生变化， 此时系统中任何一个均相敞开系统都可以 视为均相封闭系统 Ill 相平衡时 相平衡时 （非均相封闭系统）c投有达到平衡时：两亍均相蔽开系统）（达到平衡时：两于均相封闭系统） ?:? 3孤立系统： 与环境既无能量传递有无物质传递的 系统。 ?:?二强度性质与容量性质 ? 1强度性质 r一类与系统的尺寸（物质的量）无关的 性质，如等。摩尔性质是强度性质。 r 系统的状态由系统的强度性质决定，确 定系统所需要的强度性质称为独立变量， 其数目由相律计算 2容量性质 与系统中物质量的多少有关的性质, 如岡 ?:?三状态函数 与系统状态变化的途径无关，仅 取决于初态和终态的量。系统的性质 都是状态函数 衡状态与可逆过程 1平衡状态 是一种静止状态，系统与环境之间 净流（物质和能量）为零。平衡状态的定量描述是本教材的重要内容。? 2可逆过程 净流（物质和能量）为零。平衡状态的 定量描述是本教材的重要内容。 是系统经过一系列平衡状态完成的， 其功耗与沿同路径逆向完成该过程所获 得的功是等量的，是实际过程的理想极 限，为不可逆过程提供了效率的标准 ?五热力学过程与循环 ? 1热力学过程 系统从一个平衡状态到另一个平衡 状态的变化称为热力学过程。 III有等温、等压、等容、等爛、等焙、 绝