《高等化工热力学》期末复习要求掌握的知识要点
第一章 热力学原理
1. 掌握热力学第一定律的表达式，会结合H=U+PV ，F=U-TS,G=H-TS 来获得热力学基本微分关系式。
2. 给定PVT 关系式，即已知状态方程，会求Helmholtz 自由能的偏差函数。
3. 掌握逸度、活度系数的概念及其性质。
4. 雅可比行列式不作要求。
5. 热力学体系的平衡与稳定条件。
（1） 热力学体系的平衡条件或平衡准则是什么？
（2） 热稳定性条件是什么？机械稳定性条件和扩散稳定性条件是什么？
（3） 掌握液－液体系的旋节线的求法。
第二章 分子间力与位能函数
1. 分子间力与位能函数的关系是什么？
2. 分子间力都包括哪些可能的作用力？给你一个分子，会分析分子间的作用力。
3. 分子内作用对分子力场贡献都包括哪些能量？
4. 理解有效作用（pair effective interaction ）的概念
5. 常见的原子流体间的作用势能函数有哪几种？应用如何？
6. 用Lennard-Jones 势能函数表示分子间作用力时，由粘度和第二维里系数获得的分子参数不尽相同，为什么？
7. 给定你分子间势能函数，会求第二维里系数表达式。
第三章 统计系综
1. 掌握系综、标本系统的概念
2. 什么是正则系综、巨正则系综、微正则系综等。
3. 正则系综的限制条件是什么？
4. 正则系综中一个体系取能量状态(,,)U 12N r r r 的几率是多少？正则配分函数是什么？在正则系综中如何求某个热力学量M 的系综平均
5. 正则配分函数、巨正则配分函数等与热力学能函数的关系是什么？记住： ln NVT F kT Q =-, ,ln ()NVT T V Q P kT V
?=?, ln VT PV kT μ=Ξ 6. 会写理想气体的正则配分函数，会由此推导理想气体的状态方程。
7.会写多元混合物的正则位形配分函数。
8.掌握径向分布函数g(r)的定义和物理意义。掌握二重标明分布函数和二重分布函数的区
别与联系，归一化条件，以及与g(r)的关系，即
(2)
12
2
(,) ()
r r g r
ρ
ρ
=
9.会推导能量方程，会求能量方程对体系的偏导数，会应用能量方程、维里方程和压缩性
方程来获得流体的状态方程。
10.会将McMillan-Mayer方程应用与求溶液的渗透压。如给定溶质间的相互作用函数，求溶
剂的渗透系数等。
第四章积分方程理论
1. 什么叫平均场近似？什么叫空穴相关函数？平均力势与径向分布函数的关系如何？根据
平均场近似，能够建立状态方程。
2. 当密度时，g(r)=？
3.直接相关函数以及总相关函数与Helmholtz自由能的关系是什么？
4. O-Z方程有几个主要的近似？哪些近似有解析解，哪些只有数值解？其准确性如何？
5. 已知硬球体系的径向分布函数，会用由压力方程求解硬球的状态方程，反之亦应会。
第五章微扰理论
1. Zwanzig微扰理论是Helmholtz自由能按什么展开的，要求会写出其一阶展开表达式。
2. Barker-Henderson微扰理论与CWA微扰理论相比，两者的优缺点是什么？
3. 给定van der Waals普遍化配分函数表达式，会推导相应的状态方程。
4. 自由体积计算表达式是什么？理解自由体积的概念。
5. 什么事X A？若给定一个分子，要求确定分子的缔合点和X A的表达式。
6. 要求会由A chain的表达式求压缩因子Z chain的表达式，或已知A assoc表达式，会求Z assoc。
7. 给定一个实际化工涉及体系，会分析建立Helmholtz自由能A的近似表达式，并说明理由。
第一章绪论 （1）明确化工热力学的主要任务是应用经典热力学原理，推算物质的平衡性质，从而解决实际问题，所以物性计算是化工热力学的主要任务。 （2）掌握热力学性质计算的一般方法 （3）热力学性质计算与系统有关。大家必须明确不同系统的热力学性质计算与其热力学原理的对应关系，这一点对于理解本课程的框架结构十分重要。 第二章流体的P-V-T关系 （1）应该理解状态方程不仅可以计算流体的p-V-T性质，而且在推算热力学性质中状态方程是系统特征的重要模型。 （2）熟悉纯物质的P-V-T相图及其相图上的重要概念，如三相点、临界点、汽化线、熔化线、升华线、等温线、等压线等容线、单相区、两相共存区、超临界流 体区等。能在p-v图和p-T图中定性表达出有关热力学过程和热力学循环。 （3）掌握由纯物质的临界点的数学特征约束状态方程常数的方法。 （4）理解以p为显函数和以V为显函数的状态方程的形式，以及它们在性质计算中的区别。 （5）能借助于软件用PR和SRK方程进行p-V-T性质计算，清楚计算时所需要输入的物性常数及其来源。对于均相混合物性质的计算，需要应用混合法则，了解 相互作用参数的含义和取值。 （6）理解对应态原理的概念，掌握用图表和三参数对应态原理计算物性的方法，了解偏心因子对应态原理。 （7）能够通过查寻有关手册，估算蒸汽压、饱和气液相摩尔体积、汽化焓等物性，清楚它们之间的关系。 第三章流体热力学性质间的关系 （1）均相封闭系统的热力学原理给出了热力学性质之间的普遍化依赖关系，结合表达系统特征的模型就能获得不同热力学性质之间的具体表达式。在物性推算中 应该明确需要给定的独立变量，需要计算的从属变量，以及从属变量与独立变 量之间的关系式。另外，还必须输入有关模型参数，结合一定的数学方法，才 能完成物性推算。 （2）清楚剩余性质的含义，能用剩余性质和理性气体热容表达状态函数的变化。能够用给定的状态方程推导出剩余性质表达式。 （3）掌握状态方程计算纯物质饱和热力学性质饿原理，这是属于非均相系统性质计算，在计算时需要将状态方程与相平衡准则结合起来。 （4）掌握纯物质的压焓图和温熵图的特征以及相图上的重要的点、线、面。运用压焓图和温熵图定性表达热力学状态、过程和定量计算热力学性质。了解压焓图、 温熵图以及p-V-T相图之间的相互对应关系。 （5）熟练掌握并能运用水的性质表。 （6）了解用热力学性质解析计算方法来制作热力学性质图、表的基本原理。 第四章化工过程的能量分析 （1）稳定流动系统的热力学第一定律与封闭系统是不一样的，常用焓值进行热量衡算，若使用热力学性质图，常使用温熵图和压焓图。 （2）能量的可利用程度或品质高低由有效能来衡量。通过有效能来计算过程的能量
第六章 作业 6-2 某酒厂用96%(wt)的食用酒精配酒，酒中的乙醇含量为56%(wt)。现决定用1吨食用酒精进行配置，问需要多少水才能配置成所需的产品？所得酒有多少m 3 ?已经在250C 和10.133kPa 时水和乙醇的偏摩尔体积如下表所示： 250C 时水的比容为1.003cm 3 *g -1。 6-3 在300C 和10.133kPa 下，苯(1)和环己烷(2)的液体混合物的容积数据可用V=(109.4-16.8x 1-2.64x 12)*10 -6表示。式中：x 1为苯的摩尔分数；V 的单位是m 3*mol -1。已知苯的环己烷在300C 时的比重分别为0.870和0.757。求算300C 和10.133kPa 下1、2、、△V 的表达式。 6-4 在T 、P 为常数时，曾有人推荐用下面一对方程来表达某二元系的偏摩尔体积数据： 1 — V 1 = a + (b-a)*x 1 + b* x 1 2 2 —V 2 = a + (b-a)*x 2 + b* x 2 2 式中：只是温度和压力的函数，试问从热力学角度考虑，上述方程是否合理？ 6-8 估算1100C 和27.5Mpa 的液体丙酮的逸度。已知1100C 时
丙酮的蒸汽压为0.436Mpa,饱和液体丙酮的摩尔体积为73cm3*mol-1。 6-17已知在250C、2.0Mpa时二元系中组分1的逸度表达式为 = 5.0*x1– 8.0*x12 + 4.0*x13 的单位为MPa。试计算在上述温度和压力下： (1) 纯组分1的逸度。 (2) 纯组分1。 (3) 组分1的亨利常数。 (4) 活度系数γ1与x1的关系式。 (5) 的表达式。 (6) 与的关系，求算在给定温度和压力下有组分1和2组成的混合物的逸度f。
中国海洋大学本科生课程大纲 课程属性：公共基础/通识教育/学科基础/专业知识/工作技能，课程性质：必修、选修 一、课程介绍 1.课程描述： 化工热力学是化学工程的重要分支和基础学科，是热力学基本定律应用于化学工程领域中而形成的一门学科。本课程主要研究化工过程中各种形式的能量之间相互转化的规律及过程趋近平衡的极限条件，主要涉及能量及组成的计算。能量计算包括功能互换，也包括物理热和化学热的计算，前者包括温度、压力对焓的影响及各种相变热，后者主要是反应热。组成计算包括化学平衡和相平衡。化学平衡包括平衡常数及平衡组成的计算，并确定反应方向；相平衡包括在不同温度、压力条件下各相组成的确定。化工热力学是化工过程研究、开发与设计的理论基础，是一门理论性与应用性均较强的课程，是化学工程与工艺专业的专业基础课程。 2.设计思路： 化工热力学应用热力学基本定律研究化工过程中能量的有效利用、各种热力学过程、相平衡和化学平衡，还研究与上述内容有关的基础数据，如物质的p－V－T关系和热化学数据。 本课程主要包括四部分的内容，各部分的内容和基本要求如下： 第一部分，流体的p-V-T关系，要求掌握各种p-V-T关系使用范围，会应用各种p-V-T关系进行基本的p-V-T 计算。 第二部分，纯物质（流体）的热力学性质，要求掌握应用p-V-T关系求解纯物质的热力学性质的方法。 第三部分，热力学基本定律及其应用，要求掌握化工过程能量分析的方法，了解和掌握化工热力学原理的应用（压缩、膨胀、动力循环与制冷循环等）。 第四部分，均相混合物热力学性质，掌握利用混合规则求解均相混合物热力学性质的方法。 第五部分，相平衡，掌握气液相平衡的计算方法。 3. 课程与其他课程的关系： 本课程适宜安排在修完高等数学、大学物理、物理化学（上）等有关基础课课程之后开设，内容上注意与物理化学的衔接。 二、课程目标 通过本课程的学习，学生将系统地掌握运用化工热力学的基本概念、理论和计算方法，分析和解决化工生产中有关能量转换和有效利用、相平衡和化学变化的实际问题的能力，能利用化工热力学的方法对化工中涉及的物
第一章、绪论 一、化工热力学的目的和任务 通过一定的理论方法，从容易测量的性质推测难测量的性质、从有限的实验数据获得更系统的物性的信息具有重要的理论和实际意义。 化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。 二、1-2化工热力学与物理化学的关系 化工热力学与物理化学关系密切，物理化学的热力学部分已经介绍了经典热力学的基本原理和理想系统（如理想气体和理想溶液等）的模型，化工热力学将在此基础上，将重点转移到更接近实际的系统。 三、热力学性质计算的一般方法 (1)基于相律分析系统的独立变量和从属变量； (2)由经典热力学原理得到普遍化关系式。特别是将热力学性质与能容易测量的p、V、T及组成性质和理想气体等压热容联系起来； (3)引入表达系统特性的模型，如状态方程或活度系数； (4)数学求解。 第2章流体的P-V-T关系 1.掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。 2.了解偏心因子的概念，掌握有关图表及计算方法。 1.状态方程：在题意要求时使用该法。 ①范德华方程：常用于公式证明和推导中。 ②R—K 方程： ③维里方程： 2.普遍化法：使用条件：在不清楚用何种状态方程的情况下使用。 三参数法： ①普遍化压缩因子法 ②普遍化第二维里系数法 3、Redlich-Kwong（RK）方程 3、Soave（SRK）方程
4、Peng-Robinson （PR ）方程 () 22 a 0.45724c r c R T T P α= 0.0778 c c RT b P = §2-5高次型状态方程 5、virial 方程 virial 方程分为密度 型： 和压力型： 第3章 纯物质的热力学性质 1、热力学性质间的关系 dU TdS pdV =- H=U+PV dH TdS Vdp =+ A=U-TS dA SdT pdV =-- G=H-TS dG SdT Vdp =-+ Maxwell 关系式 S V T P V S ?????? =- ? ??????? S P T V P S ?????? = ? ??????? V T P S T V ??????= ? ??????? P T V S T P ?????? =- ? ??????? 转换公式： 1Z X Y X Y Z Y Z X ??????? ??=- ? ? ?????????? 3.2计算H ?和S ?的方法 1.状态方程法： P P V dH C dT V T dP T ?? ???=+- ???????? P P C V dS dT dP T T ???=- ???? 2.剩余性质法： ①普遍化压缩因子图 ()()0 1 R R R T C C C H H H RT RT RT ω =+ ()()0 1 R R R T S S S R R R ω = +
第1章 绪言 一、是否题 1. 孤立体系的热力学能和熵都是一定值。(错。G S H U ??=?=?,,0,0但和 0不一定等于A ?，如一体积等于2V 的绝热刚性容器，被一理想的隔板一分为二，左侧状 态是T ，P 的理想气体，右侧是T 温度的真空。当隔板抽去后，由于Q ＝W ＝0， 0=U ?，0=T ?，0=H ?，故体系将在T ，2V ，0.5P 状态下达到平衡，()2ln 5.0ln R P P R S =-=?，2ln RT S T H G -=-=???，2ln RT S T U A -=-=???） 2. 封闭体系的体积为一常数。（错） 3. 理想气体的焓和热容仅是温度的函数。（对） 4. 理想气体的熵和吉氏函数仅是温度的函数。（错。还与压力或摩尔体积有关。） 5. 封闭体系的1mol 气体进行了某一过程，其体积总是变化着的，但是初态和终态的体积相等， 初态和终态的温度分别为T 1和T 2，则该过程的? =2 1 T T V dT C U ?；同样，对于初、终态压力相 等的过程有? =2 1 T T P dT C H ?。（对。状态函数的变化仅决定于初、终态与途径无关。） 6. 自变量与独立变量是一致的，从属变量与函数是一致的。（错。有时可能不一致） 三、填空题 1. 状态函数的特点是：状态函数的变化与途径无关，仅决定于初、终态 。 2. 单相区的纯物质和定组成混合物的自由度数目分别是 2 和 2 。 3. 1MPa=106Pa=10bar=9.8692atm=7500.62mmHg 。 4. 1kJ=1000J=238.10cal=9869.2atm cm 3=10000bar cm 3=1000Pa m 3。 5. 普适气体常数R =8.314MPa cm 3 mol -1 K -1=83.14bar cm 3 mol -1 K -1=8.314 J mol -1 K -1 =1.980cal mol -1 K -1。 第2章Ｐ－Ｖ－Ｔ关系和状态方程 一、是否题 1. 纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。（错。可以通过超临界流体区。） 2. 当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。（错。若温度也大于临界温度时，则是超临 界流体。） 3. 纯物质的饱和液体的摩尔体积随着温度升高而增大，饱和蒸汽的摩尔体积随着温度的升高而减小。（对。则纯物质的P －V 相图上的饱和汽体系和饱和液体系曲线可知。） 4. 纯物质的三相点随着所处的压力或温度的不同而改变。（错。纯物质的三相平衡时，体系自 由度是零，体系的状态已经确定。）
化工热力学第二章作业解答 2.1试用下述三种方法计算673K ，4.053MPa 下甲烷气体的摩尔体积，（1）用理想气体方程；（2）用R-K 方程；（3）用普遍化关系式 解 （1）用理想气体方程（2-4） V ＝RT P ＝68.3146734.05310 ??＝1.381×10-3m 3·mol -1 （2）用R-K 方程（2-6） 从附录二查的甲烷的临界参数和偏心因子为 Tc ＝190.6K ，Pc ＝4.600Mpa ，ω＝0.008 将Tc ，Pc 值代入式（2-7a ）式（2-7b ） 2 2.50.42748c c R T a p ==2 2.5 60.42748(8.314)(190.6)4.610???＝3.224Pa ·m 6·K 0.5·mol -2 0.0867c c RT b p ==60.08678.314190.64.610 ???＝2.987×10-5 m 3·mol -1 将有关的已知值代入式（2-6） 4.053×106＝ 58.3146732.98710V -?-?－0.553.224(673)( 2.98710) V V -+? 迭代解得 V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1 (注：用式2-22和式2-25迭代得Z 然后用PV=ZRT 求V 也可) （3）用普遍化关系式 673 3.53190.6 r T T Tc === 664.053100.8814.610r P P Pc ?===? 因为该状态点落在图2-9曲线上方，故采用普遍化第二维里系数法。 由式（2-44a ）、式（2-44b ）求出B 0和B 1 B 0＝0.083－0.422/Tr 1.6＝0.083-0.422/(3.53)1.6＝0.0269 B 1＝0.139－0.172/Tr 4.2＝0.139－0.172/(3.53)4.2＝0.138 代入式（2-43） 010.02690.0080.1380.0281BPc B B RTc ω=+=+?= 由式（2-42）得 Pr 0.881110.0281 1.0073.53BPc Z RTc Tr ????=+=+?= ??????? V ＝1.390×10-3 m 3·mol -1 2.2试分别用（1）Van der Waals,（2）R-K ，（3）S-R-K 方程计算27 3.15K 时将CO 2压缩到比体积为 550.1cm 3·mol －1所需要的压力。实验值为3.090MPa 。 解： 从附录二查得CO 2得临界参数和偏心因子为 Tc ＝304.2K Pc ＝7.376MPa ω＝0.225
《化工传递过程》课程教学大纲 一、课程说明 课程编码4302026 课程类别专业主干课 修读学期第五学期学分 2 学时48 课程英文名称Transfer Processes in Chemical Engineering 适用专业化学工程与工艺 先修课程物理化学、化工原理、化工热力学 二、课程的地位及作用 《化工传递过程》是针对化学工程与工艺方向的必修课。是一门探讨自然现象和化工过程中动量、热量和质量传递速率的课程。化学工程中各个单元操作均被看成传热、传质及流体流动的特殊情况或特定的组合，对单元操作的任何进一步的研究，最终都是归结为这几种传递过程的研究。将化工单元操作（化工原理）的共性归纳为动量、热量和质量传递过程（三传）的原理系统地论述，将化学工程的研究方法由经验分析上升为理论分析方法。各传递过程既有独立性又有类似性，虽然课程中概念、定义和公式较多，基本方程又相当复杂，给学习带来一定的困难，但可运用三传的类似关系进行研究理解，使学生掌握化学工程专业中有关动量、热量和质量传递的共性问题。该课程的学习有助于学生深入了解各类传递过程的机理，为改进各种传递过程和设备的设计，操作和控制提供理论基础；为今后的科学研究提供各种的基础数学模型；为速度、温度、浓度分布及传递速率的确定提供必要的帮助，为分析和解决过程工程和强化设备性能等问题提供坚实的理论基础。 三、课程教学目标 1. 侧重于熟悉掌握传递过程的各种基本理论；正确的提供所求强度量的分布规律及传递速率表达式； 2. 掌握传递过程的微分方程并达到能够熟练地运用方程的水平；
3. 能够正确地分析、简化三传基本微分方程；对实际情况建立必要的数学模型； 4. 了解传递过程的发展趋势、方向和其在化学工程中的具体运用领域； 5. 通过学习加深对化学工程基本原理的理解，使学生能顺利学习后续的专业课，提高自学与更新本专业知识的能力。 四、课程学时学分、教学要求及主要教学内容 (一) 课程学时分配一览表 章节主要内容总学时 学时分配讲授实践 第1章传递过程概论 2 2 0 第2章动量传递概论与动量传递微分方程 6 6 0 第3章动量传递方程的若干解 6 6 0 第4章边界层流动 6 4 0 第5章湍流 6 4 0 第6章热量传递概论与能量方程 6 6 0 第7章热传导 2 2 0 第8章对流传热 2 2 0 第9章质量传递概论与传质微分方程 4 4 0 第10章分子传质 4 4 0 第11章对流传质 2 2 0 第12章多种传递同时进行的过程 2 2 0 (二) 课程教学要求及主要内容 第一章传递过程概论 教学目的和要求： 1.流体流动的基本概念； 2.掌握传递过程的类似性； 3.传递过程的衡算方法。 教学重点和难点：
化工热力学复习题 一、选择题 1.T 温度下的纯物质，当压力低于该温度下的饱和蒸汽压时，则气体的状态为（ C ） A.饱和蒸汽 超临界流体 过热蒸汽 2.纯物质的第二virial 系数B （ A ） A 仅是T 的函数 B 是T 和P 的函数 C 是T 和V 的函数 D 是任何两强度性质的函数 3.设Z 为x ，y 的连续函数，，根据欧拉连锁式，有（ B ） A. 1x y z Z Z x x y y ?????????=- ? ? ?????????? B. 1y x Z Z x y x y Z ?????????=- ? ? ?????????? C. 1y x Z Z x y x y Z ?????????= ? ? ?????????? D. 1y Z x Z y y x x Z ?????????=- ? ? ?????????? 4.关于偏离函数M R ，理想性质M *，下列公式正确的是（ C ） A. *R M M M =+ B. *2R M M M =- C. *R M M M =- D. *R M M M =+ 5.下面的说法中不正确的是 ( B ) （A ）纯物质无偏摩尔量 。 （B ）任何偏摩尔性质都是T ，P 的函数。 （C ）偏摩尔性质是强度性质。 （D ）强度性质无偏摩尔量 。
6.关于逸度的下列说法中不正确的是( D ) （A）逸度可称为“校正压力” 。（B）逸度可称为“有效压力” 。 （C）逸度表达了真实气体对理想气体的偏差。（D）逸度可代替压力，使真实气体的状态方程变为fv=nRT。（E）逸度就是物质从系统中逃逸趋势的量度。 7.二元溶液，T, P一定时,Gibbs—Duhem 方程的正确形式是( C ). a. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX2 = 0 b. X1dlnγ1/dX 2+ X2 dlnγ2/dX1 = 0 c. X1dlnγ1/dX 1+ X2dlnγ2/dX1 = 0 d. X1dlnγ1/dX 1– X2 dlnγ2/dX1 = 0 8.关于化学势的下列说法中不正确的是( A ) A. 系统的偏摩尔量就是化学势??????? B. 化学势是系统的强度性质 C. 系统中的任一物质都有化学势??? D. 化学势大小决定物质迁移的方向 9．关于活度和活度系数的下列说法中不正确的是( E ) （A）活度是相对逸度，校正浓度,有效浓度；(B) 理想溶液活度等于其浓度。 （C）活度系数表示实际溶液与理想溶液的偏差。（D）任何纯物质的活度均为1。（E）r i是G E/RT的偏摩尔量。 10．等温等压下，在A和B组成的均相体系中，若A的偏摩尔体积随浓度的改变而增加，则B 的偏摩尔体积将（B ）
化工热力学标准化作业一 一、是否题（正确划√号，错误划×号，并写清正确与错误的原因） 1、纯物质由蒸汽变成液体，必须经过冷凝的相变化过程。 2、当压力大于临界压力时，纯物质就以液态存在。 3、由于分子间相互作用力的存在，实际气体的摩尔体积一定小于同温同压下的理想气体的摩尔体积，所以，理想气体的压缩因子Z=1，实际气体的压缩因子Z＜1。 4、纯物质的三相点随着所处的压力或温度不同而改变。 5、在同一温度下，纯物质的饱和液体与饱和蒸汽的吉氏函数相等。 6、纯物质的平衡气化过程，摩尔体积、焓、热力学能、吉氏函数的变化值均大于零， 7、气体混合物的virial系数，如B、C…，是温度的函数。 8*、virial方程和RK方程既可以应用于汽相，又可以用于液相。 9*、在virial方程中，virial系数反映了分子间的相互作用。 10*、Pitzer普遍化方法即为普遍化的压缩因子方法。 二、填空题 1、T温度下的过热纯蒸气的压力p _____p s(T)。 2、表达纯物质的汽液平衡的准则有_____（吉氏函数）、__________（Claperyon方程）。它们（能/不能）推广到其它类型的相相平衡。 3、Lydersen、Pitzer的三参数对应态原理的三个参数分别为___________、__________。
4、对于纯物质，一定温度下的泡点压力与露点压力是______的（相同／不同）；一定温度下的泡点与露点，在p-T图上是______的（重叠／分开），而在p-Ｖ图上是______的（重叠／分开）；泡点的轨迹称为___________，露点的轨迹称为___________，饱和汽、液相线与三相线所包围的区域称为___________；纯物质汽液平衡时，压力称为______，温度称为______。 5、正丁烷的偏心因子ω=，临界压力p c=时，则在T r=时的蒸汽压为___________MPa。 6*、状态方程通常分为三类，分别是__________，__________，__________。7*、在状态方程的分类中，RK方程属于__________，virial方程属于__________。 8*、RK方程是在vdW方程的基础上建立起来的，vdW方程的形式是p=RT/(V －b)－a/V2，RK方程的形式为____________________。 三、计算题 1、将1mol甲烷压缩贮于容积为，温度为的钢瓶内，问此甲烷产生的压力有多大分别用（1）理想气体状态方程；（2）RK方程计算。已知甲烷的临界参数为T c=，p c=。RK方程中a=，b= RT c/p c。 解： 2、质量为500g的氨贮于体积为30000cm3的钢弹内，钢弹浸于温度为65℃的恒瘟水浴中，试分别用下述方法计算氨的压力。（1）理想气体状态方程；（2）RK方程；（3）Pitzer普遍化方法。已知氨的临界常数为T c=，p c=,V c=mol，ω=。RK方程中a=，b= RT c/p c。Virial方程中B(0)=－；B(1)=－。 解： 3、试分别用下列三种方法求出400℃、下甲烷气体的摩尔体积。(1) 用理想
《化工分离工程》课程教学大纲 课程名称：化工分离工程 课程类型: 专业基础课 总学时：54 讲课学时：54 学分：3 适用对象: 化学工程与工艺 先修课程：《化工原理》、《化工热力学》 一、课程性质、目的和任务 本课程是高等学校化工类专业的一门专业基础课，是学生在具备了物理化学、化工原理、化工热力学、传递过程原理等技术基础知识后的一门必修课。它是利用这些课程有关相平衡热力学、动力学、分子及其聚状态的微观机理，传热、传质和动量传递理论来研究化工生产实际中复杂物系的分离和提纯技术。 二、教学基本要求 通过本课程的学习，要求学生掌握有关特殊精馏、化学萃取、膜分离、吸附与离子交换及其它分离技术的基本概念、原理及过程。 三、教学内容及要求 1 绪论(2学时) 介绍分离操作在化工生产中的重要性；分离过程的分类，每一类分离过程的定义和实例分析。 2 特殊精馏(10学时) 2.1 恒沸精馏：定义，基本概念，恒沸精馏的基本原理及相关的工艺流程，恒沸精馏塔的计算。(2学时) 2.2 萃取精馏：萃取剂作用的微观机理；萃取精馏的定义，萃取剂的选择，萃取精馏的基本原理及相关的工艺流程。(2学时) 2.3 加盐精馏：盐效应定义和机理，溶盐精馏过程、应用及优缺点分析，加盐萃取精馏的基本原理及工艺过程。(2学时) 2.4 反应精馏：反应精馏的定义，分类，每类过程的原理及应用。(2学时) 2.5 作业及讨论：分组，每组自选一种特殊精馏过程为主题，查阅相关文献，写一篇课程小论文并制作PPT，每组派一个代表讲解，全班讨论。(2学时) 3 化学萃取(10学时) 3.1 化学萃取：概述，化学萃取过程的分类及每类过程的主要特点，化学萃取的相平衡，化学萃取过程的控制步骤。(2学时) 3.2 络合萃取法的应用：物理萃取与络合萃取的区别与联系，过程的特征，萃取体系选择，典型举例。(1学时) 3.3 液膜分离技术：概述，分类及每类过程的主要特点，液膜分离过程机理，影响液膜传质的因素及影响规律，工艺流程及应用。(3学时)
中国石油大学（北京）远程教育学院 《化工热力学》期末复习题 一、单项选择题 1关于建立状态方程的作用，以下叙述不正确的是__________________。 A. 可以解决由于实验的P-V-T数据有限无法全面了解流体P-V-T行为的问题。 B. 可以解决实验的P-V-T数据精确度不高的问题。 C. 可以从容易获得的物性数据（P、V、T、x）来推算较难测定的数据（H, U, S, G） D. 可以解决由于P-V-T数据离散不便于求导和积分，无法获得数据点以外的P-V-T 的问题。 2. 甲烷F C=4.599MPa,处在R=0.3时，甲烷的压力为_________________ 。 A. 15.33MPa B . 2.7594 MPa；C . 1.3797 MPa 3. 理想气体的压缩因子Z=1，但由于分子间相互作用力的存在，实际气体的压缩因 子 _______ o A.小于1 B .大于1 C .可能小于1也可能大于1 4. _________________________________ 水处于饱和蒸气状态，其自由度为，如要查询水的饱和蒸气热力学性质表，则需 要 ___ 个独立状态参数的已知条件。 A、0 , 1 B 、1，1 C 、2，1 D. 1 ，2 5. 剩余性质M的概念是表示什么差别的 A.真实溶液与理想溶液B C?浓度与活度D 6. 纯物质在临界点处的状态，通常都是 A.气体状态 B .液体状态.理想气体与真实气体 .压力与逸度 C .固体状态 D .气液不分状态
7. 虚拟临界常数法是将混合物看成一个虚拟的纯物质，从而将纯物质对比态原理的计算方法用到混合物上。? A.正确 B .错误
化工热力学复习总结
第一章、绪论 一、化工热力学的目的和任务 通过一定的理论方法，从容易测量的性质推测难测量的性质、从有限的实验数据获得更系统的物性的信息具有重要的理论和实际意义。 化工热力学就是运用经典热力学的原理，结合反映系统特征的模型，解决工业过程（特别是化工过程）中热力学性质的计算和预测、相平衡和化学平衡计算、能量的有效利用等实际问题。 二、1-2化工热力学与物理化学的关系 化工热力学与物理化学关系密切，物理化学的热力学部分已经介绍了经典热力学的基本原理和理想系统（如理想气体和理想溶液等）的模型，化工热力学将在此基础上，将重点转移到更接近实际的系统。 三、热力学性质计算的一般方法 (1)基于相律分析系统的独立变量和从属变量； (2)由经典热力学原理得到普遍化关系式。特别是将热力学性质与能容易测量的p、V、T及组成性质和理想气体等压热容联系起来； (3)引入表达系统特性的模型，如状态方程或活度系数； (4)数学求解。 第2章流体的P-V-T关系 1.掌握状态方程式和用三参数对应态原理计算PVT性质的方法。 2.了解偏心因子的概念，掌握有关图表及计算方法。 1.状态方程：在题意要求时使用该法。 ①范德华方程：常用于公式证明和推导中。
②R—K 方程： ③维里方程： 2.普遍化法：使用条件：在不清楚用何种状态方程的情况下使用。 三参数法： ①普遍化压缩因子法 ②普遍化第二维里系数法 3、Redlich-Kwong（RK）方程 3、Soave（SRK）方程 4、Peng-Robinson（PR）方程 () 22 a0.45724c r c R T T P α =0.0778c c RT b P = §2-5高次型状态方程 5、virial方程 virial方程分为密度型： 和压力型： 第3章纯物质的热力学性质 1、热力学性质间的关系
第五章 例题 一、填空题 1. 指出下列物系的自由度数目，(1)水的三相点 0 ，(2)液体水与水蒸汽处于汽液平衡 状态 1 ，(3)甲醇和水的二元汽液平衡状态 2 ，(4)戊醇和水的二元汽-液-液三相平衡状态 1 。 2. 说出下列汽液平衡关系适用的条件 (1) l i v i f f ??= ______无限制条件__________； (2)i l i i v i x y ?? ??= ______无限制条件____________； (3)i i s i i x P Py γ= _________低压条件下的非理想液相__________。 3. 丙酮(1)-甲醇(2)二元体系在98.66KPa 时，恒沸组成x 1=y 1=0.796，恒沸温度为327.6K ，已 知此温度下的06.65,39.9521==s s P P kPa 则 van Laar 方程常数是 A 12=______0.587_____，A 21=____0.717____ (已知van Laar 方程为 2 21112212112x A x A x x A A RT G E +=) 4. 在101.3kPa 下四氯化碳(1)-乙醇(2)体系的恒沸点是x 1=0.613和64.95℃，该温度下两组分 的饱和蒸汽压分别是73.45和59.84kPa ，恒沸体系中液相的活度系数 693.1,38.121==γγ。 1. 组成为x 1=0.2，x 2=0.8，温度为300K 的二元液体的泡点组成y 1的为(已知液相的 3733,1866),/(75212121==+=s s E t P P n n n n G Pa) ___0.334____________。 2. 若用EOS ＋γ法来处理300K 时的甲烷（1）－正戊烷（2）体系的汽液平衡时，主要困 难是MPa P s 4.251=饱和蒸气压太高，不易简化；（ EOS+γ法对于高压体系需矫正）。 3. EOS 法则计算混合物的汽液平衡时，需要输入的主要物性数据是ij Ci Ci Ci k P T ,,,ω，通常如何得到相互作用参数的值？_从混合物的实验数据拟合得到。 4. 由Wilson 方程计算常数减压下的汽液平衡时，需要输入的数据是Antoine 常数A i ,B i ,C i ; Rackett 方程常数α，β；能量参数),2,1,)((N j i ii ij Λ=-λλ，Wilson 方程的能量参数是如何得到的？能从混合物的有关数据（如相平衡）得到。
化工热力学教学大纲新 编 WTD standardization office【WTD 5AB- WTDK 08- WTD 2C】
《化工热力学》教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名称：化工热力学 课程英文名称：Chemical Engineering Thermodynamics 课程编号：06131050 课程类型：学科基础课 总学时：54 学分：3 适用专业：化学工程与工艺 先修课程：物理化学、化工原理 开课院系：化工与制药学院 二、课程的性质与任务 化工热力学是化学工程学的一个重要分支，是化工类专业必修的专业基础课程。它是化工过程研究、开发与设计的理论基础，是一门理论性与应用性均较强的课程。该门课系统地介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法。它以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，深刻阐述了各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。 设置本课程，为了使考生能够掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识；能利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和研究；能利用化工热力学的方法对化工中涉及的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算；并学会利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析等。 三、课程教学基本要求 通过本课程学习，要求 1．正确理解化工热力学的有关基本概念和理论； 2．理解各个概念之间的联系和应用； 3．掌握化工热力学的基本计算方法； 4．能理论联系实际，灵活分析和解决实际化工生产和设计中的有关问题。 四、理论教学内容和基本要求
教学内容 第一章绪论 热力学发展简史 化工热力学的主要研究内容 化工热力学的研究方法及其发展 化工热力学在化工中的重要性 第二章流体的p-V-T关系 纯物质的p –V –T关系 气体的状态方程 2.2.1理想气体状态 2.2.2 维里方程 2.2.3 立方型状态方程 2.2.4 多参数状态方程 对应态原理及其应用 2.3.1 对比态原理 2.3.2 三参数对应态原理 2.3.3 普遍化状态方程 真实气体混合物的p-V-T关系 2.4.1 混合规则 2.4.2气体混合物的虚拟临界性质 2.4.2 气体混合的第二维里系数 2.4.3 混合物的状态方程 液体的p –V -T关系 2.5.1 饱和液体体积 2.5.2 压缩液体（过冷液体）体积 2.5.3 液体混合物的p –V -T关系 第三章纯流体的热力学性质 热力学性质间的关系 3.1.1 热力学基本方程 3.1.2 Maxwell关系式 焓变与熵变的计算 3.2.1 热容
化工热力学与传质学复习题 一、问答题 1． 什么是剩余体积？ 2． 什么是逸度和逸度系数，逸度的物理意义？ 3． 什么是偏摩尔性质？怎样定义？ 4． 什么是吉布斯-杜亥姆方程？ 5． 何谓理想溶液？非理想溶液？ 6． 何谓活度和活度系数？ 7． 何谓超额性质？ 8． 什么是正规溶液，无热溶液？ 9． 何谓相平衡？如何判断相平衡？ 10． 何谓溶解度？ 11． 何谓亨利定律？并说明其应用范围。 12． 何谓整体流动速度和扩散速度？在计算扩散通量时，使用那个速度？ 13． 给出斐克第一定律和第二定律的定义？ 14． 何谓热扩散？如何计算双组分混合物内由于热扩散引起的扩散通量？ 15． 何谓对流传质？写出对流传质的扩散速率方程。 16． 写出舍伍德数的定义式，并说明其物理意义。 17． 怎样用雷诺类比获得湍流时的对流传质系数？ 18． 何谓双膜理论，给出双膜理论的几个论点。 二、计算题 1． 按下列方法计算460K 和1.52?103kPa 正丁烷的摩尔体积。 （1） 理想气体定律； （2） Berthlot 维里方程； （3） 普遍化式??? ? ??-+-=2.46.1172.0139.0422.0083.0r r c c T T RT Bp ω； （4） 具有试验常数的维里方程 21V C V B Z ++= (B=-265cm 3/mol,C=30250cm 6/mol 2) 已知正丁烷物性：p c =3.75?103kPa, T c =425.2K,ω=0.193 2． 试确定van der Waals 和redlich-Kwong 方程中的常数a 和b 。 3． 试用对比态法和状态方程法计算逸度系数。 4． 证明每一个关联溶液各摩尔热力学性质的方程式都对应一个关联溶液中某一组分I 的相应偏摩尔性质的方程式。 5． 已知一双元体系H 2(1)-C 3H 8(2),y 1=0.208(摩尔分数)，其体系压力和温度为p=3197.26kPa,T=344.75K 。使应用RK 状态方程计算混合物中氢的逸度系数。测得1^φ的实验值为1.439。C 的物性列于下表：
《化工热力学》教学大纲 一、课程基本信息 课程中文名称：化工热力学 课程英文名称：Chemical Engineering Thermodynamics 课程编号：06131050 课程类型：学科基础课 总学时：54 学分：3 适用专业：化学工程与工艺 先修课程：物理化学、化工原理 开课院系：化工与制药学院 二、课程的性质与任务 化工热力学是化学工程学的一个重要分支，是化工类专业必修的专业基础课程。它是化工过程研究、开发与设计的理论基础，是一门理论性与应用性均较强的课程。该门课系统地介绍了将热力学原理应用于化学工程技术领域的研究方法。它以热力学第一、第二定律为基础，研究化工过程中各种能量的相互转化及其有效利用，深刻阐述了各种物理和化学变化过程达到平衡的理论极限、条件和状态。 设置本课程，为了使考生能够掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识；能利用化工热力学的原理和模型对化工中涉及到的化学反应平衡原理、相平衡原理等进行分析和研究；能利用化工热力学的方法对化工中涉及的物系的热力学性质和其它化工物性进行关联和推算；并学会利用化工热力学的基本理论对化工中能量进行分析等。 三、课程教学基本要求 通过本课程学习，要求 1．正确理解化工热力学的有关基本概念和理论； 2．理解各个概念之间的联系和应用； 3．掌握化工热力学的基本计算方法； 4．能理论联系实际，灵活分析和解决实际化工生产和设计中的有关问题。 四、理论教学内容和基本要求
教学内容 第一章绪论 1.1 热力学发展简史 1.2 化工热力学的主要研究内容 1.3 化工热力学的研究方法及其发展1.4 化工热力学在化工中的重要性第二章流体的p-V-T关系 2.1 纯物质的p –V –T关系 2.2 气体的状态方程 2.2.1理想气体状态 2.2.2 维里方程 2.2.3 立方型状态方程 2.2.4 多参数状态方程 2.3 对应态原理及其应用 2.3.1 对比态原理 2.3.2 三参数对应态原理 2.3.3 普遍化状态方程 2.4 真实气体混合物的p-V-T关系2.4.1 混合规则 2.4.2气体混合物的虚拟临界性质2.4.2 气体混合的第二维里系数 2.4.3 混合物的状态方程 2.5液体的p –V -T关系 2.5.1 饱和液体体积 2.5.2 压缩液体（过冷液体）体积2.5.3 液体混合物的p –V -T关系 第三章纯流体的热力学性质 3.1 热力学性质间的关系 3.1.1 热力学基本方程 3.1.2 Maxwell关系式 3.2焓变与熵变的计算
化工热力学大作业
1、计算下，乙醇（1）-水（2）体系汽液平衡数据 （1）泡点温度和组成的计算 计算气液平衡数据方法（步骤）： 1、由C2H5OH 以及H2O ，查得两物质临界参数Tc1、Tc 2、Pc1、Pc2、ω查得antonio 方程中C2H5OH 和H2O 参数A1,B1,C1,A2,B2,C2，进入2 2、利用总压强P 总=，带入antonio 方程i i i s i C T B A p +-=ln 得T1,T2，进入3 3、假设x1，x2数据，从小到大假设，并取为间隔，逐次递增，由T=T1*x1+T2*x2， 并另各V i ??初值均为1，进入4 4、将T 值带入antonio 方程i i i s i C T B A p +-=ln 可得Ps1和Ps2，进入5 5、选择NRTL 方程，计算γi ，进入6 6、利用两物质临界参数以及T 、P 值计算Tr1，Tr2，Prs1，Prs2，再利用对比态法（计算逸度系数的对比态法）计算气态混合物各组元i 的逸度系数，进入7 7、利用平衡方程，V i s i S i i i i P P x y ??γ?=计算y1、y2，进入8 8、计算y1+y2的值，并判断是否进行迭代 9、将yi 归一化，利用混合物维里方程（计算混合物逸度系数的维里方程）结合 混合规则计算各V i ??，返回7 10、判断y1+y2是否与8的值不同，“是”返回6，“否”进入11 11、计算y1+y2，判断是否为1，“否”进入12，“是”进入13 12、调整T 值，如果y1+y2大于1，则把T 值变小，如果y1+y2小于1，则把T 值变大，并返回4 13、得出T 、所有yi 值，并列出表格，进入14 14、将所有按从小到大顺序假设的Xi 值所对应的Yi 值求出，并作出T-X-Y 图，进入15 15、结束
《化工热力学》课程教学大纲 课程代码：080131037 课程英文名称：Chemical Engineering Thermodynamics 课程总学时：40 讲课：40 实验：0 上机：0 适用专业：化学工程与工艺 大纲编写（修订）时间：2017.7 一、大纲使用说明 （一）课程的地位及教学目标 本课程是化学工程与工艺专业的专业基础必修课程。化工热力学是研究热力学基本原理在实际化工过程中具体应用的一门科学，它是化学工程学科的重要组成部分，是化工过程研究、开发与设计的理论基础。 通过本课程的学习，学生将达到以下要求： 1.掌握化工热力学的基本概念、理论和专业知识； 2.能够利用化工热力学的原理和模型计算化工中涉及的热力学数据； 3.能够利用相平衡原理进行分析和研究； 4.能够利用化工热力学的基本理论对化工过程的能量利用进行分析。 （二）知识、能力及技能方面的基本要求 1.基本知识：掌握热力学的研究内容和研究方法，熟悉化工热力学的应用领域及发展历程和趋势。 2.基本理论和方法：掌握热力学基本定律及有关概念，并能够以此为基础，借助表达系统特征的模型进行热力学性质的计算；掌握相平衡的计算方法及热力学一致性检验方法；掌握化工过程的能量分析方法，确定能量的有效利用程度；掌握热力循环的过程及热力学分析，理解完善循环过程的方法。 3.基本技能:具备查阅和使用常用工程计算图表、手册等资料的能力；具有对复杂实际体系进行热力学性质的数值计算能力；具有一定的工程意识，具有在专业生产领域的工作中运用热力学方法分析和解决实际问题的能力。 （三）实施说明 1.教学方法：化工热力学是物理化学中热力学部分的延伸，授课中应由浅入深，将理想系统和实际系统进行比较，将纯组分和混合物进行比较，突出说明经典热力学处理实际问题的方法。对于能量分析及热力循环的相关内容，结合生产和生活实际进行讲解，以调动学生的学习兴趣，收到良好教学效果。 2.教学手段：采用多媒体和板书相结合的方式。 （四）对先修课的要求 本课程应在高等数学、物理化学课程之后开设。 （五）对习题课、实践环节的要求 1.本课程内容比较抽象，难于理解，在讲解理论知识的基础上，根据课程内容安排两次习题课，共4学时，分别练习和讲解热力学性质的计算和相平衡的计算、化工过程的能量分析和热力循环内容。对于复杂的计算问题，引导、鼓励学生运用计算机进行求解，加强计算能力和计算机应用能力。 2.课后作业的布置要少而精、内容多样化，作业题包括基本概念、基本理论及应用计算等方面的内容，通过作业的完成达到巩固理论、掌握计算方法和技巧、提高分析问题和解决问题能力