《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）：必修 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周星期四3-4节 授课地点：7B410 授课对象：2020级化学工艺1班 开课学院：化学工程与能源技术学院 任课教师姓名职称：许书瑞/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(517418830@qq.c0m) 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：无 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
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）：必修 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 星期四 3-4 节 授课地点：7B410 授课对象： 2020 级化学工艺 1 班 开课学院： 化学工程与能源技术学院 任课教师姓名/职称： 许书瑞/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（ 517418830@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：无 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
课程敦学目标及对毕业要求指标点的支撑： 课程款学目标 支撑毕业要求指标点 华业要求 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 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 理，识别、表达、并通过文献研究分析复杂化学工 他的状态函数，特别是焓、熵的计算 表述中 程与工艺问题，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 42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 和化工系统等的生产过程中复杂工程问题进行研 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 究，包括设计实验、分析与解释数据、并通过信息 方案。 件应用于数据处理 综合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 程伦理素质，具有工程伦理意识，掌握 程实践中理解并遵守工程职业道德和规范，履行责 的学习精神，一丝不苟的科学态度。养成理论联系实际、 工程伦理规范，并提高工程伦理决策能 任 科学严谨、认真细致、实事求是的科学态度和职业道德 力。 理论散学进程表 学时 教学内容（重点、难点、课程思政融入 教学模式 周次 教学主题 授课救 支排课 师 点) 散学方法 作业安排 (线上/线下) 程目标 2
2 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 4-2 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/线下） 教学方法 作业安排 支撑课 程目标
重点：化工热力学课程专业基础课中 课程思政作 的地位：化工热力学热力学的性质与 业： 基本概念，热力学三大基本定律 通过文献检 难点：化工热力学的起源与发展：化 课堂讲授与小 索或 工热力学的研究内容和学习方法。 组讨论 网络资源查 化工热力学的发 1 许书瑞 2 课程思政融入点：1)介绍化工热力 线上 找，每人须完 展史及研究内容 课堂讲授与小 目标四 学的发展历史，向学生传递一代代优 成不少于 组讨论 秀的化学家克服艰难困苦、勇攀科学 1000字关于 高峰的社会主义核心价值观：2)以 化学化工行 疫情为切入点展开讨论化工行业对 业受疫情影 人们生活的影响，建立专业思想。 响的发展。 课堂讨论： PVT 行为与液化 重点：PVT关系图及临界性质，气体 纯物质的PVT 课堂讲授和小 气成 2 许书瑞 2 的状态方程：对比态原理 线下 目标一 关系及状态方程 组讨论 分选择的关 难点：偏心因子及普遍化状态方程 系 课后作业：2 4 气体混合物的PVT 许书瑞 线下 课前学生在优 课程思政作 3 重点：虚拟常数临界法，混合规则及 目标二 关系 学院平台先预 业：磁悬浮列 3
3 1 化工热力学的发 展史及研究内容 许书瑞 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 秀的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； 2）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。 线上 课 堂 讲 授 与小 组讨论 课 堂 讲 授 与小 组讨论 课程思政作 业： 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。 目标四 2 纯物质的 P-V-T 关系及状态方程 许书瑞 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 线下 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 课后作业：2- 4 目标一 3 气体混合物的 PVT 关系 许书瑞 2 重点：虚拟常数临界法，混合规则及 线下 课 前 学 生 在优 学 院 平 台 先预 课程思政作 业：磁悬浮列 目标二
其解题方法、迭代法求根方法、Virial方 习学习本次课 车这一先进 程表达式 已经录制的教 技术的出现 课程思政融入点：为了反映学科前 学视频，课堂 与状态方程 沿，体现教学内容的深度与广度，在 上，以实际那里 的发展息息 教学过程中适当引入与热力学课程 为切入点，就临 相关。从状态 相关的科研成果与先进技术，对提高 界性质与生活 方程到低温 学生的学习兴趣大有帮助。如在讲 实际相联系，充 技术，再到氢 解超临界流体的概念和应用时，引入 分发挥学生参 气液化，最终 中科院陈林研究员在超临界流体领 与课堂讨论 发现超导现 域的科研成果，采用情感共鸣法讲述 象和超导材 科研过程的艰辛不易，突出科研工作 料，才有了与 者潜心研究、无私奉献的精神，引起 我们生活密 学生的情感共鸣，以此培养学生的科 切相关的磁 研探索精神。该科研成果是国际上第 悬浮列车。查 一部超临界流体领域的系统性专著， 阅相关资 彰显了我国在该研究领域的科研实 料，并论述状 力和国际影响力，同时培养了学生的 态方程的发 民族自豪感和家国情怀。 展与磁悬浮 难点：混合规则 列车之间的 关系，并由此 引发的有关 创新精神的 4
4 其解题方法、迭代法求根方法、Virial 方 程表达式 课程思政融入点: 为了反映学科前 沿，体现教学内容的深度与广度，在 教学过程中适当引入与热力学课程 相关的科研成果与先进技术，对提高 学生的学习兴趣大有帮助。 如在讲 解超临界流体的概念和应用时，引入 中科院陈林研究员在超临界流体领 域的科研成果，采用情感共鸣法讲述 科研过程的艰辛不易，突出科研工作 者潜心研究、无私奉献的精神，引起 学生的情感共鸣，以此培养学生的科 研探索精神。该科研成果是国际上第 一部超临界流体领域的系统性专著， 彰显了我国在该研究领域的科研实 力和国际影响力，同时培养了学生的 民族自豪感和家国情怀。 难点：混合规则 习 学 习 本 次课 已 经 录 制 的教 学 视 频 ， 课堂 上，以实际那里 为切入点，就临 界 性 质 与 生活 实际相联系，充 分 发 挥 学 生参 与课堂讨论 车这一先进 技术的出现 与状态方程 的发展息息 相关。从状态 方程到低温 技术，再到氦 气液化，最终 发现超导现 象和超导材 料，才有了与 我们生活密 切相关的磁 悬浮列车。查 阅相关资 料，并论述状 态方程的发 展与磁悬浮 列车之间的 关系，并由此 引发的有关 创新精神的
思考。不少于 800字。 单元测试：在 优学院平台 完成本单元 的单元测试 课程讨论：学 生需在优学 重点：热力学基本微分方程、点函数的概 课堂讲授热力 热力学性质间的关 许书瑞 2 线下 院平台完成 念以及点函数间的基本关系式 学基本微分方 目标二 系式 相关基本概 难点：Maxwell关系式 程等相关知识 念的讨论，并 相互打分 课后作业： 有关真实气 热力学性质（焓、 许书瑞 重点：剩余性质、普遍化关系法 线下 课堂讲授 体焓和嫡的 目标一 熵)的计算 难点：逸度及Maxwell关系式的应用 计算：3-4：3 5 重点：逸度与逸度系数的定义及计算 要求学生课前 课后作业：逸 逸度及两相热力 方法、纯流体的热力学性质图，干度 在优学院预习 度与逸度系 6 许书瑞 线下 目标三 学性质和图表 的概念及表达式 本次课的讲授 数的计算：3 难点：热力学性质图表及制作方法 内容，在课堂上 15 5
5 思考。不少于 800 字。 单元测试：在 优学院平台 完成本单元 的单元测试 4 热力学性质间的关 系式 许书瑞 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 线下 课 堂 讲 授 热力 学 基 本 微 分方 程等相关知识 课程讨论：学 生需在优学 院平台完成 相关基本概 念的讨论，并 相互打分 目标二 5 热力学性质（焓、 熵）的计算 许书瑞 2 重点:剩余性质、普遍化关系法 难点：逸度及 Maxwell 关系式的应用 线下 课堂讲授 课后作业： 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 许书瑞 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 线下 要 求 学 生 课前 在 优 学 院 预习 本次课的 讲授 内容，在课堂上 课后作业：逸 度与逸度系 数的计算：3- 15 目标三