“化工熱力學”是化學工程與工藝專業(yè)本科生的一門必修的專業(yè)基礎(chǔ)課,它是以物理化學為基礎(chǔ)由化學熱力學和工程熱力學組合而成的一門學科,它為分離工程、反應工程及系統(tǒng)工程等打下理論基礎(chǔ)。通過本課程的教學，使學生掌握流體熱力學性質(zhì)概念，掌握均相封閉系統(tǒng)、非均相封閉系統(tǒng)和敞開系統(tǒng)流體熱力學性質(zhì)的計算及應用，掌握溶液的性質(zhì)，會用溶液理論及狀態(tài)方程計算各種流體的相平衡，為化工過程的設(shè)計打下牢固的基礎(chǔ)。學會利用熱力學的原理和方法對化工過程進行的可行性和能量的有效利用進行分析，為工藝的改進過程和提高能量利用率指出方向和方法。其中狀態(tài)方程、流體熱力學性質(zhì)、液相的活度系數(shù)及流體相平衡計算和化工過程熱力學分析為重點內(nèi)容。
本課程的目標是：
在理解熱力學基本概念的基礎(chǔ)上，利用逸度相等的原理，分析確定汽液相平衡計算的途徑和方法。利用熱力學第二定律及其模型，分析判斷過程能量利用的完善程度，找出能量利用的優(yōu)化方向。
具有利用熱力學基本概念和熱力學基本定律，以及由此導出的模型，從汽液相平衡和能量利用的角度對復雜化學工程問題解決方案進行分析比較的能力。
能夠應用相平衡時組分逸度相等原理、質(zhì)量平衡方程、能量平衡方程、熵平衡方程及熱力學相關(guān)概念，從相平衡和能量利用的角度，正確表達復雜化學工程問題。
認識到化學工程問題有多種解決途徑，能夠根據(jù)熱力學基本原理、文獻調(diào)研、對比研究、實驗等多種途徑找到解決相平衡和能量利用問題的途徑。
準確理解使用基本概念、基本原理、基本方法及相應表達系統(tǒng)，從邏輯上、定性定量說明自己的看法和觀點，有效進行溝通。
課堂教學部分
第一章 緒論
化工熱力學研究的目的、意義和范圍，初步了解化工熱力學的內(nèi)容及安排，知道熱力學基本概念、熱力學性質(zhì)計算的一般方法，使學生對本課程有一個總體上的認識。
第二章 流體的p－V－T關(guān)系
主要介紹流體（氣體和液體）尤其是氣體的p－V－T狀態(tài)方程。它們是化工熱力學中最常用的表達系統(tǒng)特性的模型。要求掌握立方型狀態(tài)方程，能應用立方型狀態(tài)方程計算氣體或液體的摩爾體積；了解多參數(shù)狀態(tài)方程在化工過程中的應用；掌握對應態(tài)原理（特別是三參數(shù)對應態(tài)原理）；熟悉流體飽和熱力學性質(zhì)的計算，熟練應用Antoine方程、Rackett方程和修正的Rackett方程計算流體的飽和熱力學性質(zhì)；掌握混合法則，熟悉真實流體混合物性質(zhì)的計算。
第三章 純流體的熱力學性質(zhì)
要求應用熱力學基本關(guān)系，針對均相封閉系統(tǒng)將有關(guān)的熱力學函數(shù)（如U，H，S，A，G等）與p－V－T關(guān)系和Cpig聯(lián)系起來。本章以焓和熵為例，詳細講解隨著溫度、壓力、相態(tài)等所引起的焓變和熵變的計算。掌握定組成混合物熱力學性質(zhì)的計算。熟悉常用的熱力學性質(zhì)圖、表的使用。
第四章 均相流體混合物的熱力學性質(zhì)
主要內(nèi)容包括混合物的性質(zhì)、逸度、活度等與平衡有關(guān)的均相敞開系統(tǒng)的熱力學性質(zhì)。其中重點包括偏摩爾性質(zhì)、逸度系數(shù)、活度系數(shù)的計算。要求掌握均相敞開系統(tǒng)熱力學關(guān)系和化學勢概念，摩爾性質(zhì)和偏摩爾性質(zhì)之間的關(guān)系。熟練應用Gibbs-Duhem方程計算混合物中各組分偏摩爾性質(zhì)之間的關(guān)系。掌握混合過程熱力學性質(zhì)的變化、混合物中組分逸度及其計算方法。了解理想溶液的性質(zhì)，掌握真實溶液超額性質(zhì)與活度系數(shù)的計算及相關(guān)的熱力學模型。
第五章 相平衡
掌握相平衡的判據(jù)和混合物的汽液平衡相圖。熟練掌握狀態(tài)方程法和活度系數(shù)法計算中、低壓下混合物的汽液平衡。熟練掌握Van Laar方程、Wilson方程模型參數(shù)的計算。掌握汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學一致性檢驗方法。了解液液平衡、氣液平衡、固液平衡和高壓汽液平衡的相關(guān)理論與計算。
第六章 流動系統(tǒng)的熱力學原理及應用
要求掌握熱力學第一定律和第二定律在穩(wěn)定流動系統(tǒng)中的應用，熟練應用熱力學第一定律和第二定律進行化工過程的熱力學分析、為能量的合理利用提供依據(jù)。了解氣體的壓縮與膨脹過程以及動力循環(huán)與制冷循環(huán)。
