“化工熱力學(xué)”是化學(xué)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(xué)為基礎(chǔ)由化學(xué)熱力學(xué)和工程熱力學(xué)組合而成的一門學(xué)科,它為分離工程、反應(yīng)工程及系統(tǒng)工程等打下理論基礎(chǔ)。通過本課程的教學(xué)，使學(xué)生掌握流體熱力學(xué)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(xué)性質(zhì)的計(jì)算及應(yīng)用，掌握溶液的性質(zhì)，會(huì)用溶液理論及狀態(tài)方程計(jì)算各種流體的相平衡，為化工過程的設(shè)計(jì)打下牢固的基礎(chǔ)。學(xué)會(huì)利用熱力學(xué)的原理和方法對(duì)化工過程進(jìn)行的可行性和能量的有效利用進(jìn)行分析，為工藝的改進(jìn)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(xué)性質(zhì)、液相的活度系數(shù)及流體相平衡計(jì)算和化工過程熱力學(xué)分析為重點(diǎn)內(nèi)容。

本課程的目標(biāo)是：

在理解熱力學(xué)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(jì)算的途徑和方法。利用熱力學(xué)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(xué)基本概念和熱力學(xué)基本定律，以及由此導(dǎo)出的模型，從汽液相平衡和能量利用的角度對(duì)復(fù)雜化學(xué)工程問題解決方案進(jìn)行分析比較的能力。

能夠應(yīng)用相平衡時(shí)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(xué)相關(guān)概念，從相平衡和能量利用的角度，正確表達(dá)復(fù)雜化學(xué)工程問題。

認(rèn)識(shí)到化學(xué)工程問題有多種解決途徑，能夠根據(jù)熱力學(xué)基本原理、文獻(xiàn)調(diào)研、對(duì)比研究、實(shí)驗(yàn)等多種途徑找到解決相平衡和能量利用問題的途徑。

準(zhǔn)確理解使用基本概念、基本原理、基本方法及相應(yīng)表達(dá)系統(tǒng)，從邏輯上、定性定量說明自己的看法和觀點(diǎn)，有效進(jìn)行溝通。

課堂教學(xué)部分

第一章 緒論

化工熱力學(xué)研究的目的、意義和范圍，初步了解化工熱力學(xué)的內(nèi)容及安排，知道熱力學(xué)基本概念、熱力學(xué)性質(zhì)計(jì)算的一般方法，使學(xué)生對(duì)本課程有一個(gè)總體上的認(rèn)識(shí)。

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(xué)中最常用的表達(dá)系統(tǒng)特性的模型。要求掌握立方型狀態(tài)方程，能應(yīng)用立方型狀態(tài)方程計(jì)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(yīng)用；掌握對(duì)應(yīng)態(tài)原理（特別是三參數(shù)對(duì)應(yīng)態(tài)原理）；熟悉流體飽和熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算，熟練應(yīng)用Antoine方程、Rackett方程和修正的Rackett方程計(jì)算流體的飽和熱力學(xué)性質(zhì)；掌握混合法則，熟悉真實(shí)流體混合物性質(zhì)的計(jì)算。

第三章 純流體的熱力學(xué)性質(zhì)

要求應(yīng)用熱力學(xué)基本關(guān)系，針對(duì)均相封閉系統(tǒng)將有關(guān)的熱力學(xué)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(xì)講解隨著溫度、壓力、相態(tài)等所引起的焓變和熵變的計(jì)算。掌握定組成混合物熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算。熟悉常用的熱力學(xué)性質(zhì)圖、表的使用。

第四章 均相流體混合物的熱力學(xué)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(xué)性質(zhì)。其中重點(diǎn)包括偏摩爾性質(zhì)、逸度系數(shù)、活度系數(shù)的計(jì)算。要求掌握均相敞開系統(tǒng)熱力學(xué)關(guān)系和化學(xué)勢(shì)概念，摩爾性質(zhì)和偏摩爾性質(zhì)之間的關(guān)系。熟練應(yīng)用Gibbs-Duhem方程計(jì)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(xué)性質(zhì)的變化、混合物中組分逸度及其計(jì)算方法。了解理想溶液的性質(zhì)，掌握真實(shí)溶液超額性質(zhì)與活度系數(shù)的計(jì)算及相關(guān)的熱力學(xué)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(jì)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(jì)算。掌握汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn)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(jì)算。

第六章 流動(dòng)系統(tǒng)的熱力學(xué)原理及應(yīng)用

要求掌握熱力學(xué)第一定律和第二定律在穩(wěn)定流動(dòng)系統(tǒng)中的應(yīng)用，熟練應(yīng)用熱力學(xué)第一定律和第二定律進(jìn)行化工過程的熱力學(xué)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(dòng)力循環(huán)與制冷循環(huán)。