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Unit11ChemicalandProcessThermodynamics

化工热力学

在投入大量的时间和精力去研究一个学科时,有理由去问一下以下两个问题：

该学科是什

么？〔研究它有何用途？关于热力学,虽然第二个问题更容易回答,但回答第一个

问题有必要对该学科较深入的理解。〔尽管许多专家或学者赞同热力学的简单

而准确的定义的观点看法值得怀疑〔,但是还是有必要确定它的定义。然而,在讨

论热力学的应用之后,就可以很容易完成其定义

1．热力学的应用

热力学有两个主要的应用,两者对化学工程师都很重要。

1〔与过程相联系的热效应和功效应的计算,以及从过程得到的最大功或驱动过

程所需

的最小功的计算。

2〔描述处于平衡的系统的各变量之间的关系的确定。

第一种应用由热力学这个名词可联想到,热力学表示运动中的热。直接利用第

一和第二定

律可完成许多热效应和功效应的计算〔。例如：计算压缩气体的功,对一个完整

过程或某一过程单元的进行能量衡算,确定分离乙醇和水混合物所需的最小功,

evaluate

或者〔评估一个氨合成工厂的效率。热力学在特殊体系中的应用,引出

了一些有用的函数的定义以及这些函数和其它变量如压强〔、温度、体积和摩

尔分数关系网络的确定。实际上,在运用第一、第二定律时,除非用于评价必要

的热力学函数变化已经存在,否则热力学的第一种应用不可能实现。通过已经

建立的关系网络,从实验确定的数据可以计算函数变化。除此之外,

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某一体系中变量的关系网络,可让那些未知的或者那些难以从变量这些变量容〔

易得到或较易测量中实验确定的变量得以计算。例如,一种液体的汽化热,可以

通过测量几个温度的蒸汽压和几个温度下液相和汽相的密度得以计算；某一

化学反应中任一温度下的可得的最大转化率,可以通过参与该反应的各物质的

热量法测量加以计算。

2.热力学的本质

热力学定律有这经验的基础或实验基础,但是在描述其应用时,依赖实验测量显

得很明显

standout

化学工程与工艺专业英语第十一单元化工热力学〔突出。因此,热力

学广义上可以定义为：拓展我们实验所得的体系知识的一种手段方法〔,或定义

为：观察和关联一个体系的行为的基本框架。为了理解热力学,拥有实验的观

点有必要,因为,如果我们不能对研究的体系或现象做出物理上正确的评价,那么

热力学的方法就无意义。我们应该要经常问问如下问题：怎样测量这一特殊

的变量？怎样计算以及从哪一类的数据计算一个特殊的函数。由于热力学的

实验基础,热力学处理的是宏观函数或大量的物质的函数,这与微观的函数恰恰

相反,微观函数涉及到的是组成物质的原子或分子。宏观函数要么可以直接测

量,要么可以从直接测量的函数计算得到,而不需要借助于某一具体的理论。相

while

反,尽管〔微观函数最终是从实验测量得以确定,但是它们的真实性取决于

用于它们计算时的特殊理论的有效性。因此,热力学的权威性在于：它的结果

与物质的理论无关,倍受尊敬,为大家大胆地接受。除了与热力学结论一致的必

然性以外,热力学有着广泛的应用性。因此,热力学形成了许多学科中的工程师

和科学家的教育中不可分割的部分。尽管如此,因为每门科学都只局限于

focuson

〔关于热力学方面的较少应用,所以其全貌常被低估。实