《化工热力学》教学大纲 课程名称：化工热力学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Chemical Engineering thermodynamics 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实战学时：0 先修课程：高等数学、基础化学、物理化学 后续课程支撑：化工工艺学，化工设计，分离工程 授课时间：1-16周星期一1-2节 授课地点：6F102 授课对象：2019级应用化学1-2班，2019级应化卓越1-2班38人 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：张存芳/讲师 答疑时间、地点与方式：(1)课前课后停留在教室，对有疑问的同学进行答疑：(2)教师办公室(12J311)进行答疑：(3)电子邮件(272375280qg.co如 或学习群联系答疑 课程考核方式：开卷()闭卷（√）课程论文()其它（) 使用教材：《化工热力学》，陈钟秀编，化学工业出版社，第三版 敏学参考资料： (1)《化工热力学例题与习题》，陈钟秀、顾飞燕编，化学工业出版社 (2)《现代化工导论》第三版，李淑芬、王成扬等编，化学工业出版社 课程简介： 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
1 《化工热力学》教学大纲 课程名称：化工热力学 课程类别（必修/选修）：选修 课程英文名称：Chemical Engineering thermodynamics 总学时/周学时/学分：32/2/2 其中实验/实践学时：0 先修课程：高等数学、基础化学、物理化学 后续课程支撑：化工工艺学，化工设计，分离工程 授课时间： 1-16 周 星期一 1-2 节 授课地点：6F102 授课对象：2019 级应用化学 1-2 班，2019 级应化卓越 1-2 班 38 人 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称：张存芳/讲师 答疑时间、地点与方式：（1）课前课后停留在教室，对有疑问的同学进行答疑；（2）教师办公室（12J311）进行答疑；（3）电子邮件（272375280@qq.com） 或学习群联系答疑 课程考核方式：开卷（）闭卷（）课程论文（）其它（ ） 使用教材：《化工热力学》，陈钟秀编，化学工业出版社，第三版 教学参考资料： （1）《化工热力学例题与习题》，陈钟秀、顾飞燕编，化学工业出版社 （2）《现代化工导论》第三版，李淑芬、王成扬等编，化学工业出版社 课程简介： 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。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程敏学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标1： 1能够将数学、自然科学、工程基础以及化工原理、 学握热力学模型，状态方程等的适用条件，能够求取 13能将数学、自然科学、工程基础和 化工类专业基础、重要化工理论基础与工艺等专业 化工基础数据和化工过程中热量与功的计算方法。掌握汽 化工领域专业知识用于解决化工领域 知识用于解决化学工程与工艺领域综合性工程实 液平衡的计算，运用能量方程分析方程解决典型化工过程 复杂问题。 践和复杂工程问题。 的热力学效率 目标2： 2-2能将数学、自然科学、工程基础和 2能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理， 运用热力学模型，能针对不同的热力学状态，预测其 专业知识运用到复杂化工问题的恰当 识别、表达、并通过文献研究分析复杂化学工程与 他的状态函数，特别是焓、熵的计算 表述中 工艺问题，以获得有效结论。 目标3： 4能够基于科学原理并采用科学方法对精细化工和 41能够基于工程基础知识，根据对象 结合热力学原理和模型，能运用能量方程衡算各个阶 化工系统等的生产过程中复杂工程问题进行研究， 特征，选择研究路线，设计可行的实验 段的功损失及相关的化工设计计算，学会应用origin等软 包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合 方案。 件应用于数据处理 得到合理有效的结论。 目标4： 82理解工程伦理的核心理念，培养工 8具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工 培养作为一个创新型化学工程人员必备的坚持不懈的学 程伦理素质，具有工程伦理意识，掌握 习精神，一丝不苟的科学态度。养成理论联系实际、科学 程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责 工程伦理规范，并提高工程伦理决策能 任。 严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。 力。 2
2 基本理论对化工中能量进行分析等。 课程教学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程教学目标 支撑毕业要求指标点 毕业要求 目标 1： 掌握热力学模型，状态方程等的适用条件，能够求取 化工基础数据和化工过程中热量与功的计算方法。掌握汽 液平衡的计算，运用能量方程分析方程解决典型化工过程 的热力学效率 1-3 能将数学、自然科学、工程基础和 化工领域专业知识用于解决化工领域 复杂问题。 1 能够将数学、自然科学、工程基础以及化工原理、 化工类专业基础、重要化工理论基础与工艺等专业 知识用于解决化学工程与工艺领域综合性工程实 践和复杂工程问题。 目标 2： 运用热力学模型，能针对不同的热力学状态，预测其 他的状态函数，特别是焓、熵的计算 2-2 能将数学、自然科学、工程基础和 专业知识运用到复杂化工问题的恰当 表述中 2 能够应用数学、自然科学和工程科学的基本原理， 识别、表达、并通过文献研究分析复杂化学工程与 工艺问题，以获得有效结论。 目标 3： 结合热力学原理和模型，能运用能量方程衡算各个阶 段的功损失及相关的化工设计计算，学会应用 origin 等软 件应用于数据处理 4-1 能够基于工程基础知识，根据对象 特征，选择研究路线，设计可行的实验 方案。 4 能够基于科学原理并采用科学方法对精细化工和 化工系统等的生产过程中复杂工程问题进行研究， 包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息综合 得到合理有效的结论。 目标 4： 培养作为一个创新型化学工程人员必备的坚持不懈的学 习精神，一丝不苟的科学态度。养成理论联系实际、科学 严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德。 8-2 理解工程伦理的核心理念，培养工 程伦理素质，具有工程伦理意识，掌握 工程伦理规范，并提高工程伦理决策能 力。 8 具有人文社会科学素养、社会责任感，能够在工 程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责 任
理论散学进程表 戴学模式 授课救 学时 支排 周次 教学主题 师 数 散学内容（重点、难点、课程思政融入点） (线上/混合 教学方法 作业安排 课程 式/线下 目标 线上 课程思政作业：) 重点：化工热力学课程专业基础课中的地位： 通过文献检索或 化工热力学热力学的性质与基本概念，热力学 网络资源查找，每 三大基本定律 人须完成不少于 难点：化工热力学的起源与发展：化工热力学 课堂讲授与小 1000字关于化学 化工热力学的发 目标 张存芳 2 展史及研究内容 的研究内容和学习方法。 组讨论 化工行业受疫情 四 课程思政融入点：1)介绍化工热力学的发展 影响的发展。2) 历史，向学生传递一代代优秀化学家克服艰难 热力学三大定律 困苦、勇攀科学高峰的社会主义核心价值观。 热力学函数性质 及基本概念 重点：PVT关系图及临界性质，气体的状态方 线上 程：对比态原理 课堂讨论：pVT 纯物质的PVT 课堂讲授和小 目标 、3 张存芳 行为与液化气成 关系及状态方程 难点：偏心因子及普遍化状态方程 组讨论 分选择的关系 气体混合物的 重点：虚拟常数临界法、迭代法求根方法、Virial 线上 课后作业：运用不 目标 3 张存芳 2 课堂讲授 PVT关系 方程表达式 同的状态方程计 3
3 理论教学进程表 周次 教学主题 授课教 师 学时 数 教学内容（重点、难点、课程思政融入点） 教学模式 （线上/混合 式/线下 教学方法 作业安排 支撑 课程 目标 1 化工热力学的发 展史及研究内容 张存芳 2 重点：化工热力学课程专业基础课中的地位； 化工热力学热力学的性质与基本概念，热力学 三大基本定律 难点：化工热力学的起源与发展；化工热力学 的研究内容和学习方法。 课程思政融入点：1）介绍化工热力学的发展 历史，向学生传递一代代优秀化学家克服艰难 困苦、勇攀科学高峰的社会主义核心价值观。 线上 课堂讲授与小 组讨论 课程思政作业：1) 通过文献检索或 网络资源查找，每 人须完成不少于 1000 字关于化学 化工行业受疫情 影响的发展。2) 热力学三大定律、 热力学函数性质 及基本概念 目 标 四 2 纯物质的 P-V-T 关系及状态方程 张存芳 2 重点：PVT 关系图及临界性质，气体的状态方 程；对比态原理 难点：偏心因子及普遍化状态方程 线上 课堂讲授和小 组讨论 课堂讨论：pVT 行为与液化气成 分选择的关系 目 标 一 3 气 体 混 合 物 的 PVT 关系 张存芳 2 重点：虚拟常数临界法、迭代法求根方法、Virial 方程表达式 线上 课堂讲授 课后作业：运用不 同的状态方程计 目 标 二
难点：迭代法求根方法 算p-v-t。2-4,2-6 课程思政融入点：以疫情为切入点展开讨论化 工行业对人们生活的影响，建立专业思想。 重点：热力学基本微分方程、点函数的概念以 线上 课堂讲授及讨 课堂测验：关于点 热力学性质间的 目标 4 张存芳 2 及点函数间的基本关系式 函数的证明及关 关系式 论 二 难点：Maxwell关系式 系式推导 线上 热力学性质（焓、 张存芳， 重点：剩余性质、普遍化关系法 课堂讲授及讨 有关真实气体焓 目标 2 许书瑞 难点：及逸度Maxwell关系式的应用 论 和嫡的计算：3-4， 熵)的计算 3-5, 线上 课堂讨论不同 重点：逸度与逸度系数的定义及计算方法、纯 典型化工过程 逸度及两相热力 逸度与逸度系数 目标 6 张存芳 2 流体的热力学性质图，干度的概念及表达式 的变化图并与 学性质和图表 难点：热力学性质图表及制作方法 生产实践相联 的计算 三 系 重点：化学位、偏摩尔性质、偏摩尔性质的求 以乙醇与水混 解 合过程的体积 难点：Gibbs-Duhem方程 化学位和偏摩尔 变等生活实际 偏摩尔性质的计 目标 张存芳 2 课程思政融入点：以乙醇与水混合后体积缩 线下 性质 现象引入偏摩 小，以及汽油站为何偏好使用汽油等讨论偏摩 算 尔性质的概 尔性质的在实际生产和工作中的应用，激发学 念。 生对本专业知识的认识度和兴趣，提倡学生多
4 难点：迭代法求根方法 课程思政融入点：以疫情为切入点展开讨论化 工行业对人们生活的影响，建立专业思想。 算 p-v-t。2-4, 2-6 4 热力学性质间的 关系式 张存芳 2 重点：热力学基本微分方程、点函数的概念以 及点函数间的基本关系式 难点：Maxwell 关系式 线上 课堂讲授及讨 论 课堂测验：关于点 函数的证明及关 系式推导 目 标 二 5 热力学性质（焓、 熵）的计算 张存芳， 许书瑞 2 重点:剩余性质、普遍化关系法 难点：及逸度 Maxwell 关系式的应用 线上 课堂讲授及讨 论 有关真实气体焓 和熵的计算；3-4， 3-5， 目 标 一 6 逸度及两相热力 学性质和图表 张存芳 2 重点：逸度与逸度系数的定义及计算方法、纯 流体的热力学性质图，干度的概念及表达式 难点：热力学性质图表及制作方法 线上 课堂讨论不同 典型化工过程 的变化图并与 生产实践相联 系 逸度与逸度系数 的计算 目 标 三 7 化学位和偏摩尔 性质 张存芳 2 重点：化学位、偏摩尔性质、偏摩尔性质的求 解 难点：Gibbs-Duhem 方程 课程思政融入点：以乙醇与水混合后体积缩 小，以及汽油站为何偏好使用汽油等讨论偏摩 尔性质的在实际生产和工作中的应用，激发学 生对本专业知识的认识度和兴趣，提倡学生多 线下 以乙醇与水混 合过程的体积 变等生活实际 现象引入偏摩 尔性质的概 念。 偏摩尔性质的计 算 目 标 二
角度看待化工专业的就业等相关问题。 混合物的逸度及 重点：混合物的组分逸度、逸度系数 课堂讲授及讨 目标 8 张存芳 2 逸度系数 难点：逸度的相关计算 线下 论 重点：活度及活度系数 讨论：逸度和标准 课堂讲授及讨 目标 9 理想溶液及活度 张存芳 2 难点：理想溶液标准态、 钱下 态，活度及活度系 论 二 数的物理意义 重点：混合性质△M、理想溶液的△M及超额 张存芳， 课后作业：混合过 混合过程性质变 课堂讲授及讨 目标 10 性质△M 线下 程的计算 化及超额性质 许书瑞 难点：及活度系数模型 论 4-2,4-10,4-13,4-17 课堂讨论：以 相平衡判据及气 重点：相平衡判据、相律 化工原理精馏 课堂讨论：二元体 目标 11 张存芳 线下 液平衡相图 难点：二元体系的平衡特征 制备酒精为例 系的相平衡 三 引入相平衡 重点：汽液平衡计算的基本公式、闪蒸的概念 课堂检测：闪蒸的 气液平衡计算类 张存芳， 及其应用，露点和泡点概念及液液平衡关系及 课堂讲授及讨 计算，液液平衡关 目标 12 线下 型 许书瑞 计算 论 系及计算 二 难点：活度系数加状态方程法 5-4,5-9,5-17 课堂讨论：以 能量平衡方程及 里点：稳流系统的热力学第一定律 典型化工成产 目标 13 张存芳 2 难点：熵平衡方程 线下 节能为案例引 熵方程 三 入本章重要知 识点 5
5 角度看待化工专业的就业等相关问题。 8 混合物的逸度及 逸度系数 张存芳 2 重点：混合物的组分逸度、逸度系数 难点：逸度的相关计算 线下 课堂讲授及讨 论 目 标 一 9 理想溶液及活度 张存芳 2 重点：活度及活度系数 难点：理想溶液标准态、 线下 课堂讲授及讨 论 讨论：逸度和标准 态，活度及活度系 数的物理意义 目 标 二 10 混合过程性质变 化及超额性质 张存芳， 许书瑞 2 重点：混合性质 ΔM、理想溶液的 ΔM 及超额 性质 ΔME 难点：及活度系数模型 线下 课堂讲授及讨 论 课后作业：混合过 程的计算 4-2,4-10,4-13,4-17 目 标 二 11 相平衡判据及气 液平衡相图 张存芳 2 重点：相平衡判据、相律 难点：二元体系的平衡特征 线下 课堂讨论：以 化工原理精馏 制备酒精为例 引入相平衡 课堂讨论：二元体 系的相平衡 目 标 三 12 气液平衡计算类 型 张存芳， 许书瑞 2 重点：汽液平衡计算的基本公式、闪蒸的概念 及其应用，露点和泡点概念及液液平衡关系及 计算 难点：活度系数加状态方程法 线下 课堂讲授及讨 论 课堂检测：闪蒸的 计算，液液平衡关 系及计算 5-4,5-9,5-17 目 标 二 13 能量平衡方程及 熵方程 张存芳 2 重点：稳流系统的热力学第一定律 难点：熵平衡方程 线下 课堂讨论：以 典型化工成产 节能为案例引 入本章重要知 识点 目 标 三
重点：理想功、损失功的概念及热力学效率 难点：理想功、损失功的计算 课后作业：关于理 理想功、损失功 张存芳 2 课程思政：根据所学供热转换知识，结合国家 线下 课堂讲授及讨 想功、损失功及热 目标 14 及热力学效率 侣导的节能减排，绿色发展的理念，就生活中 论 力学效率的计算 6-8,6-11 的化工节能过程所运用的知识点进行分析 重点：蒸汽动力循环，节流膨胀，蒸汽压缩制 课堂讨论：节流膨 蒸汽动力循环及 目标 15 张存芳 2 冷、吸收式制冷 线下 课堂讲授及讨 胀与做外功绝热 制冷循环 论 膨胀的比较，吸收 三 难点：做外功的绝热膨胀 制冷循环原理 课堂讲授及讨 课堂讨论与集中 目标 16 复习 张存芳 2 归纳复习课程知识点 钱下 论 答疑 四 合计 32 课程考核 评价依据及成绩比例(%) 课程目标 支撑毕业要求指标点 课后作业 课程思政 考试 文献检素 目标一 1-3 J 0 10 0 目标二 2-2 15 3 25 0 目标三 4-1 10 20 0 目标四 8-2 3 5 0 6
6 14 理想功、损失功 及热力学效率 张存芳 2 重点：理想功、损失功的概念及热力学效率 难点：理想功、损失功的计算 课程思政：根据所学供热转换知识，结合国家 倡导的节能减排，绿色发展的理念，就生活中 的化工节能过程所运用的知识点进行分析 线下 课堂讲授及讨 论 课后作业：关于理 想功、损失功及热 力学效率的计算 6-8, 6-11 目 标 三 15 蒸汽动力循环及 制冷循环 张存芳 2 重点：蒸汽动力循环，节流膨胀，蒸汽压缩制 冷、吸收式制冷 难点：做外功的绝热膨胀 线下 课堂讲授及讨 论 课堂讨论：节流膨 胀与做外功绝热 膨胀的比较，吸收 制冷循环原理 目 标 三 16 复习 张存芳 2 归纳复习课程知识点 线下 课堂讲授及讨 论 课堂讨论与集中 答疑 目 标 四 合计 32 课程考核 课程目标 支撑毕业要求指标点 评价依据及成绩比例（%） 课后作业 课程思政 考试 文献检索 目标一 1-3 5 0 10 0 目标二 2-2 15 3 25 0 目标三 4-1 10 4 20 0 目标四 8-2 … 3 5 0
总计 25 5 70 0 100 备注：1)根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课3次（或6课时）学生不得参加该课程的期终考核。2)各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2022年2月20日 系（部）审查意见： 我系课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 多a个 日期：2022年2月22日 备注： 7
7 总计 25 5 70 0 100 备注：1）根据《东莞理工学院考试管理规定》第十二条规定：旷课 3 次（或 6 课时）学生不得参加该课程的期终考核。2）各项考核标准见附件所示。 大纲编写时间：2022 年 2 月 20 日 系（部）审查意见： 我系课程委员会已对本课程教学大纲进行了审查，同意执行。 系（部）主任签名： 日期：2022 年 2 月 22 日 备注：
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