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XuetangX

化工热力学

Jining University via XuetangX

Overview

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课程背景

        在浩瀚的宇宙中,能量以万千形态存在与流转——从太阳辐射、地热涌动,到风力驱动、水流奔涌。然而,伴随人类社会高速发展,气候变化、环境污染与能源紧缺等问题日益严峻。深入探究能量转化规律,推动节能减排,已成为化工从业者面临的核心课题。

化工热力学是实现“碳达峰、碳中和”战略目标的关键理论基石。它通过优化化学反应过程、提升能源利用效率,显著降低碳排放,直接服务于节能减排目标。

        化学工业作为国民经济的支柱产业,在新工科建设与人工智能浪潮的背景下,面临深刻变革。化工热力学作为化学工程的重要分支学科,是化工过程研究、开发与设计的理论基础,为解决反应与分离这两大化工核心问题提供关键支撑。

        在此背景下,本课程整合优质师资与教学资源,紧密对接学科前沿,将最新研究成果融入教学内容;同时注重课程思政建设,优化教学设计,改革教学方法与模式,着力培养兼具创新精神与实践能力的应用型卓越技术人才。

课程定位

        《化工热力学》是化学工程与工艺专业的核心必修课,是化工过程研究、开发和设计的理论基础,也是所有单元操作的基础和化学工程的精髓,该课程真正实现了由理想体系向实际体系的过渡转化。

        化工热力学作为化学工程领域的重要基础课程,旨在帮助学生系统掌握热力学的基本原理和应用方法。本课程涵盖流体的PVT关系、热力学第一、第二定律,热力学函数及其性质,相平衡和压缩、膨胀、动力循环与制冷循环等核心内容。通过理论学习与实际案例分析,学生将深入理解能量转换和物质平衡的基本规律,并学会将热力学知识应用于化工过程的设计、优化和分析。本课程注重培养学生解决复杂工程问题的能力,为后续学习化工分离工程、化工反应工程等专业课程奠定坚实的理论基础,同时为从事化工领域的研究与实践提供重要支持。

课程团队

        化工热力学课程教学团队现有成员5人,主动适应教育现代化对教师队伍的新要求,遵循“学术性”与“专业性”相统一的基本原则,坚守立德树人理念,自觉履行“为党育人、为国育才”使命:坚持以学生为中心,强化学科专业素养和职业技能协同培养;坚持高水平科研引领和科研反哺教学,提高学生创新和实践能力;坚持产学研融合,服务行业企业和地方经济发展。

        课程团队获山东省省级教学成果二等奖1项,山东化学化工学会教学成果一等奖1项,获省优秀教学案例1项,获山东省青教赛二等奖、山东省微课教学比赛二等奖、山东省教创赛三等奖、山东省课程思政教学比赛三等奖各1项。承担省级一流本科课程1门、省级重点教改项目2项。多人次获校级十大师德标兵、优秀教师、最美教师、优秀教育工作者、建功立业标兵等荣誉称号。




Syllabus

  • 第一章 化工热力学基础
    • 热力学分支及化工热力学在化工中的重要性
    • 化工热力学研究内容及处理问题的方法
  • 第二章 流体的 p-V-T 关系
    • 纯流体的 p-V-T 关系
    • 状态方程
    • 对比态原理
    • 真实气体混合物的 p-V-T 关系
    • 前沿话题
  • 第三章 纯流体的热力学性质
    • 流体热力学性质间的关系
    • 热力学性质焓值、熵值的计算
    • 真实气体的焓、熵的计算
    • 纯流体的热力学性质图和表
    • 热力学性质图的应用
    • 前言话题
  • 第四章 流体混合物(溶液)的热力学性质
    • 均相变组成体系热力学基本关系)
    • 化学位
    • 偏摩尔性质
    • 逸度和逸度系数
    • 理想溶液
    • 活度及活度系数
    • 混合变量
    • 前沿话题
  • 第五章 相平衡
    • 相平衡基础
    • 汽液平衡
    • 低压下泡点、露点计算
    • 中压下泡点、露点计算
    • 闪蒸计算
    • 前沿话题
  • 第六章 化工过程能量分析
    • 热力学第一定律
    • 稳流系统热力学第一定律简化及应用
    • 熵增原理与熵产生
    • 理想功
    • 损失功
    • 有效能
    • 有效能的计算
    • 㶲衡算及㶲效率
    • 化工过程能量分析及合理用能
    • 前沿话题
  • 第七章 压缩、膨胀、动力循环与制冷循环
    • 朗肯循环
    • 节流膨胀
    • 绝热做外功膨胀
    • 制冷循环
    • 前沿话题
  • 化工热力学考试题

    Taught by

    Jiingning Lv, Han Hong, Manman Jin, Chunxian Zhang, and YUhong Sun

    Tags

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