《化工热力学》课程教学大纲.

合集下载

《化工热力学》课程教学大纲

《化工热力学》课程教学大纲

《化工热力学》课程教学大纲课程名称:化工热力学课程编码:18000036学时:48学时学分:3学分开课学期:第5学期课程类别:专业课课程性质:专业必修课适用专业:化工工艺先修课程:高等数学、大学物理、物理化学、工程力学一、课程的性质、目的与任务《化工热力学》是化学工程与工艺专业本科生的一门重要的专业基础课,也是该专业的主干课程。

热力学是一门研究能量、物质和它们之间相互作用规律的科学。

在化工生产以及化工过程的开发设计中有重要的意义。

该门课系统地介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法。

它以热力学第一、第二定律为基础,研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用,深刻阐述了各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。

它不但成为化工过程各环节进行理论分析的依据,而且提供了有效的计算方法,成为化学工程学的重要组成部分,是化学工程与工艺专业学生必须掌握的专业基础知识。

其主要任务是培养学生运用热力学原理分析和解决化工生产中有关能量转换、相变和化学变化的实际问题的能力,初步掌握化学过程设计与研究中获取物性数据,对化工过程进行有关计算的方法。

通过本课程的学习,使学生获得巩固的专业理论基础知识,并培养和提高学生从事专业生产管理,设计开发和科学研究工作的理论分析能力。

二、基本要求通过本课程的学习,应使学生掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识;能利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和研究;能利用化工热力学的方法,对化工中涉及的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算;并学会利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析等。

根据大纲要求,选用陈钟秀、顾飞燕和胡望明主编,化学工业出版社出版的《化工热力学》作为教材。

因为该教材与大纲要求基本适应。

化工热力学是一门理论性较强的课程,在教学方法上应以课堂讲授为主,对理论的讲授应注重学生对基本概念的理解,在理解的基础上明确重点公式的推导过程,及适用条件;并结合生产生活实例,培养学生分析、解决问题的能力。

《化工热力学》-大纲

《化工热力学》-大纲

《化工热力学》-大纲南京工业大学编(高纲号 0698)《化工热力学》大纲一、课程性质及其设置目的与要求(一)课程性质和特点《化工热力学》是我省高等教育自学考试化学工程专业(本科段)的一门专业课,是化学工程学分支学科之一。

《化工热力学》课程结合化工过程阐述热力学定律及其运用,是化工过程研究、设计和开发的理论基础。

本课程以“高等数学”、“大学物理”、“化学”、“物理化学”、“微机基础”和“算法语言”等为先修课程。

要求学生在学完“物理化学”,对化工厂有了初步认识(经过化工厂认识实习或化工厂实际工作),并在具备化工过程和设备初步知识(至少学完“化工原理”上册)的基础上进行学习。

本课程学完后,应考者应初步具备运用热力学定律和有关理论知识,对化工过程进行热力学分析的基本能力;应初步掌握化学工程设计和研究中获取热力学数据的方法,对化工过程进行相关计算的方法。

为学习后续课程和从事化工类专业实际工作奠定基础。

(二)本课程的基本要求1、熟悉流体P—V—T关系及其计算,纯物质热力学性质基本关系式和计算方法。

掌握以偏心因子ω为第三参数的普遍化法计算P—V—T数据和焓(H)、熵(S)数据。

掌握剩余性质定义、物理意义、计算方法及在热力学计算中的运用。

熟悉常用的热力学图表。

2、较深入地理解热力学第一定律和第二定律的基本原理。

掌握能量平衡方程,能熟练进行化工厂常见的稳流过程(如换热、流体输送等)的热功计算。

领会理想功、损失功和有效能(火用)等定义、物理意义、计算方法、运用和相互关系,能对化工过程能量利用的合理性进行初步评价。

3、熟悉蒸汽动力循环和制冷循环装置、工作原理和相关计算。

4、领会溶液热力学基本概念。

掌握偏摩尔性质、混合过程性质变化、逸度和逸度系数、活度和活度系数以及超额性质等定义、物理意义、计算方法和运用。

熟悉上述各性质间相互关系,熟悉理想溶液和非理想溶液的热力学特性。

5、熟悉相平衡条件和相平衡判据、相律及应用、完全互溶二元体系相图。

《化工热力学》课程教学大纲

《化工热力学》课程教学大纲
5/2
两相系统的热力学性质及热力学图表
2
纯流体的热力学性质图,干度的概念及表达式,T-S图及其应用、热力学性质图表制作原理
课堂讲授与讨论
课堂讨论:干度的求解、T-S图及其应用
6/1
变组成体系的热力学性质
2
溶液的概念,敞开体系的热力学关系,化学位及其表达式,偏摩尔概念的引入
课堂讲授与讨论
课堂讨论:敞开体系的热力学关系及化学位特点
5%
期中考试
闭卷,按照期中考试成绩进行评价,百分制。
20%
期末考试
按照期末考试成绩进行评价,百分制。
70%
大纲编写时间:
系(部)审查意见:

系(部)主任签名:日期:年月日
注:1、课程教学目标:请精炼概括3-5条目标,并注明每条目标所要求的学习目标层次(理解、运用、分析、综合和评价)。本课程教学目标须与授课对象的专业培养目标有一定的对应关系
2
理想功、损失功及热力学效率的概念、物理意义及其计算
课堂讲授与讨论
课后作业:关于理想功、损失功及热力学效率的计算
15/1
蒸汽动力循环
2
蒸汽动力循环,节流膨胀与做外功的绝热膨胀
课堂讲授与讨论
课堂讨论:节流膨胀与做外功绝热膨胀的比较
16/1
制冷循环
2
蒸汽压缩制冷,吸收式制冷,热泵及其应用
课堂讲授与讨论
课堂讨论:吸收制冷循环原理
3/2
热力学性质之间的关系
2
热力学函数的分类,热力学函数的四大微分方程式及其适用条件,点函数的概念、意义和作用,以及点函数间的基本关系式
课堂讲授与讨论
课堂测验:关于点函数的证明及关系式推导
4/1
Maxwell麦克斯韦关系式

化工热力学课程教学大纲

化工热力学课程教学大纲

《化工热力学》课程教学大纲课程名称:化工热力学课程类型: 专业课总学时: 54 讲课学时: 54 实验学时:0学分: 3适用对象: 化学工程、化学工艺、有机化工、石油加工技术先修课程:物理化学、化工工艺学、化工原理、高等数学、计算机语言一、课程性质、目的与任务化工热力学是化学工程的重要分支和基础学科,是化工工艺专业及相关专业的专业基础课。

化工热力学的原理和应用知识,是从事化工过程的研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础,是一门理论性与工程应用性均较强的课程。

化工热力学就是运用经典热力学的原理,结合反映系统特征的模型,解决工业过程(特别是化工过程)中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。

为学习后续课程和解决化工过程的实际问题打下牢固的基础。

二、教学基本要求设置本课程,为了使学生能够掌握化工热力学的基本概念;能利用化工热力学的原理和模型计算化工中涉及热力学数据,能够利用相平衡原理和化学反应平衡原理分析问题;学习能量分析的基本方法。

通过本课程学习,要求学生:(1)理解化工热力学的基本概念和基本原理;(2)根据所要解决问题的性质,选择和使用计算流体热力学性质的数学模型;(3)计算化工过程的能量变化;(4)计算纯流体和混合物的相平衡和化学反应平衡;(5)了解热力学在化工过程中的主要实际应用。

四、课程的重点和难点1绪论重点:明确化工热力学的主要任务难点:认识化工热力学的重要作用2 流体的PVT关系重点:PR方程,以偏心因子为第三参数的普遍化法。

难点: P-V图、P-T图上点线面的关系,各种状态方程的特点,对比态原理的理解。

3 流体的热力学性质重点:剩余性质的概念与计算难点 :根据实际需要选择合适的计算方法4 化工过程的能量分析重点:稳定流动体系能量平衡方程中各项意义,计算基准及其在工程上的应用。

难点:正确理解热力学第二定律。

5 蒸汽动力循环和制冷循环重点:正确理解制冷原理,理解同样的制冷原理可用于制冷和供热。

化工热力学教学大纲

化工热力学教学大纲

《化工热力学》课程教学大纲一、大纲说明课程名称:化工热力学课程名称(英文):Thermodynamics of chemical engineering适用专业:化学工程与工艺课程性质:专业必修课程总学时:54 其中理论课学时: 54 实验课学时:0学分:3先修课程:物理化学,化工原理二、本课程的地位、性质和任务本课程是化学工程学的重要组成部分,是化工过程研究、开发和设计的理论基础。

本课程是在学生学过物理化学,完成化工厂生产实习,并具备化工过程和设备的知识基础上讲授。

本课程任务是以热力学第一、二定律为基础,研究化工过程各种能量的相互转化及其有效利用,培养学生节约能源、合理利用能源的观点;研究各种物理和化学变化过程中达到平衡的理论极限、条件和状态,为分离过程、化学反应过程提供相平衡和化学平衡数据;使学生掌握热力学性质数据的获取方法,培养学生树立工程观点,养成实事求是、科学严谨的工作作风,提高理论联系实际的工程实践能力;为学习后续课程及毕业后参加实际工作奠定基础。

三、教学内容、教学要求第一章绪论(2学时)教学内容1.化工热力学研究范围和研究方法。

2.化工热力学在化学工业上应用。

3.名词和定义。

教学要求了解:化工热力学及其在化工中应用。

理解:化工热力学研究对象。

掌握:化工热力学研究的特点。

重点与难点重点:化工热力学研究的特点。

难点:通过大量举例使学生深刻认识化工热力学的重要作用。

第二章流体的 PVT 关系(6学时)教学内容1.纯流体PVT关系;P-V 图、P-T 图。

2.真实流体状态方程:维里方程、范德华方程、Redlich-Kwong 方程。

3.状态方程的选用。

4.对比态原理:对比态原理、偏心因子概念。

5.多组分流体的PVT关系。

教学要求了解:流体PVT关系,它是热力学性质的基础。

理解: PVT是可直接测量性质。

掌握: 其它热力学性质由PVT数据计算得到。

重点与难点重点:R-K 方程。

要求学生对此有清楚的了解,掌握其计算方法。

《化工热力学》教学大纲

《化工热力学》教学大纲

《化工热力学》教学大纲Chemica1EngineeringThermodynamics一、课程基本信息学时:48学分:3.0考核方式:考试,平时成绩占总成绩的30%中文简介:化工热力学是化学工程学的重要分支之一,与化学反应工程、分离工程关系密切,它是化工过程研究、开发和设计的理论基础。

它是将热力学理论和化学现象相结合,用热力学的定律、原理、方法来研究物质的热性质、化学过程及物理变化实现的可能性、方向性及进行限度等问题。

课程的重点在于能量和组成的计算,主要包括P-V-T关系、逸度、活度、相平衡,并且还有部分工程热力学的内容,如热机原理、制冷原理及其相关计算等。

二、教学目的与要求化工热力学的原理和应用知识是从事化工过程研究、开发以及设计等方面工作必不可少的重要理论基础,是一门理论性与工程应用性均较强的课程。

化工热力学就是运用经典热力学的原理,结合反映系统特征的模型,解决工业过程(特别是化工过程)中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。

本课程的任务是概括、深化热力学的基本定律和有关的理论知识,研究化工过程中各种能量的相互转化和有效利用,研究各种物理化学变化过程达到平衡的理论极限、条件或状态,从而使学生获得巩固的专业理论基础知识,培养和提高学生从事化工生产、设计和科学研究工作的理论分析能力。

三、教学方法与手段1、突出重点,把教师讲授与课堂讨论相结合。

2、精讲多练,把现代教育技术(PPt课件或CA1课件)与传统黑板板书相结合。

四、教学内容及目标重点与难点:节流效应,等牖膨胀效应;Rankine循环过程及其热效率的计算;Rankine循环过程改进。

衡量学习是否达到目标的标准:熟悉蒸汽动力循环中能力利用与消耗的计算;独立完成课后习题7-17、19、20O五、推荐教材和教学参考资源1.冯新,宣爱国凋彩荣.化工热力学(第一版).北京:化学工业出版社,2010.2.张乃文,陈嘉宾,于志家.化工热力学.大连:大连理工大学出版社,2006.3.陈钟秀,顾飞燕,胡望明.化工热力学(第二版).北京:化学工业出版社,2001.4.陈志新,蔡振云,胡望明.化工热力学.北京:化学工业出版社,2001.5.朱自强,徐讯.化工热力学(第二版).北京:化学工业出版社,1991.。

化工热力学教学大纲

化工热力学教学大纲

具备运用热力学知识解决实际化工问题的能 力,如反应热计算、相平衡预测等。
04
培养学生的创新思维和实践能力,提高分析 和解决问题的能力。
课程内容与结构安排
热力学基本概念
温度、压力、热量、功等基本概念 ;状态方程与状态参数;理想气体 与实际气体模型。
热力学第一定律
能量守恒原理;热力学第一定律表 达式;焓、熵等热力学函数;稳流 过程与循环过程的热力学分析。
06 溶液热力学性质及应用
溶液组成表示方法及性质
组成表示方法
介绍质量分数、摩尔分数、质量摩尔 浓度等表示溶液组成的方法。
溶液的性质
阐述溶液的均一性、稳定性、各向同 性等基本性质,以及稀溶液的依数性 。
溶液热力学性质计算
01
热力学基本方程
介绍如何利用热力学基本方程计 算溶液的热力学性质,如内能、 焓、熵等。
03
理想气体状态方程及性质
ห้องสมุดไป่ตู้
01
理想气体状态方程
介绍理想气体状态方程的形式和适用条件,解释方程中 各个物理量的含义和单位。
02
理想气体性质
阐述理想气体的基本性质,如压缩性、膨胀性、热容等 ,并解释这些性质在实际应用中的意义。
03
理想气体的微观模型
介绍理想气体的微观模型,如分子无相互作用力、分子 间距离大等,以加深对理想气体性质的理解。
气体混合物性质计算
气体混合物的组成表示方 法
介绍气体混合物的组成表示方法,如摩尔分 数、质量分数等,并解释各种表示方法的优 缺点及适用场合。
气体混合物的物性计算
阐述气体混合物的物性计算方法,如平均摩尔质量 、平均热容、平均压缩因子等,并给出相应的计算 公式和实例。
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

《化工热力学》课程教学大纲
课程代码:040310
课程名称:化工热力学/Chemical Engineering Thermodynamics
学时/学分:48/3
先修课程:物理化学
适用专业:化学工程与工艺本科
开课院系:化学化工学院化学工程与工艺系
教材:陈钟秀,顾飞燕,胡望明编. 化工热力学. 北京:化学工业出版社.2004
主要参考书:
1.金克新,赵传钧,马沛生.化工热力学. 天津:天津大学出版社.2003
2.陈新志,蔡振云,胡望明.化工热力学. 北京:化学工业出版社.2001
3 .Smith J M and Van Ness H C. Introduction to Chemical
Engineering .Thermodynamics. 4th ed. McGraw-Hill. New York.1996
一、课程的性质和任务
化工热力学是化学工程学科的一个重要分支,也是化学工程与工艺专业必修的专业基础课程。

化工热力学是将热力学原理应用于化学工程技术领域,其主要任务是以热力学第一、第二定律为基础,研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用,研究各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。

本课程将热力学的理论应用于化工生产中的真实流体和混合体系,解决化工过程中的热力学问题,培养学生从热力学的基本定律和定义出发,利用有限的资料解决工程问题的能力。

它是化工过程研究、开发与设计的理论基础。

要求通过本课程的学习,要求掌握常用的几种气体状态方程,掌握流体热力学性质的计算方法,熟悉化工过程的热力学分析方法及其在化工节能领域的应用,掌握汽液平衡的计算方法,熟悉化学反应平衡的计算,了解物性数据估算等关键内容。

二、课程的内容和基本要求
绪言
要求:了解课程性质、任务、要求、学习注意点。

第一章真实流体的PVT关系
流体的PVT关系是化工工艺设计计算和研究热力学问题的基础,重点讲解加压下真实气体及其混合物的PVT关系的计算方法。

1.1 真实气体状态方程
要求:掌握有关状态方程的理论基楚、适用范围和计算方法,掌握真实气体对理想气体的偏差,范德化方程,维里方程,R-K方程及其改良形式,多参数方程等。

1.2 对比态原理及应用
要求:掌握对比状态原理,以偏心因子为第三参数的通用关系式,能正确使用三参数通用关系式计算真实气体的压缩因子、PVT关系。

1.3 真实气体混合物的PVT关系
要求:掌握临界参数法,混合物的维里方程,混合物的状态方程,能正确选用恰当的方法解决真实气体混合物的PVT关系问题。

1.4 液体的PVT关系
要求:熟悉液体的状态方程、通用关系式。

第二章纯流体的热力学性质
重点讲解真实流体热力学函数计算的原理和方法,纯物质的逸度和逸度系数,热力学图表。

2.1 热力学性质间的基本关系
要求:掌握热力学第一、第二定律及热力学函数的定义,熟悉热力学基本方程式,熟悉重要的热力学函数关系式。

2.2 纯流体热力学性质计算
要求:掌握参比态的概念,剩余函数定义,真实流体焓和熵的计算原理,剩余焓、剩余熵的计算方法,内能、自由能、自由焓的计算方法。

2.3 逸度和逸度系数
要求:掌握逸度和逸度系数的定义,纯气体逸度的计算,纯液体逸度的计算,压强对逸度的影响。

2.4 热力学图表
要求:掌握温—熵图,压—焓图,理解图中主要曲线的热力学特征,熟悉热力学图表的使用方法。

第三章流体混合物的热力学性质
重点讲解变组成体系的热力学性质,偏摩尔性质,混合流体的组分分逸度和分逸度系数,理想溶液,活度和活度系数计算方程。

3.1 变组成体系热力学基本方程
要求:掌握开放体系热力学第一定律。

3.2 偏摩尔性质
要求:掌握偏摩尔量的性质及加和公式。

3.3 混合物逸度和逸度系数
要求:掌握混合物中组份的分逸度和分逸度系数的概念和计算方法。

3.4 理想溶液
要求:掌握理想溶液的模型,掌握理想溶液中的偏摩尔热力学函数与摩尔函数的关系,熟悉L-R定则。

3.5 活度与活度系数
要求:掌握活度及活度系数定义,溶液的超额性质,掌握如何从超额函数推算活度系数,掌握液相活度系数估算方程,重点熟悉Margules方程、Van Laar方程、Wilson方程和NRTL方程。

第四章压缩与冷冻
重点讲解开放体系的热力学第一定律,压缩过程重要技术参数计算,单级蒸汽压缩制冷循环,火用概念及应用。

4.1 开放体系热力学第一定律
要求:掌握稳流过程的热力学第一定律及表达式。

4.2 压缩过程
要求:掌握压缩过程的热力学分析,掌握单级压缩机工作参数的计算,了解多级压缩过程。

4.3 蒸汽压缩制冷循环
要求:掌握节流过程的热力学特性,掌握蒸汽压缩制冷循环工作参数的计算方法,了解其它形式的制冷,冷冻剂和制冷剂的选择。

4.4 火用概念及应用
要求:熟悉火用的概念,熟悉封闭体系和稳流体系火用的计算,了解合理用能的概念。

第五章相平衡计算
重点讲解相平衡的基本关系式和分类,相平衡的表示方法,根据相平衡的条件正确判别平衡类型,并选用适当的方法进行相平衡计算,重点讲解汽相是理想气体、液相是非理
想溶液体系的相平衡计算。

5.1 相平衡概念及分类
要求:掌握相平衡的基本关系式和分类,相平衡的表示方法,
5.2 汽液相平衡计算
要求:掌握选用适当的方法进行相平衡计算,重点掌握汽相是理想气体、液相是非理想溶液体系的相平衡计算。

5.3 热力学一致性检验
要求:掌握热力学一致性检验的原理,掌握面积校核法,微分校核法。

第六章化学反应平衡
重点讲解化学反应进度,平衡常数及计算,复杂反应体系的化学反应平衡计算。

6.1 化学反应平衡基础
要求:掌握化学反应计量系数和反应度概念及表达式,。

6.2 平衡常数与平衡组成
要求:掌握标准自由焓变和平衡常数的关系。

6.3 复杂体系的化学反应平衡
要求:掌握复杂反应体系的自由度分析,掌握化学反应平衡计算中的平衡常数法、总自由焓极值法。

第七章物性数据估算
重点讲解流体热力学性质的估算方法。

7.1 基本物性参数估算
要求:了解临界常数、正常沸点等热力学性质的估算方法。

7.2 其他热性质估算
要求:了解流体蒸汽压、流体热化学性质的估算方法。

四、对学生能力培养的要求
1.学会如何利用热力学原理解决与化工过程相关的实际问题,使学生学会用热力学的基本原理与方法,提高解决实际问题的能力。

2.在课程学习中建立与化工热力学相关的工程概念;
3.使学生利用真实体系(纯气体、气体混合物、液体)的PVT关系解决实际体系的相关参数的计算问题,如摩尔体积、比容等的计算;
4.使学生利用剩余焓和剩余熵概念解决实际体系的热力学函数,包括内能、焓、熵、自由能、自由焓等的计算;
5.使学生学会压缩过程参数的计算方法,学会压缩制冷循环参数计算及制冷剂选择等方法;
6.使学生学会逸度及逸度系数、活度及活度系数的计算原理及方法,学会根据实际平衡体系的条件选择相平衡的计算方法,学会热力学一致性校核。

7.使学生初步学会化学反应平衡体系的计算方法;
五、说明
1.本课程与其它课程的联系与分工
本课程的先修课程为“物理化学”,本课程内容的基础概念和基本定律在“物理化学”课程中已经学过,本课程是“物理化学”课程的深化,“物理化学”课程的研究对象主要为理想体系、纯物质、封闭体系,本课程研究对象为真实体系、混合物、开放体系;本课程的内容为后续的“分离工程”、“毕业设计”等课程提供基础。

2.课程内容的重点、难点
本课程为化工类工科专业的必修课程,考虑工科的特点,重点为掌握各种热力学性质计算的方法选择,难点在于根据实际体系与条件判断问题的实质,教会学生分析问题、解决问题的能力。

3.有关课程考核问题
本课程为考试课程,实行期中和期末书面闭卷考试。

4.其它需要说明的问题
本课程相关的实验将在本专业的后续专业实验中进行。

相关文档
最新文档