资源描述
第1章 绪论
目的要求
了解
l 化工热力学的主要研究内容
理解
l 化工热力学”与“物理化学”的主要区别
掌握
l 化工热力学的研究方法有经典热力学和分子热力学方法。
本章主要内容
(1) 简要发展史
(2) 化工热力学的主要内容
(3) 化工热力学研究方法及其发展
(4) 化工热力学的重要性
重点难点
重点
l 化工热力学的基本概念
难点
l 化工热力学研究思路的确立
基本内容
1.1 热力学的发展
1.2 化工热力学的特性和分支
1.3 化工热力学与其它分支学科的关系
1.4 化工热力学的基本内容
1.5 热力学的研究方法和局限性
1.6 化工热力学的重要性
1.7 基本概念
基本要求
l 了解:化工热力学的主要内容
l 理解:“化工热力学”与“物理化学”的主要区别
l 掌握:化工热力学的研究方法有经典热力学和分子热力学方法。
第2章 流体的p-V-T 关系
目的要求
了解
l 维里方程的几种形式
l 维里系数的物理意义
理解
l 对比态原理
l 气体混合物的虚拟临界参数
掌握
l 偏心因子
l 三参数压缩因子图
l Pitzer普遍化压缩因子图
l 普遍化第二维里系数
l Kay规则
重点难点
重点
l 立方型状态方程的普遍特点及计算
l 三参数压缩因子图
l 气体混合物的第二维里系数及应用
难点
l 气体混合物的第二维里系数及应用
本章主要内容
2.1纯流体的p-V-T关系
2.2 气体的状态方程
2.3 对比态原理及其应用
2.4 真实气体混合物的p-V-T 关系
重点难点
重点
l 立方型状态方程的普遍特点及计算
l 三参数压缩因子图
l 气体混合物的第二维里系数及应用
l 方程的混合规则
难点
l 各种状态方程的应用
l 对比态原理的理解
l 方程的混合规则
基本内容
2.1 纯物质的p –V –T 关系
2.2 气体的状态方程
2.2.1 理想气体状态方程
2.2.2 维里方程
基本要求
了解:
l 通过纯物质的p –V –T 图、p –V 图和p –T 图
l 维里方程的几种形式
l 维里系数的物理意义
理解
l 维里方程的应用
掌握
l 纯物质的p –V –T 图、p –V 图和p –T 图
l 维里二项式的应用
重点难点
重点
l 气体混合物的第二维里系数及应用
难点
l 维里方程的应用
基本内容
2.2 气体的状态方程
2.2.3 立方型状态方程
2.2.4 多参数状态方程
2.3 对比态原理及其应用
基本要求
了解
l 多参数状态方程
理解
l RK方程的迭代形式及应用
l 对比态原理
掌握
l 偏心因子
l 三参数压缩因子图
l Pitzer普遍化压缩因子图
l 普遍化第二维里系数
重点难点
重点
l RK 方程一般形式和迭代形式的使用,立方型方程的解法
l 偏心因子
l 三参数的对应状态原理
难点
l 立方型状态方程的普遍特点及计算
l 三参数压缩因子图
基本内容
2.4 真实气体混合物的p –V -T 关系
理解
l 气体混合物的虚拟临界参数
掌握
l Kay规则
重点难点
重点
l 气体混合物的第二维里系数及应用
l 状态方程的混合规则
难点
l 气体混合物的虚拟临界参数
第3 章 纯物质的热力学性质
目的要求
l 通过本章学习,掌握各热力学性质间的关系,进而学会计算一个实际过程的焓变和熵变,并学会一些热力学性质图表的应用。
了解
l 敞开系统热力学基本方程
l Maxwell关系式
l 理想气体焓变和熵变计算
l 理想气体焓和熵随温度、压力的变化关系式
理解
l 封闭系统热力学基本方程
l 麦克斯韦关系式的用途
l 剩余性质的概念
l 利用维里方程计算剩余性质
掌握
l 剩余焓、剩余熵与P、V、T的关系式
l 对于一个实际过程,设计焓变和熵变的计算途径
l 利用状态方程计算焓变和熵变
l 利用R-K方程计算剩余性质
l 利用普遍化关联式计算焓边和熵变
l 利用普遍化第二维里系数计算剩余焓和剩余熵
l T-S图的形状和构成
l T-S图的制作及使用
l 水蒸气表的构成及使用
本章主要内容
3.1 热力学性质间的关系
3.2 焓变和熵变的计算
3.3 纯物质两相系统的热力学性质及热力学图表
重点难点
重点
l 理想气体焓变和熵变计算
l 剩余性质的概念
l 利用状态方程计算焓变和熵变
l 利用普遍化关联式计算焓变和熵变
l 蒸发焓与蒸发熵
难点
l 利用状态方程计算焓变和熵变
l 利用普遍化关联式计算焓变和熵变
基本内容
(1) 熟练掌握并使用热力学基本方程。
(2) 掌握麦克斯韦关系式及其应用。
基本要求
了解
l 敞开系统热力学基本方程
l Maxwell关系式
理解
l 封闭系统热力学基本方程
l 麦克斯韦关系式的用途
掌握
l 热力学基本方程的应用
重点难点
重点
l 敞开系统热力学基本方程
l 麦克斯韦关系式的用途
基本内容
3.2 焓变与熵变的计算
基本要求
了解
l 理想气体焓变和熵变计算
l 理想气体焓和熵随温度、压力的变化关系式
理解
l 剩余性质的概念
l 利用维里方程计算剩余性质
掌握
l 对于一个实际过程,设计焓变和熵变的计算途径
l 利用状态方程计算焓变和熵变
l 利用R-K方程计算剩余性质
l 利用普遍化关联式计算焓边和熵变
l 利用普遍化第二维里系数计算剩余焓和剩余熵
l 利用Pitzer 三参数焓熵图计算剩余焓和剩余熵
重点难点
重点
l 剩余性质的概念
l 利用状态方程计算焓变和熵变
l 利用普遍化关联式计算焓变和熵变
难点
l 根据实际需要选择合适的计算方法
基本内容
3.3 纯物质两相系统的热力学性质及热力学图表
基本要求
了解
l 相律
理解
l 热力学性质图表的类型
掌握
l T-S图的形状和构成
l T-S图的制作及使用
l 水蒸气表的构成及使用
重点难点
重点
l T-S图的形状和构成
难点
l 水蒸气表的构成及使用
第4章 均相混合物热力学性质
目的要求
l 通过本章学习,能理解流体混合物的相关热力学性质,正确理解和使用混合物中组元的逸度与活度的概念,为相平衡的计算打下基础。
了解
l 变组成系统的热力学基本方程
l 偏摩尔量的定义及提出的意义
l 理想混合物的定义
l 理想混合物的相关热力学性质
l 逸度与逸度系数的概念
l 逸度系数与PVT的关系式
l 活度的定义
l 活度系数
l 正规混合物的概念及方程适用条件
l 无热混合物的概念及方程适用条件
l 半经验型活度系数方程
理解
l 化学势(位)的概念
l 混合性质的概念
l 混合性质与偏摩尔量的关系
l 理想溶液及其标准态
l 利用方程计算纯物质的逸度系数
l 利用普遍化的第二维里系数计算逸度系数
l 利用三参数普遍化逸度系数图计算逸度系数
l 温度对逸度的影响
l 压力对逸度的影响
l 活度系数标准态的选择
l 超额性质的定义
l 局部组成的概念
l 基团贡献法
掌握
l 偏摩尔量的计算
l 作图法计算偏摩尔量
l 二元截距法计算偏摩尔量
l 吉布斯——杜亥姆方程
l 混合体积变化和混合焓变的计算
l 纯液体逸度的计算式
l Margulas方程的应用及适用条件
l VanLaar 方程的应用及适用条件
l 基于局部组成的活度系数方程
l Wilson方程
l NRTL方程
本章主要内容
4.1变组成系统的热力学基本方程
4.2 偏摩尔性质
4.3 混合过程性质变化
4.4 逸度和逸度系数
4.5 理想混合物
4.6 活度及活度系数
4.7 活度系数模型
重点难点
重点
l 逸度与逸度系数的概念
l 半经验型活度系数方程
l 混合性质的概念
l 理想溶液及其标准态
l 偏摩尔量的计算
l 吉布斯——杜亥姆方程
l 基于局部组成的活度系数方程
难点
l 理想溶液及其标准态
l 活度系数标准态的选择
l 半经验型活度系数方程
l 基于局部组成的活度系数方程
l Wilson方程
l NRTL方程
基本内容
4 .1 变组成系统的热力学关系
4.2 偏摩尔性质
基本要求
了解
l 变组成系统的热力学基本方程
l 偏摩尔量的定义及提出的意义
理解
l 化学势(位)的概念
掌握
l 偏摩尔量的计算
l 作图法计算偏摩尔量
l 二元截距法计算偏摩尔量
l 吉布斯-杜亥姆方程
重点难点
重点
l 变组成系统的热力学基本方程
l 二元截距法计算偏摩尔量
l 吉布斯-杜亥姆方程
难点
l 变组成系统的热力学基本方程
l 吉布斯-杜亥姆方程
基本内容
4.3 混合过程性质变化
4.4 逸度和逸度系数
4.4.1 逸度和逸度系数的定义
4.4.2 混合物的逸度与其组元逸度之间的关系
4.4.3 温度和压力对逸度的影响
基本要求
了解
l 逸度系数与p-V-T的关系式
理解
l 混合性质的概念
l 混合性质与偏摩尔量的关系
l 理想溶液及其标准态
掌握
l 混合体积变化和混合焓变的计算
l 逸度和逸度系数的定义
重点难点
重点
l 混合性质的概念
l 逸度与逸度系数的概念
难点
l 混合过程的焓变化
基本内容
4.4 逸度和逸度系数
4.4.4 逸度和逸度系数的计算
4.4.5 液体的逸度
基本要求
了解
l 混合物的逸度和逸度系数的计算
理解
l 液体的逸度的计算
掌握
l 纯组分逸度和逸度系数的计算
重点难点
重点
l 纯组分逸度和逸度系数的计算
难点
l 利用状态方程计算逸度系数
l 用对应态原理计算逸度系数
基本内容
4.5 理想混合物
4.6 活度和活度系数
基本要求
了解
l 理想混合物的定义
l 活度的定义
l 活度系数
理解
l 理想溶液及其标准态
l 活度系数标准态的选择
l 超额性质的定义
掌握
l 理想混合物的相关热力学性质
l 超额性质与活度系数的关联
重点
l 理想混合物的相关热力学性质
l 超额性质的定义
难点
l 理想溶液及其标准态
l 活度系数标准态的选择
基本内容
4.7 活度系数模型
基本要求
了解
l 正规混合物的概念及方程适用条件
l 无热混合物的概念及方程适用条件
l 半经验型活度系数方程
理解
l 局部组成的概念
掌握
l Margulas方程的应用及适用条件
l VanLaar 方程的应用及适用条件
l 基于局部组成的活度系数方程
l Wilson方程
l NRTL方程
重点难点
重点
l Margulas方程的应用及适用条件
l VanLaar 方程的应用及适用条件
l 基于局部组成的活度系数方程
难点
l 几种典型的活度系数模型的选择与应用
第5章 相平衡
目的要求
l 通过本章学习,能学会应用华工热力学的知识处理汽液平衡计算(主要是泡、露点的计算),并能处理一些简单的液液平衡问题。
了解
l 平衡判据
l 相对挥发度
l 相平衡常数
l 泡、露点的概念
l 汽液平衡相图的类型、构成等
l 高压汽液平衡相图的特点
l “逆向”现象
l 汽液平衡一致性校验的依据
理解
l 相平衡的五个判据
l 高压汽液平衡的几个基本关系式
l 高压相平衡计算
l 二元液液平衡计算的基本关系式及简单计算
掌握
l 低压下汽液平衡的表达式及计算
l 中低压下泡、露点计算
l K值法
l 状态方程计算高压汽液平衡
l 活度系数法计算高压汽液平衡
l K值法计算高压汽液平衡
本章主要内容
5.1 相平衡基础
5.2 互溶系统的汽液平衡关系式
5.3 中低压下汽液平衡
5.4 高压下汽液平衡
5.5 汽液平衡的热力学一致性检验
重点难点
重点
l 平衡判据
l 汽液平衡一致性校验的依据
l 液液平衡判据
l 中低压下泡、露点计算
l K值法
基本内容
5.1 相平衡基础
5.2 互溶系统的汽液平衡关系式
基本要求
了解
l 相对挥发度
l 相平衡常数
l 泡、露点的概念
l 汽液平衡相图的类型、构成等
理解
l 相平衡的五个判据
l 常用汽液平衡计算式
掌握
l 相平衡的五个判据
l 相律应用
重点难点
重点
l 平衡判据
l 相律
l 常用汽液平衡计算式
难点
l 相律应用
l 常用汽液平衡计算式
基本内容
5.3 中、低压下汽液平衡
基本要求
了解
l 中、低压下汽液平衡相图
理解
l 正偏差与负偏差体系
掌握
l 中低压下泡点和露点计算
重点难点
l 中低压下泡点和露点计算
第6章 化工过程能量分析
目的要求
了解
l 热力学第一定律
l 热力学第二定律
l 过程能量分析评价的理论和方法
理解
l 熵增、熵产生与熵平衡
l 理想功、损失功与热力学效率
l 理解能量的可利用程度或品质的高低
掌握
l 理想功、损失功与热力学效率的计算
l 有效能的定义及计算
l 化工过程能量分析的方法
本章主要内容
重点难点
重点
l 理想功、损失功与热力学效率;
l 有效能的定义及计算
难点
l 化工过程能量分析的方法
基本内容
6.1 热力学第一定律——能量转化与守恒方程
基本要求
了解
l 能量的种类和品位
理解
l 不同系统热力学第一定律表示形式
掌握
l 热力学第一定律的不同表示形式及应用
重点难点
l 稳流体系热力学第一定律的应用
基本内容
6.2 热力学第二定律
基本要求
了解
l 不可逆性
l 熵的定义
理解
l 熵增原理
l 熵产
l 熵流
掌握
l 熵平衡
重点难点
l 熵增原理
l 熵平衡
基本内容
6.3 理想功、损失功与热力学效率
6.4 有效能
基本要求
了解
l 完全可逆的含义
l 轴功的定义
l 热力学效率
理解
l 理想功和损失功的定义
掌握
l 理想功和损失功的计算
重点难点
重点
l 理想功和损失功的计算
基本内容
6.5 化工过程能量分析及合理用能
基本要求
了解
l 过程热力学分析的方法
l 合理用能的原则
理解
l 过程热力学分析的必要性
掌握
l 理想功、损失功和热力学效率法
l 有效能衡算和有效能效率法
附录(可能用到的公式):
1.
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3.;
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5.;
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