一、 课程名称：化工热力学
二、 课程代码：CHEN30404
三、 学时和学分：48学时，3学分
四、 适用专业：化学工程与工艺、制药工程
五、 先修课程：物理化学
六、 使用教材：陈钟秀，顾飞燕，胡望明编.化工热力学(第三版).化学工业出版社，2012
七、 参考书目
[1] 陈钟秀，顾飞燕编.化工热力学例题与习题.化学工业出版社，2011
[2] 朱自强，吴有庭编.化工热力学(第三版).化学工业出版社，2010
[3] 刘洪来等译.化工热力学导论(第七版).化学工业出版社，2008
八、 课程描述
化工热力学是化学工程工艺的专业核心课，需要在一个学期内完成，是化工过程研究、开发和设计的理论基础。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；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。
九、 教学目标
1．课程教学目标
培养学生节约能源、合理利用能源的观点，掌握热力学性质数据的获取方法(查阅文献、建立数学模型、利用实验数据等)，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。增强创新意识和强化团队协作精神，从而使学生具备良好的职业素质。
2．教学环节对人才培养目标的贡献
① 授课环节：给学生讲授化工热力学的基本概念、应用范围和应用方法，培养学生的分析问题，解题思路、解决问题的能力。
② 课堂习题ppt讲解环节：一个学生完成一道习题的求解，只需要1个小时，而两个人制作一道习题的ppt讲解，包括题目分析、解题思路、解题过程，往往需要1天时间。该过程训练学生独立分析问题、解决问题、探索精神和创新能力，还培养学生的良好的表达能力、沟通交流能力和团队协作精神。
③ 平时作业：主要目的是学生通过习题练习，掌握基本概念以及应用范围和应用方法，培养研究解决工程领域实际问题的能力，学习解决问题的过程和方法。
3．课程的知识贡献和学时安排
章节名称 |
知识贡献（教学内容） |
教学要求 |
学时 |
第一章 绪论 |
化工热力学研究范围和研究方法；化工热力学在化学工业上应用；以及一些名词和定义。 |
使学生了解化工热力学研究对象及其在化工中应用。通过大量举例使学生深刻认识化工热力学的重要作用。 |
2 |
第二章 流体的 PVT 关系 |
纯流体PVT关系、P-V图、 P-T 图；真实流体维里方程、范德华方程、 RK方程；状态方程的选用；对比态原理、偏心因子概念；.多组分流体的PVT关系。 |
使学生了解流体PVT关系，它是热力学性质的基础。 PVT是可直接测量性质，其它热力学性质由PVT数据计算得到。 |
4 |
第三章 流体的热力学性质 |
热力学性质间关系式、Maxwell 方程；单相体系热力学性质计算：dS方程、dH方程和dU方程；剩余性质；真实气热力学性质（H ，S）计算：状态方程法、普遍化法；两相系统的热力学性质及热力学图表。 |
掌握定组成体系热力学性质间基本关系式，清楚理解剩余性质概念及计算，学会由单相、纯物质性质计算两相区纯物质性质的方法，掌握工程上常用热力学图表的使用方法。 |
6 |
第四章 化工过程的能量分析 |
热力学第一定律与能量平衡方程；稳定流动体系能量平衡方程及其应用；热功转换的不等价性和热力学第二定律；熵的定义及计算、熵增原理、熵平衡、熵产和熵流；理想功定义和稳流过程理想功、损失功定义和计算、热力学效率；有效能定义、稳流体系有效能计算、几种常见的有效能计算式、有效能衡算及有效能效率。 |
热力学两个定律及其在工程上应用。使学生不仅对过程的方向和限度有明确概念，还对过程的不可逆性导致能的降级也要有明确的认识。 |
6 |
第五章 蒸汽动力循环和制冷循环 |
朗肯循环、朗肯循环的改进、蒸汽动力循环；蒸汽压缩制冷循环、吸收制冷循环；气体绝热膨胀制冷原理，节流膨胀、对外作功的绝热膨胀。 |
使学生能够利用热力学第一、二定律进行此二种循环热效应、制冷量、功耗和循环效率的计算。通过对热效率、直接加热和利用制冷原理的供热效率等计算，让学生理解合理利用能源的意义和途径。 |
4 |
第六章 溶液的热力学性质 |
化学位、偏摩尔性质、G-D方程、逸度和逸度系数、纯气体的逸度计算、混合物的逸度与其组分逸度之间关系、压力和温度对逸度的影响；理想溶液及其二种标准状态、Lewis-Randall和Henry定律；混合性质变化、理想溶液的混合性质变化；活度和活度系数；超额性质、超额自由焓和活度系数。 |
要求学生对偏摩尔性质、化学位、逸度、混合性质变化、超额性质和标准态等概念正确理解；掌握均相流体混合物热力学性质关系式，超额性质与活度系数关系式，学会逸度和逸度系数计算方法。 |
6 |
第七章 相平衡 |
相平衡判据与相律；汽液平衡的基本问题及求解类型；汽液平衡计算；活度系数与组成关系式；局部组成概念和 Wilson方程；液液相平衡。 |
掌握相平衡条件和判据、相律及其应用；掌握完全互溶体系在中 低压下汽液平衡的计算方法；应用活度系数与液相组成关系式。 |
4 |
第八章 化学反应平衡 |
化学反应的计量关系和反应进度；化学反应平衡常数及有关计算；工艺参数与平衡组成关系。 |
要求掌握反应进度概念，了解用逸度系数、活度系数等处理化学平衡的计算方法。 |
2 |
十、 教学方法
① 课堂教学：利用多媒体教学手段，重点向学生讲解各章节内容的基本概念、原理、方法和所学知识的应用。占约34学时。
② 课堂习题ppt讲解：二~八章共7章，每章都有6~8道习题，每道习题由2名学生制作ppt并讲解，包括题目分析、解题思路、解题过程，在讲之前需要老师检查ppt质量、解题方法正误等。占约14个学时。
③ 习题作业：每位学生(不包括讲解ppt的同学)都必须完成每章的所有习题。
十一、 考核及成绩评定方式
课程考核采取平时成绩40%（出勤15%、课堂ppt10%、习题15%）、期末闭卷考试60%计算总成绩。
① 出勤15%：随机点名15次，满分15分，缺勤扣1分/次，请假扣0.5分/次。
② 课堂ppt 10%：根据ppt质量、讲解质量、回答问题评分，满分10分。
③ 习题15%：根据每次习题作业的质量打分，满分15分。
大纲制定人：魏顺安
大纲审定人：谭世语
制定时间：2014-04
