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化工热力学

ChemicalEngineeringThermodynamics

第一章绪论

1.1学习化工热力学研究的目的和意义

⑴了解化工热力学的基本内容

⑵利用化工热力学的观点、方法来分析和解决化工生产、工程设计和科学研究中有关的实际问题

1.2化工热力学在课程链上的位置

1.3化工热力学发展简史

热力学是以热力学第一、第二定律及其他一些基本概念理论为基础，研究能量、能量转换以及与转换有关的物质性质相互之间关系的科学。有工程热力学、化学热力学、化工热力学等重要分支。

1.4化工热力学研究的对象及其应用

化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领域。

化工热力学主要任务是以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。

化工热力学的应用

1.5化工热力学的研究方法

热力学的研究方法，原则上可采用宏观研究方法和微观研究方法。

以宏观方法研究平衡态体系的热力学称为经典热力学。

本书主要介绍经典热力学。为了帮助理解宏观现象的物理本质，仅在个别场合辅以必要的统计解释。

1.6名词与定义

?1.6.1体系与环境

孤立体系、闭系、开系

?1.6.2平衡状态与状态函数

?平衡状态的定义：一个体系在不受外界影响的条件下，如果它的宏观性质不随时间而变化，此体系处于热力学平衡状态。

?描述体系所处状态的宏观物理量称为热力学变量。由于它们是状态的单值函数，亦称为状态函数。常用的状态函数有压力、温度、比容、内能、焓、熵、自由焓等。

?热力学变量可以分为强度量与广度量。

1.6.3过程与循环

?过程是指体系由某一平衡状态变化到另一平衡状态时所经历的全部状态的总

和。

?可逆过程定义为：某一过程完成后，如果令过程逆行而能使过程中所涉及的一切(体系与环境)均能完全回复到各自的原始状态而不留下任何痕迹，此过程称为可逆过程。

1.6.4温度与热力学第零定律

实验观察可知，当两个物体分别与第三个物体处于热平衡时，则这两个物体彼此之间也必定处于热平衡。这是经验的叙述，称为热平衡定律，又称热力学第零定律。

?温标

?摄氏温标与绝对温标的换算关系为T(K)=t(°C)+273.15

?华氏温标与摄氏温标的换算关系为：t(°C)=[t(°F)-32]×5/9

1.6.5热与功

?热力学中，热的定义是通过体系的边界，体系与体系(或体系与环境)之间由于温差而传递的能量。

?(1)热不能贮存，它只是能量的传递形式。。

?(2)热不是状态函数，它与过程变化的途径有关。通常用算符表示微小量的传递。

?(3)习惯规定，体系吸热为正值，体系放热为负值。

?热力学中定义：“功是由于温差以外的其它势差而引起体系与环境之间传递的能量”。由于做功的方式不同，存在各种形式的功，如机械功、电功、化学功、表面功、磁功等。

?功也不是状态函数，其数值与过程变化的途径有关。必威体育精装版规定，体系对环境做功取负值，而环境对体系做功取正值。