hi,小慕
化工热力学
第3次开课
开课时间: 2025年02月24日 ~ 2025年08月24日
学时安排: 2-4小时每周
进行至第20周,共26周 已有 232 人参加
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课程详情
课程评价(95)
spContent=江苏大学《化工热力学》慕课是江苏大学线上线下混合式一流课程,课程团队依托国家级一流专业化学工程与工艺专业和江苏省实验教学示范中心,以“十一五”国家级规划教材《化工热力学》为基础,主要服务于广大本科生、研究生和从事化工科学研究和工程应用的技术人员。 ——课程团队
江苏大学《化工热力学》慕课是江苏大学线上线下混合式一流课程,课程团队依托国家级一流专业化学工程与工艺专业和江苏省实验教学示范中心,以“十一五”国家级规划教材《化工热力学》为基础,主要服务于广大本科生、研究生和从事化工科学研究和工程应用的技术人员。 ——课程团队
—— 课程团队
课程概述
    化工热力学课程是化工学科最重要的必修专业核心课程之一。大学三年级开设,32课时2学分,采用线上线下混合式教学模式。化工热力学课程以热力学基本定律为基础,研究化工过程中各种能量的相互转换及其有效利用的规律,研究物质状态变化与物质性质之间的关系,研究物理或化学变化达到平衡的理论极限、条件与状态。该课程是化工过程和装置开发、研究、设计的理论基础和计算必备工具,是化学反应工程、分离工程、化工设计、化工安全、化学工艺学等课程的基础,是化工过程研究、开发和设计的理论基础,是化工单元操作的基础,是化学工程的精髓。
    化工热力学课程最早从上世纪80年代开设,2018、2019年先后入选为校教学改革示范课程和育人示范思政教学设计项目,2020年入选校海外留学生精品课程,2021年入选为江苏大学一流课程培育项目,2022年入选江苏大学课程思政教学改革课程。
    通过学习化工热力学课程,使学生能够掌握和利用化工热力学的基本原理和模型,求取化工基础数据和化工过程中热量与功的计算方法,培养应用化工热力学的观点和方法分析、解决实际化工生产、工程设计和科学研究中有关问题的能力。使学生在精细化工、石油化工和材料化工等领域具有职场竞争力,有解决复杂化学工程问题的能力,能够成为适应社会经济发展需要的高级工程技术人才。培养有家国情怀、国际视野、创新创业精神的高端化工人才。
授课目标

目标 1:能够运用热力学原理寻找解决复杂化学工程问题的途径,并能够对化工过程进行改进。

目标 2:能够运用热力学知识进行化工过程方向与限度的判断,并进行过程优化。

目标 3:能够进行化工过程的能量分析和能量衡算,为化工节能提供解决途径。

目标 4:能够将热力学原理应用于解决蒸汽动力循环、气体压缩过程、溶液、流体相平衡中的具体问题,并为相应过程提供优化和改进途径。

目标 5:能够在专业知识学习中培养爱国主义和高尚道德情怀,培养“有自信、有情怀,能做事、能创新”的时代新人。

课程大纲
绪论
课时目标:1、概述化工热力学的发展,了解化工热力学的研究范畴和在过程开发中的作用。
1.1 化工热力学发展简史
1.2 化工热力学的任务
1.3 课程学习目标
1.4 几个热力学名词
流体的p-V-T关系
课时目标:1、学会可测量性质p、V、T之间的理论及半经验理论关系及状态方程,熟记各种状态方程的适用条件。2、能熟练运用状态方程进行p、V、T计算。3、能够运用工程上p、V、T的简捷计算方法,即普遍化方法。
2.1 纯流体的PVT行为
2.2 流体的状态方程
2.3 对应状态原理
2.4 液体的p-V-T关系
2.5 真实气体混合物
流体的热力学性质
课时目标:1、深刻理解流体热力学性质的内涵以及其作为本课程基础的重要性,理解可直接测量性质p、V、T与不可直接测量性质H、U、A、G….之间的关系。2、深入理解获取H、U、A、G等与p、V、T之间关系的基础及过程,掌握基本方程式。3、理解引入剩余性质进行H、U、A、G等计算的重要性,掌握剩余性质与p、V、T的基本关系及其计算方法。
3.1 热力学关系式
3.2 焓变和熵变计算
3.3 剩余性质的引入与计算
3.4 液体的热力学性质
3.5 两相系统
热力学定律及其应用
课时目标:1、深刻理解热力学第一定律的内涵,掌握其基本的衡算关系,重点掌握敞开体系的衡算式及各种特殊体系的简化式。2、能熟练地进行各种体系的能量衡算。深刻理解热力学第二定律的内涵及其三种说法的等价性。3、掌握熵衡算的基本关系式。着重弄清熵产、熵流、体系熵变、物流熵变的四个概念及其相互关系。4、了解蒸汽动力循环、制冷循环的基本原理,弄清这两个传统典例在深入理解热力学第二定律内涵中的作用。5、掌握热力学图表及其应用。
4.1 第一定律能量平衡式
4.2 稳流过程的能量平衡
4.3 气体压缩过程
4.4 熵平衡式
4.5 热力学图表及其应用
4.6 蒸气动力循环
化工过程热力学分析
课时目标:1、弄清合理用能分析的实质,掌握单元操作及化工生产过程合理用能分析的方法。2、重点理解理想功、损耗功概念,能熟练的进行各种过程理想功、损耗功的计算。3、理解影响单元操作(流体流动、传热、蒸发 、精馏等)经济性的敏感因素。4、重点掌握化工生产过程合理用能的三种热力学分析方法。
5.1 基础理论
5.2 化工单元过程热力学分析
5.3 过程热力学分析的三种基本方法
5.4 合理用能
溶液热力学基础
课时目标:1、理解溶液与流体的本质区别,掌握溶液热力学性质的基本关系;深入弄清化学位、偏摩尔性质、逸度、逸度系数、活度、活度系数的概念及其物理意义,了解逸度及活度引入的实质。2、掌握纯流体、混合物中组分的逸度或逸度系数与P、V、T的关系及其计算方法;掌握理想溶液的特性,掌握理想溶液性质与实际溶液性质的关系及过量性质的概念。3、掌握各种活度系数关系式及其适用条件,能熟练的应用这些关系式进行活度系数的计算。
6.1 溶液的热力学性质
6.2 逸度和逸度系数
6.3 理想溶液和标准态
6.4 均相液体混合时的性质变化
6.5 活度和活度系数
6.6 Gibbs-Duhem方程
6.7 活度系数模型
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预备知识

物理化学、化工原理基础知识

参考资料

1.《化工热力学》,朱自强、吴有庭编著,化学工业出版社,2010年第三版。

2.《化工热力学》,陈钟秀, 顾飞燕, 胡望明编, 化学工业出版社, 2012年第三版。

常见问题

应注重热力学理论与工程实际的联系,培养学生学会运用热力学理论解决复杂化学工程问题的方法。

江苏大学
2 位授课老师
傅小奇

傅小奇

副教授

霍鹏伟

霍鹏伟

教授

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