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SPOC学校专有课程
化工热力学(2019化工1,2)
第1次开课
开课时间: 2021年02月28日 ~ 2021年07月02日
学时安排: 3学时/周
当前开课已结束 已有 50 人参加
老师已关闭该学期,无法查看
spContent=化工热力学课程是化工学科的基础课,是分离工程、化工设计等课程的基础。天津大学的3名教授、2名副教授组成了强大的教学团队,全面解读课程的原理、概念、模型,通过典型应用分析化工热力学在工程中的应用。相信你在享受热力学逻辑美的同时,又能深刻体会其强大的应用功能。
化工热力学课程是化工学科的基础课,是分离工程、化工设计等课程的基础。天津大学的3名教授、2名副教授组成了强大的教学团队,全面解读课程的原理、概念、模型,通过典型应用分析化工热力学在工程中的应用。相信你在享受热力学逻辑美的同时,又能深刻体会其强大的应用功能。
—— 课程团队
课程概述

化工热力学课程是化学工程领域重要的学科分支,是化学工程与工艺专业及相关专业(如:分子科学与工程专业、过程装备与控制工程专业)的专业基础课。在该课程中,不仅要学习化工热力学的基本原理、概念、模型等知识,而且需要学会结合化工原理、数学等相关知识处理化学工程体系中有关能量计算和物质平衡计算的问题。总之,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。

本课程的目的是使学生能够掌握,并利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的体系相行为、化学反应行为、能量转换等进行分析研究,利用物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和计算。

授课目标

1. 掌握与化工过程中流体热力学性质相关的基本概念和理论,熟练掌握化工热力学基本定律,化工过程中热力学性质间的基本关系和计算模型。

2. 能够应用热力学函数关系、流体平衡理论和模型、热力学基本定律等知识对化工过程中的能量计算、物质平衡计算等工程问题进行识别、分析和表达,并获得有效结论。

3. 能够根据化学工艺要求,结合流体pVT关系、流体平衡模型和理论,提出化工过程管道、换热设备、塔设备等设计方案,并能在设计环节中体现创新意识,考虑社会、健康、安全以及环境等因素。

4. 能够针对化工实验结果数据,选择合适的热力学理论和模型进行分析和解释,获得有效结论。

        5. 能够根据系统设计需求,进行团队合作,撰写实验和设计方案,能够清晰的进行陈述发言表达自己的设计思想,与他人进行沟通和交流。

成绩 要求
  1. 完成所有课程的学习;

  2. 完成课程视频中的测试题(60分);

  3. 完成至少5次主观题作业(8-10次作业);(完成1、2、3即可获得证书)(20分);

  4. 完成期末考试(包括主观和客观两部分);(20分)



课程结束后,成绩大于60分(含60分)可获得合格证书,成绩大于85分(含85分)可以获得优秀证书。

平台不再支持免费电子证书,认证证书费用为100元。

   



课程大纲

第一周 绪论及流体的pvt关系

1.1 热力学学科的发展

1.2 热力学课程

1.3 课程学习的方法和要求

2.1 流体的pvt关系概述

2.2 流体的状态方程概述

2.3 维里型状态方程

2.4 立方型状态方程(van der Waals,RK)

2.5 其他立方型状态方程

2.6 立方型状态方程数值求解

2.7 立方型状态方程迭代求解

绪论ppt

第一周 单元测验

第一周 单元作业

第二周 流体的pvt关系

2.8 多参数状态方程

2.9 对应状态原理简介

2.10 偏心因子与其对应状态原理

2.11 普遍化状态方程

2.12 混合规则及虚拟临界参数

2.13 维里方程混合规则

2.14 立方型状态方程混合规则

2.15 液体pvt关系

2.16 流体pvt关系总结

流体pvt课程ppt

第二周 单元作业

流体pvt关系分享报告

第二周 单元测验

第三周 纯流体的热力学性质

3.1 热力学基本方程

3.2 Maxwell关系式

3.3 热容

3.4 理想气体焓变的计算

3.5 理想气体熵变的计算

3.6 剩余性质

纯流体热力学性质授课ppt

第三周测验题

第三周 单元作业

第四周 纯流体的热力学性质

3.7 剩余焓的计算

3.8 剩余熵的计算

3.9 蒸发焓和蒸发熵

3.10 过程焓变和熵变计算举例

3.11 热力学性质图

3.12 水蒸气表

第四周 单元测验

第四周 单元作业

纯流体热力学性质分享报告

第五周 热力学基本定律

4.1  热力学第一定律

4.2 热力学第二定律

4.3 能量的质量和级别,4.4 理想功、损失功与热力学效率,4.4 理想功、损失功与热力学效率,4.7  合理用能的基本原则

4.8  气体的压缩

第五周 单元测验

第五周 单元作业

第六周 气体膨胀、制冷循环和热泵循环

4.9  气体的膨胀

4.11  制冷循环

4.12  热泵及其应用,4.14  制冷剂和载冷剂的选择

第六周 单元测验

热力学定律及应用分享报告

第六周 单元作业

第七周    均相流体混合物的热力学性质

5.1 理想混合物与非理想混合物

5.2 非理想混合物系的热力学性质

5.3 偏摩尔热力学性质的关系

5.4 偏摩尔性质的计算

5.5 变组成混合物的热力学性质

第七周 测验

第七周 作业

第八周   均相流体混合物的热力学性质

5.6 纯流体的逸度和逸度系数

5.7 混合物的逸度和逸度系数

5.8 活度和活度系数

5.9 活度系数模型

5.10 局部组成型活度系数方程

5.11 活度系数方程参数的获取及活度系数与溶液的非理想行为

第八周 测验

第八周 作业

混合流体的热力学性质分享报告

第九周 相平衡

6.1 相平衡基础

6.2 互溶系统的VLE关系式

6.3 (γ-Φ)法VLE关系式化简

6.4 中低压下的泡露点计算(泡点压力计算)

6.5 中低压下的泡露点计算(泡点温度计算)

6.6 低压下汽液平衡计算及举例

第九周 单元测试

第九周 单元作业

第十周 相平衡

6.7 烃类系统K值法

6.8 烃类系统K值法计算举例

6.9 闪蒸计算及举例

6.10 高压汽液平衡(HP-VLE)

6.11 二元及三元液液平衡相图

6.12 液液平衡计算

第十周 单元测验

相平衡分享报告

第十周 单元作业

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预备知识

物理化学(上册)相关热力学基本概念:热力学基本函数的定义、体系-环境、广度性质-强度性质、理想气体行为、理想溶液性质、相平衡基本概念

参考资料

教材:化工热力学(通用型)第二版(十一五规划教材),马沛生、李永红主编,化学工业出版社,2009

参考书:

1. Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics, 6th Edition, Smith J.M., Van Ness H. C., Abbott M.M., McGraw-Hill, Inc.

2. Chemical and Engineering Thermodynamics, 3rd Edition, Sandler, S. I., John Wiley & Sons, Inc., NY 

3. 陈钟秀,顾飞燕等编,《化工热力学》,化学工业出版社

4. 陈新志,蔡振云,胡望明编,《化工热力学》,科学出版社

5. 冯新等编,《化工热力学》,化工出版社

6. Molecular thermodynamics of fluid-phase equilibria, Prausnitz, J M,Rudiger N L, de Azevedo E D, N.J. Prentice,  Hall PTR.

7. 马沛生,《化工数据》,北京,中国石化出版社


源课程

该SPOC课程部分内容来自以上源课程,在源基础上老师进一步增加了新的课程内容

天津大学
1 位授课老师
陈明鸣

陈明鸣

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