化工热力学课件.pptx

绪论Introduction 1 绪论1. 化工热力学发展简史2. 化工热力学的特性和分支3. 化工热力学在化学工程中的地位4. 化工热力学的基本内容5. 化工热力学的优点和局限性6. 热力学的研究方法7. 学习化工热力学的目的和要求8. 名词、定义和基本概念 1. 化工热力学发展简史热现象是人类最早接触到的自然现象之一远古时代钻木取火我国12、13世纪火药与土火箭19世纪，把生产实践和实验结果提到理论的高度，确立了关于能量转化和守恒的热力学第一定律以及关于热效率的热力学的第二定律。形成工程热力学 2. 化工热力学的特性和分支2.1 热力学及其特性2.2 热力学的分支 2.1 热力学及其特性热力学主要是研究热现象和能量转换的。热力学以宏观体系作为自己的研究对象,就其内容而言,它涉及到热机的效率,能源的利用,各种物理、化学乃至生命过程的能量转换,以及这些过程在指定条件下有没有发生的可能性。⑴严密性　⑵完整性　⑶普遍性　⑷精简性 2.1 热力学及其特性⑴严密性　　　表现在热力学具有严格的理论基础。热力学证明是可以行的通的事情，在实际当中才能够行的通；热力学证明是不可行的事情，在实际当中无论采用什么措施，也实施不了。 2.1 热力学及其特性⑵完整性　　完整性是由于热力学具有热力学第一定律　　　能量守恒定律 　　　第二定律　　　熵增原理、热效率　　　第三定律　　　绝对熵定律　　这三大定律使热力学成为一门逻辑性强而完整的科学。 2.1 热力学及其特性⑶普遍性　　表现为热现象在日常生活中是必不可缺少的。热力学的基本定律、基本理论，不但能够解决实际生产中的问题，还能够解决日常生活中的问题，甚至用于宇宙问题的研究。 2.1 热力学及其特性⑷精简性　　表现在热力学能够定性、定量地解决实际问题。 2.2 热力学的分支 工程热力学 化学热力学 化工热力学 统计热力学　 2.2 热力学的分支⑴工程热力学　　　　　　Engineering　thermodynamics 　　十九世纪蒸汽机的发明和相应的科学形成了工程热力学，工程热力学主要研究功热转换，以及能量利用率的高低 2.2 热力学的分支⑵ 化学热力学　　Chemical Thermodynamics　　　应用热力学原理研究有关化学的各类平衡问题，这在物理化学中是一个很重要的组成部分。离开了热力学原理，许多化学现象就无法深入探讨下去。化学热力学主要侧重于热力学函数的计算，主要是H、S、U、F和G的计算。 2.2 热力学的分支⑶化工热力学　　Chemical Engineering Thermodynamics　　研究在化学工程中的热力学问题，化工热力学具有化学热力学和工程热力学的双重特点。它既要解决能量的利用问题，又要研究解决相际之间质量传递与化学反应方向与限度等问题。　 2.2 热力学的分支⑷ 统计热力　　　Statistical Thermodynamics　　　统计热力学是年轻的、刚刚起步的学科，它从微观角度出发，例如采用配分函数，研究过程的热现象。但用统计热力学研究出来的结果与实际结果还有一段距离，还需要进一步去完善。　 3. 化工热力学在化学工程中的地位 化工热力学与其他化学工程分支学科的关系 4 .化工热力学的基本内容化学工程师的工作中，常涉及到下面四类问题:　　(1)进行过程的能量衡算　　(2)判断过程进行的方向和限度　　(3)研究化工过程能量的有效利用　　(4)热力学数据与物性数据的研究 4 .化工热力学的基本内容(1)进行过程的能量衡算　　物料衡算是建立在热力学第一定律基础上的能量衡算是所有化工工艺设计的基础。　　①进、出设备每股物料的数量、组成、温度、压力，从而求得设备中的传热量、传质量或反应量。　　②确定生产过程中所需设备的尺寸和台数（如换热面积等）　　③在设计方案评比、操作条件分析、工艺设备改进时，常以物料、热量衡算结果为依据。 4 .化工热力学的基本内容(2)判断过程进行的方向和限度　　　建立在热力学第二定律上的一些热力学函数（ΔS 、ΔG等）是判定过程进行方向与限度、确定平衡状态的依据。　　　在化工单元操作及反应器设计中，平衡状态的确定、平衡组成的计算、多组分物系的相平衡数据的求取均是不可少的内容。 4.化工热力学的基本内容(3)研究化工过程能量的有效利用　　 　化工生产要消耗大量的能源。石油、天然气等能源不仅是化学工业的燃料，而且是生产一些重要化工产品的原料。 　　　利用热力学的基本原理，对化工过程进行热力学分析，是热力学近三十年来最重要的进展。计算各种热力过程的理想功、损耗功、有效能等，找出可以节能而没有节能的环节和设备，然后采取措施，达到节能的目的。　　　对于评定新的设计方案和改进现有生产都是有效的手段。近来，能源紧张问题更显突出，故在流程选择、设