化工熱力學(xué)教學(xué)大綱(教研)

1、 PAGE PAGE 5化工熱力學(xué)教學(xué)大綱課程編號(hào)：課程名稱：化工熱力學(xué)英文名稱:ChemicalEngineeringThermodynamics學(xué)時(shí)：48學(xué)分：3適用專業(yè)：化學(xué)工程與工藝課程性質(zhì)：必修化工熱力學(xué)教學(xué)大綱一、課程教學(xué)目標(biāo)著承上啟下的作用。本課程緊緊圍繞專業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)和畢業(yè)能力要求，注重知識(shí)的掌握和能力的訓(xùn)練和達(dá)成。通過本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生正確理解化工熱力學(xué)的基本理論和有關(guān)基本概念，理解各個(gè)概念之間的聯(lián)系和應(yīng)用，掌握化工熱力學(xué)的基本計(jì)算和推算方法，建立起本課程和其它專業(yè)課程知識(shí)間的聯(lián)系；培養(yǎng)學(xué)生能夠運(yùn)用經(jīng)典熱力學(xué)的基本原理，結(jié)合反映系統(tǒng)特征的模型，對(duì)化工中涉及的物系的熱力學(xué)性質(zhì)和

2、其它化工物性進(jìn)行推算和預(yù)測、對(duì)相平衡進(jìn)行計(jì)算，對(duì)化工過程進(jìn)行能量分析，逐步深化工程意識(shí)；同時(shí)，引導(dǎo)學(xué)生端正學(xué)習(xí)態(tài)度，能動(dòng)學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果和創(chuàng)新實(shí)踐能力，為培養(yǎng)高素質(zhì)的應(yīng)用型工程技術(shù)與管理人才奠定基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容及基本要求第一章 緒言教學(xué)內(nèi)容：介紹化工熱力學(xué)的目的和任務(wù)，學(xué)習(xí)本課程方式方法；了解熱力學(xué)的發(fā)展史，化工熱力學(xué)分支出現(xiàn)的必然；回顧和強(qiáng)化化工熱力學(xué)的一些基本概念；先行熟悉熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算的一般方法。基本要求：讓學(xué)生了解學(xué)習(xí)化工熱力學(xué)意義，理解基本內(nèi)容框架和能力達(dá)成目標(biāo)。第二章 P-V-T 關(guān)系和狀態(tài)方程P-V-T P-T 圖、P-V 面的含義，能夠在相圖上表示熱力學(xué)過程；掌握立方型方程

3、的形式、特點(diǎn)和求解方法，了解多參數(shù)狀態(tài)方程的形式及特點(diǎn)；理解三參數(shù)對(duì)應(yīng)態(tài)原理及其應(yīng)用方法；會(huì)用某些專用方程求流體的飽和熱力學(xué)性質(zhì)；掌握混合法則基本概念和形式。基本要求：讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到為什么引入 P-V-T 關(guān)系，如何表達(dá) P-V-T 關(guān)系這一基本模型，以及具體表達(dá)形式及應(yīng)用條件有哪些。要求學(xué)生理解熱力學(xué)性質(zhì)圖、表、解析式的獲取方法，掌握解析式的類型和使用條件。第三章 均相封閉系統(tǒng)熱力學(xué)原理及其應(yīng)用式；掌握純物質(zhì)和定組成混合物的逸度和逸度系數(shù)定義，掌握逸度和逸度系數(shù)與溫 能夠在圖上定性表示熱力學(xué)狀態(tài)、過程和定量計(jì)算熱力學(xué)性質(zhì)。基本要求：首先讓學(xué)生明白為什么研究均相封閉體系，怎么樣推導(dǎo)適合該體系熱力

4、學(xué)計(jì)算模型，該模型適用范圍和條件有哪些。要求學(xué)生掌握利用熱力學(xué)基本原理， 推導(dǎo)適用于最簡單的均相封閉體系的熱力學(xué)性質(zhì)模型，訓(xùn)練熱力學(xué)研究思維；引入工程研究方法，即從應(yīng)用方便性、便捷性進(jìn)行模型簡化和固定化，使學(xué)生逐漸建立工程思維；掌握對(duì)純物質(zhì)和定組成混合物體系熱力學(xué)性質(zhì)對(duì)算方法以及工程上應(yīng)用模型的獲取方法。第四章 均相敞開系統(tǒng)熱力學(xué)原理及其應(yīng)用教學(xué)內(nèi)容：掌握偏摩爾性質(zhì)的定義及應(yīng)用，掌握偏摩爾性質(zhì)之間的約束關(guān)系式 Gibbs-Duhem 方程及其應(yīng)用；掌握混合過程性質(zhì)變化、超額性質(zhì)的概念，弄清它們之間的區(qū)別和聯(lián)系；掌握混合物中組分逸度、組分逸度系數(shù)和活度系數(shù)的定義和作用； 了解由狀態(tài)方程及混合法則

5、推導(dǎo)混合物中組分逸度系數(shù)關(guān)系式的方法，掌握由超額Gibbs 不同歸一化定義的活度系數(shù)之間的關(guān)系；熟悉常見的活度系數(shù)模型。基本要求：讓學(xué)生清楚為什么要推導(dǎo)均相敞開體系熱力學(xué)計(jì)算模型，通過什么渠道進(jìn)行模型建立，需要建立哪些模型，模型間存在哪些約束關(guān)系。要求學(xué)生掌握描述混合物的兩類重要特征模型的推導(dǎo)依據(jù)、過程及表達(dá)形式。第五章 非均相系統(tǒng)的熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算T-x-y 圖、p-x-y x-y 一般正偏差、一般負(fù)偏差和具有共沸點(diǎn)系統(tǒng)的相圖特征；掌握混合物的汽液平衡計(jì)算方法，明確獨(dú)立變量和需要計(jì)算的從屬變量，會(huì)選擇合適的計(jì)算類型，會(huì)根據(jù)系統(tǒng)的條件合理簡化平衡準(zhǔn)則，會(huì)使用 EOS 法和衡計(jì)算的基礎(chǔ)上，會(huì)進(jìn)行其

6、他非均相系統(tǒng)熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算；掌握二元系統(tǒng)汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)的原理和方法；了解其他類型相平衡（液液平衡、氣液液平衡、固液平衡）系統(tǒng)的相圖、計(jì)算原理和方法?；疽螅鹤寣W(xué)生知道為什么計(jì)算非均相系統(tǒng)熱力學(xué)性質(zhì)，怎樣根據(jù)需要解決工程問題，解決問題大致類型包括哪些。要求學(xué)生能夠借助相圖分析相變化，確定解決問題思路，選擇合適的計(jì)算模型，并能夠從熱力學(xué)角度驗(yàn)證計(jì)算結(jié)果。第六章 流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)原理及應(yīng)用關(guān)系式；掌握理想功、損失功、有效能的概念及其計(jì)算方法，了解有效能分析的方 法；掌握動(dòng)力循環(huán)和制冷循環(huán)的計(jì)算方法?；疽螅鹤寣W(xué)生明白為什么研究流動(dòng)系統(tǒng)熱力學(xué)性質(zhì)，通過什么方式去研究， 研究的模型

7、和考察目標(biāo)有哪些，怎樣使用該熱力學(xué)原理和模型解決工程熱力問題。要求學(xué)生掌握流動(dòng)體系熱力學(xué)第一、二定律不同形式，理解進(jìn)行能量分析的兩種方法和動(dòng)力循環(huán)的意義及計(jì)算方法。三、教學(xué)安排及方式（建議）教 學(xué) 方 式章次化工熱力學(xué)是一門理論性較強(qiáng)的專業(yè)基礎(chǔ)課，采用教師講授和學(xué)生問題討論相結(jié)48 1：1教 學(xué) 方 式章次講 課 時(shí) 數(shù)課堂討論或總結(jié)時(shí)數(shù)第一章22第二章729第三章729第四章8210第五章729第六章729合計(jì)381048四、考核方式化工熱力學(xué)的考核方式為理論考試和平時(shí)討論成績相結(jié)合，理論考試采用閉卷筆70%20%5%5%。五、 推薦教材化工熱力學(xué)（21 世紀(jì)課程教材）工業(yè)出版社六、參考資料化工熱力學(xué)（第三版），朱自強(qiáng)，徐訊編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2010化工熱力學(xué)，陳鐘秀編著，化學(xué)工業(yè)出版社，2012J. M. Smith , H. C.