化工热力学主要内容
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(1)绪论(2-4学时)
(2)流体的P-V-T关系(6-8学时)
纯物质的P-V-T性质。
真实气体的状态方程式:真实气体特性,Virial方程式,两常数状态方程式(Van der Waals方程式(简述)、Redlich-Kwong方程式及其修正式),多常数状态方程式(Benedict-Webb-Rubin方程式、Martin-Hou方程式)。
对比状态原理及其应用:对比状态原理,普遍化关系式及偏心因子。
真实气体混合物的P-V-T关系:虚拟临界常数法,Dalton定律和普遍化压缩因子图,Amagat
定律和普遍化压缩因子图,混合规则与混合物的状态方程式(Viriat方程式、Redlich Kwong方程式、Martin-Hou方程式)。
液体的P-V-T性质
(3)流体的热力学性质(6-8学时)
热力学性质间的关系式:单相流体系统基本方程式,点函数间的数学关系式,Maxwell关系式。
热力学性质的计算:应用Maxwell关系式推求各热力学变量,计算原理及方法,气体热力学性质的普遍化关系。
两相系统的热力学性质及热力学图表:两相系统的热力学性质,热力学性质图表。
(4)化工过程的能量分析(12-14学时)
流动体系的能量平衡方程。(热力学第一定律及其应用)
熵变,不可逆性,熵平衡。(热力学第二定律及其应用)
气体的压缩及膨胀。
理想功及损失功:理想功,损失功。
有效能分析:有效能的概念,有效能的计算,有效能损失,有效能效率。
(5)蒸汽动力循环与制冷循环(7-8学时)
蒸汽动力循环。
获得低温的两种方法。
制冷循环:逆向Carnot循环(简述),蒸汽压缩制冷循环,多级压缩制冷及复叠式制冷,吸收
式制冷。
(6)均相混合物的热力学性质(8-10学时)
变组成体系热力学性质间关系式。
偏摩尔性质及化学位:摩尔性质、化学位。
逸度与逸度系数:逸度及逸度系数的定义,纯物质的逸度计算,压力和温度对逸度的影响,理想溶液的逸度、标准态,气体混合物的逸度。
活度及活度系数:理想溶液及非理想溶液,活度及活度系数。
混合性质变化。
超额性质。
液相活度系数与组成的关联式:Wohl型关联式,应用局部组成概念的模型
(Wilson、NRTL、UNIQUAC方程),基团溶液模型-UNIFAC方程。
(7)相平衡(8-10学时)
平衡的判据。
互溶体系汽液平衡:二元体系的P-T图,P-X-Y图,T-X-Y。
汽液平衡的计算:汽液平衡计算的基本问题,低压至中压的汽液平衡,高压汽液平衡。
液相为部分互溶体系的相平衡*:溶液的稳定性,液相为部分互溶体系的平衡关系。
(8)化学反应平衡(4-6学时)
化学反应的计量关系:单相封闭体系的化学反应的计量关系,多相体系的化学反应的计量关系。化学反应平衡常数及有关计算:化学反应平衡常数和标准自由焓变化,化学反应的标准自由焓
变化的计算,平衡常数与平衡组成间的关系。
影响平衡组成的因素:温度的影响,压力的影响,惰性气体的影响。
相律和反应系统的杜亥姆(Duhem)理论。
复杂反应体系中的化学平衡:复杂反应体系的处理,等温复杂反应的化学平衡,绝热反应的化学平衡。