普通高等教育《十一五”规划教材 化工热力 Chemical Engineering thermodynamics 第二版 陈钟秀顾飞燕顾望明编
普通高等教育“十一五”规划教材 化工热力 Chemical Engineering thermodynamics 第二版 陈钟秀 顾飞燕 顾望明 编
第一章 绪论
第一章 绪 论
1.1化工热力学研究的对象 1.2化工热力学的研究方法 1.3名词与定义
1.1 化工热力学研究的对象 1.2 化工热力学的研究方法 1.3 名词与定义
1.1 化工热力学研究的对象 热力学是在研究热现象的应用中产生的。 19世纪中期，热力学第一、第二定律的相继确立标志 着热力学理论的建立。这两个定律以及其他一些基本概念构 成了热力学理论的基础。 在热力学基本定律应用中，又提出了反映物质特性的 热力学函数，确立了热力学函数与各种物质的性质之间的关 进一步研究了各种物质在相变和化学变化中的具体规律 从而充实与发展了热力学理论
1.1 化工热力学研究的对象 ▪ 热力学是在研究热现象的应用中产生的。 ▪ 19世纪中期，热力学第一、第二定律的相继确立标志 着热力学理论的建立。这两个定律以及其他一些基本概念构 成了热力学理论的基础。 ▪ 在热力学基本定律应用中，又提出了反映物质特性的 热力学函数，确立了热力学函数与各种物质的性质之间的关 系，进一步研究了各种物质在相变和化学变化中的具体规律 等，从而充实与发展了热力学理论
如今，热力学已发展成为严密的，系统性强的学科。它 是研究能量、能量转换以及与转换有关的物性间相互关系的 科学。 热力学基本定律是自然界的客观规律，是人类实践经验 的科学总结，具有极大的普遍性和可靠性。 以这些定律为基础进行演绎、逻辑推理而得到的热力学 关系与结论，显然具有高度的普遍性、可靠性与实用性，可以 应用于科学技术的各个领域，由此形成了工程热力学、化学 热力学、化工热力学等重要的分支
▪ 如今，热力学已发展成为严密的，系统性强的学科。它 是研究能量、能量转换以及与转换有关的物性间相互关系的 科学。 ▪ 热力学基本定律是自然界的客观规律,是人类实践经验 的科学总结，具有极大的普遍性和可靠性。 ▪ 以这些定律为基础进行演绎、逻辑推理而得到的热力学 关系与结论,显然具有高度的普遍性、可靠性与实用性,可以 应用于科学技术的各个领域,由此形成了工程热力学、化学 热力学、化工热力学等重要的分支
化学热力学主要讨论热化学、相平衡和化学平衡理论。工 程热力学主要研究热能与机械能之间转换规律以及在工程中的 应用。化工热力学是应用热力学原理来处理热力学、相平衡等 化学领域中的问题。 化工热力学是将热力学理论应用于化学工程技术领域。它 的主要任务是以热力学第一、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，研究各种物理或化学变 化达到平衡的理论极限、条件和状态。化工热力学是化学工程 学的重要组成部分，是化工过程研究、开发与设计的理论基础
▪ 化学热力学主要讨论热化学、相平衡和化学平衡理论。工 程热力学主要研究热能与机械能之间转换规律以及在工程中的 应用。化工热力学是应用热力学原理来处理热力学、相平衡等 化学领域中的问题。 ▪ 化工热力学是将热力学理论应用于化学工程技术领域。它 的主要任务是以热力学第一、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,研究各种物理或化学变 化达到平衡的理论极限、条件和状态。化工热力学是化学工程 学的重要组成部分，是化工过程研究、开发与设计的理论基础
近年来，电子计算机的应用已将繁杂的计算变为可能， 新的计算工具引进新的观点、方法与理论，深化和拓宽了化 工热力学的研究范畴，特别是热力学数学模型的建立与完善， 不仅促进了化工热力学学科的发展，也充分地发挥热力学理 论在化工技术中的作用
▪ 近年来，电子计算机的应用已将繁杂的计算变为可能， 新的计算工具引进新的观点、 方法与理论，深化和拓宽了化 工热力学的研究范畴，特别是热力学数学模型的建立与完善， 不仅促进了化工热力学学科的发展，也充分地发挥热力学理 论在化工技术中的作用
1.2化工热力学的研究方法 热力学的研究方法，原则上可采取用宏观研究方法和 微观研究方法。 宏观研究方法是研究大量分子中发生的平均变化，而 不是单个分子的精细变化。它把有大量粒子组成的物质视为 一个整体，用宏观物理量来描述它的状态，！ 以宏观观点考察 物质间的相互作用
1.2化工热力学的研究方法 ◼ 热力学的研究方法，原则上可采取用宏观研究方法和 微观研究方法。 ◼ 宏观研究方法是研究大量分子中发生的平均变化，而 不是单个分子的精细变化。它把有大量粒子组成的物质视为 一个整体，用宏观物理量来描述它的状态，以宏观观点考察 物质间的相互作用
宏观研究方法的特点： 通过对宏观现象的直接观察 与实验，总结出具有普遍性的规律，即热力学的基本定律， 热力学的一切结论也是从热力学基本定律出发，通过严密 的逻辑推理而得到。因而不管是定律本身或结论，均具有 普遍性与可靠性。 宏观研究方法的优点：简单、可靠、解决工程问题 比较容易。不足之处是由于不涉及物质的微观结构不安化 过程的细节，从而建立的热力学宏观理论不能解释微观本 质及其发生的内部原因。以宏观方法研究平衡态体系的热 力学称为经典热力学
◼ 通过对宏观现象的直接观察 与实验，总结出具有普遍性的规律，即热力学的基本定律， 热力学的一切结论也是从热力学基本定律出发，通过严密 的逻辑推理而得到。因而不管是定律本身或结论，均具有 普遍性与可靠性。 ◼ 简单、可靠 、 解决工程问题 比较容易。不足之处是由于不涉及物质的微观结构不安化 过程的细节，从而建立的热力学宏观理论不能解释微观本 质及其发生的内部原因。以宏观方法研究平衡态体系的热 力学称为经典热力学 宏观研究方法的特点： 宏观研究方法的优点：
微观研究方法是建立在大量粒子群的统计性质的基础上。 它是从物质的微观结构观察与分析问题，预测与解释平衡情况下 物质的宏观特性，对热力学原理也获得较深入的理解。 这种研究方法已越来越得到重视，也取得了显著的效果。 例如，考虑分子间相互作用可近似地推导pVT状态方程；推导液 相活度系数关联式等。微观研究方法也有它的局限性，由于微观 研究方法对物质的结构须采用假设的模型，这假设的模型只是物 质世纪结构的近似描写
▪ 微观研究方法是建立在大量粒子群的统计性质的基础上。 它是从物质的微观结构观察与分析问题，预测与解释平衡情况下 物质的宏观特性，对热力学原理也获得较深入的理解。 ▪ 这种研究方法已越来越得到重视，也取得了显著的效果。 例如，考虑分子间相互作用可近似地推导pVT状态方程；推导液 相活度系数关联式等。微观研究方法也有它的局限性，由于微观 研究方法对物质的结构须采用假设的模型，这假设的模型只是物 质世纪结构的近似描写