化工热力学第一章课件PPT

化工热力学
第一章
绪论
1824 年 ， 法 国 工 程 师 Carnot 发表了 “ 关于火的动力研究” 的 论文。 他通过对自己构想的理想热机的 分析得出结论：热机必须在两个热源 Carnot 之间工作，理想热机的效率只取决于 两个热源的温度，工作在两个一定热 (1796 - 1832) 源之间的所有热机，其效率都超不过 可逆热机，热机在理想状态下也不可 能达到百分之百。这就是卡诺定理。
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第一章
绪论
教材和参考书
4 陈新志, 蔡振云, 胡望明. 化工热力学, 北京：化学工业出版社
5 Smith J M, Van Ness H C, Abbott M M. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6th ed. New York: McGrawHill
化工热力学
第一章
绪论 ）
苯乙烯正常沸点为418K，汽化热为40.31KJ/mol。若控制
蒸馏温度为30℃，压力应控制为多少？（
A、24.8KPa；B、0.12KPa；C、12.4KPa； D、1.24KPa
p2 vap H m 1 1 ln ( ) p1 R T1 T2
——Clausius-Clapeyron方程 克劳修斯-克拉佩隆方程
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化工热力学
第一章
绪论
教学内容
Chap Chap Chap Chap Chap Chap Chap 1 2 3 4 5 6 7 绪论 流体的PVT关系：状态方程式 纯流体的热力学性质计算 热力学第一定律及其应用 热力循环-热力学第二定律及其应用 化工过程热力学分析 溶液热力学基础
化学热力学（Chemical Thermodynamics） ：
研究物质的热性质 以热力学定律为基础， （如 H、S 等）
化学、物理过程的方向和限度 （化学平衡、相平衡） 等普遍规律。
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第一章
绪论
Energy
三个“E” Entropy Equilibrium
化工热力学：
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第一章
绪论
1798年，英国物理学家和政治学Fra Baidu bibliotekBenjamin Thompson (1753-1814)通过跑堂钻孔实验开始对功转 换为热进行定量研究。 1799年，英国化学家Humphry Davy (1778-1829) 通过冰的摩擦实验研究功转换为热。
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U Q W
Joule (1818 - 1889)
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第一章
绪论
1850年，德国物理学家Clausius 指出：
热不能自动地从低温物体传到高温物体。 这个结论称为热力学第二定律。
1854年给出了热力学第二定律的数学 表达式； 1865年提出“熵”的概念。
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化工热力学
第一章
绪论
法国工程师 Clapeyron (1799 - 1864)把卡诺循 环以解析图的形式表示出来，并用卡诺原理研 究了气液平衡， 导出了克拉佩隆方程。
dp H dT T V
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第一章
绪论
1843-1848年， 英国酿酒商 Joule 用焦耳实验论述了能量守恒和转 化定律。焦耳的热功当量实验室 热力学第一定律的实验基础。
以化学热力学和工程热力学为基础， 研究化工生产中 的实际问题。
Energy 四个“E”
Entropy
Equilibrium
Chemical Engineering
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第一章
绪论
2. 化工热力学的任务
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化工热力学
化工热力学专家：
马沛生 汪文川 陈钟秀 陆小华 刘洪来 蒋登高 王延吉 陈新志 任保增 郑丹星 于养信 张乃文 董新法 郭绪强 陈光进
学术委员会：
第一章
绪论
天津大学 北京化工大学 浙江大学 南京工业大学 华东理工大学 郑州大学 河北工业大学 浙江大学 郑州大学 北京化工大学 清华大学 大连理工大学 华南理工大学 中国石油大学（北京） 中国石油大学（北京）
流体性质
传递性质 ：物质或能量传递过程的非平 衡特性，如导热系数、粘度、 扩散系数等。
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第一章
绪论
能量转换 以及与能量转换有关的 热力学研究能量、
物性间相互关系。
从十八世纪末到十九世纪初开始，随着蒸汽机在 生产中的广泛应用，如何充分利用热能来推动机械作 功成为重要的研究课题。
之平衡” 的论文。 他在熵函数的基础上，引出了平
衡的判据；奠定了化学热力学的重要
基础。 Gibbs (1839 - 1903)
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第一章
绪论
工程热力学（Engineering Thermodynamics）：
利用热力学定律， 研究热、功转化 以及提高能量转化 效率的途径。
Clausius (1822 - 1888)
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第一章
绪论
1851 年，英国物理学家 Kelvin 指出：
不可能从单一热源取热使之完全变为有用功 而不产生其他影响。 这是热力学第二定律的另一种说法。
Kelvin (1824-l907)
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第一章
绪论
1875 年发表了 “论多相物质
p2 40310 1 1 ln ( ) 101.3 8.314 418 303
p2 1.24kPa
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化工热力学
第一章
绪论
教材和参考书
1 陈钟秀，顾飞燕. 化工热力学， 第三版. 北京：化学工业出版社 2 金克新，赵传钧，马沛生.化工 热力学，天津：天津大学出版社 3 高光华，于养信. 化工热力学—基本内容、习 题详解和计算程序. 北京：清华大学出版社
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化工热力学
第一章
绪论
chap1
绪论
§1.1 化工热力学的任务 §1.2 化工热力学的内容
§1.3 化工热力学的研究方法
§1.4 化工热力学的重要性
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化工热力学
第一章
绪论
§1.1 化工热力学的任务
1. 化工热力学的发展 热力学性质 ：物质处于平衡状态时压力、 体积、温度、组成、内能、焓 、热容、熵、自由能等。