【正文】 第三定律 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 熱力學(xué)發(fā)展簡(jiǎn)史 1944 年 BF如今熱力學(xué)已廣泛的用于研究各種能量之間的關(guān)系，熱力學(xué)從遠(yuǎn)古時(shí)期發(fā)展至今，可稱它為一門(mén)“ 完善 ”的科學(xué)，這主要表現(xiàn)在它具有四大特性： ⑴嚴(yán)密性 ⑵完整性 ⑶普遍性 ⑷精簡(jiǎn)性 熱力學(xué)及其特性 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 嚴(yán)密性： 表現(xiàn)在熱力學(xué)具有嚴(yán)格的理論基礎(chǔ)。 熱力學(xué)的四大特性使得熱力學(xué)成為一門(mén)“ 完善 ”的學(xué)科，而其它學(xué)科就相形見(jiàn)拙了。 溫度與熱力學(xué)第零定律 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 ⑴工程熱力學(xué) :十九世紀(jì)蒸汽機(jī)的發(fā)明和相應(yīng)的科學(xué)形成了工程熱力學(xué)，工程熱力學(xué)主要研究功熱轉(zhuǎn)換，以及能量利用率的高低。統(tǒng)計(jì)熱力學(xué)的成就可以彌補(bǔ)這方面的不足?；崃W(xué)是這一發(fā)展過(guò)程中的一個(gè)組成學(xué)科，是一門(mén)非常重要的專業(yè)基礎(chǔ)技術(shù)課。在化工工程師的工作中，常涉及到下面四類問(wèn)題： 化工熱力學(xué)的基本內(nèi)容 （ 1）進(jìn)行過(guò)程的能量衡算 物料衡算 與建立在熱力學(xué)第一定律基礎(chǔ)上的 能量衡算 是所有化工工藝設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。近年來(lái)的能源緊張，如何有效利用能量的問(wèn)題顯得突出。 又例： 在節(jié)能最杰出和典型的節(jié)能化工工程是濮陽(yáng)的中原化肥廠的 AMⅤ 合成氨工藝，能耗從常規(guī)的 900 Gcal/t 氨降到 590Gcal/t 氨。 化工熱力學(xué)是“ 焓焓”糊糊“熵”腦筋的課程，即 焓熵計(jì)算 及其應(yīng)用。 ?狀態(tài)函數(shù)的變化只與系統(tǒng)的初、終態(tài)有關(guān)，與過(guò)程進(jìn)行的途徑無(wú)關(guān)。 1）系統(tǒng)狀態(tài)變化過(guò)程的理想化：“可逆過(guò)程” 2）二個(gè)理想化模型：理想氣體和理想溶液 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 理想化的作用 ： 1）不是用來(lái)解釋系統(tǒng)的性質(zhì)，而是在 一定條件下 ，代替真實(shí)系統(tǒng)，以保證熱力學(xué)演繹推理的簡(jiǎn)潔易行和目的明確。物性估算是基礎(chǔ)。 污染物的控制釋放、回收處理資源化和開(kāi)發(fā)新的替代物是治理環(huán)境問(wèn)題的主要措施和手段。 ⑶ 除基本概念理論外，要特別注意計(jì)算技能。 措 施 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 ?化工熱力學(xué)針對(duì)解決的問(wèn)題 客觀物質(zhì)世界的實(shí)際系統(tǒng)，具有高度的 非理想性（非理想氣體與非理想溶液） 化工熱力學(xué) = 基本概念 數(shù)學(xué)模型 + = 應(yīng)用 內(nèi)涵 +外延 { 思維對(duì)象的本質(zhì)屬性 思維對(duì)象的范圍 (即概念的適用范圍 ) 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 課程學(xué)習(xí)的主線 TSHG ??Gibbs函數(shù) (G函數(shù) ) 應(yīng)用 ?反映真實(shí)氣體與理想氣體性質(zhì)之差，稱之為剩余 G函數(shù)。 陳鐘秀、顧飛燕、胡望明編，化工熱力學(xué) (第二版 )，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2023年。 胡英，近代化工熱力學(xué) —— 應(yīng)用研究的新進(jìn)展，上海：上?？茖W(xué)技術(shù)出版社，1994年。與 活度或活度系數(shù)的關(guān)系為 []? ( / )l n( ) l niiijiEfifxi T p nG R Tn??????? ?????、 、?實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn) ?相平衡和化學(xué)平衡 t 0G T p?? 、 恒 定?有效能的綜合利用：理想功與有效能也是一種 G函數(shù)。但是，對(duì)于工程研究者，決不能馬虎大意，除了理論研究者具有的能力外，還必須要求計(jì)算正確。 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 ⑴ 了解化工熱力學(xué)的基本內(nèi)容 ⑵ 提高利用化工熱力學(xué)的觀點(diǎn)、方法來(lái)分析和解決化工生產(chǎn)、工程設(shè)計(jì)和科學(xué)研究中有關(guān)的實(shí)際問(wèn)題的能力。 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 2) 化工過(guò)程、裝置設(shè)計(jì)與優(yōu)化的理論基礎(chǔ) 物料衡算和熱量衡算是化工過(guò)程和生產(chǎn)裝置研究開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)計(jì)算的基礎(chǔ)。 3）引入理想系統(tǒng)的意義在于對(duì)實(shí)際系統(tǒng)性質(zhì)的研究建立紐帶和橋梁， 如： 理想氣體的化學(xué)位 lni i iR T p?? ??? 真實(shí)氣體化學(xué)位 ?lni i iR T f? 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 1）熱力學(xué)所給出的結(jié)論、宏觀性質(zhì)間的的關(guān)聯(lián)式的正確性，具有普遍的意義，且 對(duì)于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的理論具有相當(dāng)大的獨(dú)立性 。也可以對(duì)不可逆過(guò)程的狀態(tài)函數(shù)變化，按易于計(jì)算的可逆過(guò)程狀態(tài)函數(shù)變化進(jìn)行，如對(duì)過(guò)程不可逆程度的計(jì)算等。 南陽(yáng)理工學(xué)院 生化學(xué)院 化工熱力學(xué) 第一章 緒 論 研究方法 ： 經(jīng)典熱力學(xué)方法、分子熱力學(xué)方法 ?分子熱力學(xué)從微觀角度，將經(jīng)典熱力學(xué)、統(tǒng)計(jì)物理、量子力學(xué)及有限的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)建立數(shù)學(xué)模型、擬合模型參數(shù)，對(duì)實(shí)際系統(tǒng)熱力