化工熱力學(xué)第一章第1頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一課程性質(zhì)：化學(xué)工程與工藝專業(yè)必修課學(xué)時：56（含16學(xué)時實驗）學(xué)分：3.5

考核：閉卷考試70%，平時成績10%，實驗成績20%第2頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一答疑時間：周三下午專業(yè)教研室：食品化工樓C207作業(yè)：A4紙正反兩面寫，每周課前交學(xué)習(xí)：課堂主動聽，作業(yè)獨(dú)立完成，多討論聯(lián)系方式：電-mail：xiaozhexie@163.com第3頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一第一章緒

言一、熱力學(xué)研究的目的及意義3）計算平衡狀態(tài)下的熱力學(xué)性質(zhì)（重點(diǎn)）2）解決平衡問題，特別是相平衡1）對過程進(jìn)行可行性分析，使能量有效利用1研究的目的

運(yùn)用經(jīng)典熱力學(xué)原理解決實際問題§1-1化工熱力學(xué)的目的和任務(wù)第4頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2熱力學(xué)研究的意義通過一定的理論方法，將熱力學(xué)性質(zhì)與p、T和組成等直接測量的物理量聯(lián)系起來，為物性間的相互推算提供基礎(chǔ)。

第5頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一M=M（T，p，{x}）

公式1-1T，p和組成系統(tǒng)的狀態(tài)其它的所有的熱力學(xué)性質(zhì)第6頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

由此可實現(xiàn):3)當(dāng)實驗數(shù)據(jù)有誤差時，可以由經(jīng)典熱力學(xué)的普遍化關(guān)系檢驗、評價、篩選實驗數(shù)據(jù)。2)從有限的實驗數(shù)據(jù)獲得更系統(tǒng)的物性的信息；1)從容易測量的性質(zhì)推測難測量的性質(zhì)；第7頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

我們稱能確定體系狀態(tài)的強(qiáng)度性質(zhì)最小數(shù)目為自由度，用于確定體系狀態(tài)的強(qiáng)度性質(zhì)稱為獨(dú)立變量，其它需要求解的強(qiáng)度性質(zhì)稱為從屬變量。第8頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一二.化工熱力學(xué)的含義經(jīng)典熱力學(xué)的原理模型解決化工過程實際問題。第9頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

化工熱力學(xué)就是運(yùn)用經(jīng)典熱力學(xué)的原理，結(jié)合反映系統(tǒng)特征的模型，解決工業(yè)過程（特別是化工過程）中熱力學(xué)性質(zhì)的計算和預(yù)測、相平衡和化學(xué)平衡計算、能量的有效利用等實際問題。

第10頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§1-2化工熱力學(xué)與物理化學(xué)的關(guān)系物理化學(xué)經(jīng)典熱力學(xué)基本原理理想體系模型接近實際的體系化工熱力學(xué)第11頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§1-3經(jīng)典熱力學(xué)的局限性1

經(jīng)典熱力學(xué)以宏觀方法研究平衡態(tài)體系熱力學(xué)稱為經(jīng)典熱力學(xué)。2經(jīng)典熱力學(xué)的特點(diǎn)大量宏觀現(xiàn)象普遍性規(guī)律研究方法簡單、可靠、解決工程問題比較容易觀察、實驗第12頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3經(jīng)典熱力學(xué)的局限1）不能解釋微觀本質(zhì)

2）不能描述過程變化的細(xì)節(jié)，也無法解釋其發(fā)生變化的內(nèi)部原因3）在解決實際問題時，需要與表達(dá)系統(tǒng)特征的模型相結(jié)合，即需要與研究系統(tǒng)特征的統(tǒng)計力學(xué)相結(jié)合。第13頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§1-4化工熱力學(xué)的研究方法1經(jīng)典熱力學(xué)與統(tǒng)計力學(xué)相結(jié)合既是經(jīng)典熱力學(xué)的局限又是化工熱力學(xué)解決實際問題的特色之一。2借助計算機(jī)的應(yīng)用，得到解析化的、系統(tǒng)的信息第14頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§1-5化工熱力學(xué)的主要內(nèi)容

“原理-模型-應(yīng)用”為化工熱力學(xué)內(nèi)容“三要素”。原理是基礎(chǔ)，應(yīng)用是目的，模型是應(yīng)用中不可缺少的工具。經(jīng)典熱力學(xué)原理，必須結(jié)合反映系統(tǒng)特征的模型，才能應(yīng)用于解決化工過程的實際問題。第15頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一模型—第2、4章原理—第3、4章應(yīng)用—第5、6章在其他領(lǐng)域的應(yīng)用—第7章，為高等化工熱力學(xué)承前啟后。第16頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§1-6熱力學(xué)基本概念回顧

一系統(tǒng)與環(huán)境熱力學(xué)研究的對象總是選擇宇宙中的一部分，這部分選定的空間稱為系統(tǒng)，其余為環(huán)境。系統(tǒng)又分為：1封閉系統(tǒng)：與環(huán)境無物質(zhì)傳遞是化工熱力學(xué)最感興趣的系統(tǒng)之一第17頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2敞開系統(tǒng)：與環(huán)境有物質(zhì)傳遞均相敞開系統(tǒng)是非均相系統(tǒng)達(dá)到平衡的前提，其熱力學(xué)關(guān)系式表達(dá)了與環(huán)境間能量、物質(zhì)傳遞對系統(tǒng)性質(zhì)的影響。當(dāng)T、p一定時,是混合物性質(zhì)與組成的關(guān)系。第18頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

非均相封閉系統(tǒng)在沒有達(dá)到平衡狀態(tài)時，其中的任何一個相都可以看作為均相敞開系統(tǒng)。當(dāng)系統(tǒng)達(dá)到平衡狀態(tài)時，各敞開系統(tǒng)之間通過邊界傳遞物質(zhì)和能量的凈值為零，各相的組成、溫度、壓力不再發(fā)生變化，此時系統(tǒng)中任何一個均相敞開系統(tǒng)都可以視為均相封閉系統(tǒng)第19頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一3孤立系統(tǒng)：與環(huán)境既無能量傳遞又無物質(zhì)傳遞的系統(tǒng)。第20頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一二強(qiáng)度性質(zhì)與容量性質(zhì)1強(qiáng)度性質(zhì)一類與系統(tǒng)的尺寸（物質(zhì)的量）無關(guān)的性質(zhì)，如T,p等。摩爾性質(zhì)是強(qiáng)度性質(zhì)。系統(tǒng)的狀態(tài)由系統(tǒng)的強(qiáng)度性質(zhì)決定，確定系統(tǒng)所需要的強(qiáng)度性質(zhì)稱為獨(dú)立變量，其數(shù)目由相律計算第21頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2容量性質(zhì)與系統(tǒng)中物質(zhì)量的多少有關(guān)的性質(zhì)，如Mt三狀態(tài)函數(shù)與系統(tǒng)狀態(tài)變化的途徑無關(guān)，僅取決于初態(tài)和終態(tài)的量。系統(tǒng)的性質(zhì)都是狀態(tài)函數(shù)第22頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一四平衡狀態(tài)與可逆過程1平衡狀態(tài)是一種靜止?fàn)顟B(tài)，系統(tǒng)與環(huán)境之間凈流（物質(zhì)和能量）為零。

平衡狀態(tài)的定量描述是本教材的重要內(nèi)容第23頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一2可逆過程是系統(tǒng)經(jīng)過一系列平衡狀態(tài)完成的，其功耗與沿同路徑逆向完成該過程所獲得的功是等量的，是實際過程的理想極限，為不可逆過程提供了效率的標(biāo)準(zhǔn)第24頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一五熱力學(xué)過程與循環(huán)1熱力學(xué)過程系統(tǒng)從一個平衡狀態(tài)到另一個平衡狀態(tài)的變化稱為熱力學(xué)過程。有等溫、等壓、等容、等熵、等焓、絕熱、可逆等過程2熱力學(xué)循環(huán)系統(tǒng)經(jīng)過某些過程后又回到了初態(tài)第25頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一§1-7熱力學(xué)性質(zhì)計算的一般方法1變量分析基于相律分析系統(tǒng)的獨(dú)立變量和從屬變量2由經(jīng)典熱力學(xué)原理得到普遍化關(guān)系式。特別是將熱力學(xué)性質(zhì)與能容易測量的p、V、T

及組成性質(zhì)和理想氣體等壓熱容聯(lián)系起來；第26頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一由狀態(tài)函數(shù)的數(shù)學(xué)特性可得：第27頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一由經(jīng)典熱力學(xué)原理，可以得到與和之間的依賴關(guān)系，、推算熱力學(xué)性質(zhì)的有用的方程和來即成為從第28頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一4數(shù)學(xué)求解。如狀態(tài)方程理想氣體狀態(tài)的熱容方程：或活度系數(shù)模型3引入表達(dá)系統(tǒng)特性的模型第29頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一課程學(xué)習(xí)主要以應(yīng)用為目的第30頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一主要參考資料1雷一東，葛喜臣編，《化工熱力》,重慶，重慶大學(xué)出版社，1988年2陳鐘秀，顧飛燕.化工熱力學(xué)（高等學(xué)校教材）.1993.化學(xué)工業(yè)出版社.3Smith,J.M.,VanNessH.C.,AbbottM.M.<IntroductiontoChemicalEngineeringThermodynamics>,6thed,化學(xué)工業(yè)出版社引進(jìn)，2002第31頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一4Prausnitz,JM，RudigerNL,deAzevedoED,<Molecularthermodynamicsoffluid-phaseequilibria>,N.J.Prentice,HallPTRc1999.5涂淑鳳，李前某編，《化工熱力學(xué)》，廣州，華南理工大學(xué)出版社，1992年6馬沛生，《化工數(shù)據(jù)》，北京，中國石化出版社第32頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

化學(xué)工業(yè)出版社面向21世紀(jì)課程教材《化工熱力學(xué)》本書介紹了經(jīng)典熱力學(xué)原理及其在化工中的應(yīng)用。

全書分為七章，第1章至第5章的主要內(nèi)容有緒論、流體

p-V-T和狀態(tài)方程、均相封閉系統(tǒng)熱力學(xué)原理及應(yīng)用、非均相封閉系統(tǒng)的熱力學(xué)原理及應(yīng)用；第6章是流動系統(tǒng)的熱力學(xué)原理及應(yīng)用；第7章介紹了熱力學(xué)在其他領(lǐng)域的應(yīng)用。

本書是化學(xué)工程與工藝專業(yè)本科生的化工熱力學(xué)教材，也能供從事化學(xué)、化工、輕工、材料和熱動力的教師、研究生和工程技術(shù)人員參考。

化學(xué)工業(yè)出版社高等學(xué)?！痘崃W(xué)》教材

本書內(nèi)容包括：緒論、流體的熱力學(xué)性質(zhì)、熱力學(xué)第一定律及其應(yīng)用、熱力循環(huán)——熱力學(xué)第二定律及其應(yīng)用、化工過程熱力學(xué)分析、溶液熱力學(xué)基礎(chǔ)、流體相平衡和化學(xué)反應(yīng)平衡，共八章。本書除作教科書外，也可供從事化工過程的工程技術(shù)人員參考。

朱自強(qiáng)，徐汛陳新志蔡振云胡望明第33頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一

清華大學(xué)出版社清華大學(xué)《化工熱力學(xué)》教材

本書是大學(xué)化工熱力學(xué)的教材。內(nèi)容包括：熱力學(xué)基礎(chǔ)定律、流體的p-V-T關(guān)系和液體的熱力學(xué)性質(zhì)、氣體的壓縮和膨脹過程、熱功轉(zhuǎn)換過程及其熱力學(xué)分析、液體溶液、流體相平衡和化學(xué)反應(yīng)平衡。

本書除作大學(xué)化工類各專業(yè)的教科書外，也可供從事化學(xué)工業(yè)、石油化工、輕工、材料和熱能動力的技術(shù)人員參考。

高等教育出版社高等學(xué)校教學(xué)參考書《流體的分子熱力學(xué)》

本書內(nèi)容包括流體的熱力學(xué)、分子間力與位能函數(shù)、流體的p-V-T關(guān)系、混合物的逸度、溶液的理論、活度系數(shù)關(guān)聯(lián)式等部分。本書可作為大學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)熱力學(xué)、統(tǒng)計熱力學(xué)、化工熱力學(xué)時的參考書，也可作為研究生的教材，以及供有關(guān)科技人員參考。

童景山胡英第34頁，共35頁，2023年，2月20日，星期一熱力學(xué)專著譯本《流體熱力學(xué)》（平衡理論的導(dǎo)論）

本書根據(jù)趙廣緒R.A."THERMODYNAMICSOFFLUIDSAnIntrodutiontoequilibriumTheory"一書譯出。書中主要介紹了熱力學(xué)的平衡理論。從其基礎(chǔ)原理出發(fā)，著重敘述了真實體系的平衡模型，并用多種不同類型的實例對真實體系平衡模型加以論證，體現(xiàn)了熱力學(xué)理論的最新成就和最新應(yīng)用。全書敘述嚴(yán)謹(jǐn)，邏輯性強(qiáng)，是一本具有相當(dāng)水平的熱力學(xué)專著。

本書適用于大學(xué)化工系師生作為熱力學(xué)課程的參考書，也可供化工科研、設(shè)計以及煉油行業(yè)的工程技術(shù)人員參考。CHEMICALAND

ENGINEERING

THERMODYNAMIC