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学好化工热力学的方法与技巧

时间:2023-06-20 理论教育 版权反馈
【摘要】:学好化工热力学的首要问题是突出课程的一条主线——吉布斯函数G,其涵盖了热力学第一定律、热力学第二定律、热力学第三(或第零)定律。图1-4为焓函数变化量ΔH及熵函数变化量ΔSg的应用释解,或称为吉布斯函数的用途。图1-4ΔH和ΔSg的应用释解另外,热力学性质计算中引入了残余吉布斯函数和过量吉布斯函数,它们分别将逸度系数和活度系数与系统的残余吉布斯函数与过量吉布斯函数联系起来。

学好化工热力学的方法与技巧

学好化工热力学的首要问题是突出课程的一条主线——吉布斯函数G(图1-2),其涵盖了热力学第一定律热力学第二定律、热力学第三(或第零)定律。学生应理解与掌握热力学的基本概念、热力学解决问题的方法和实际应用的目的。

图1-2 吉布斯函数的重要作用

图1-3 化工热力学课程的特点和应用目的图释

化工热力学课程的教学目的在于实际应用,可表达为“化工热力学=基本概念+数学模型=实际工程应用”,其特点和应用目的如图1-3所示。热力学基本概念是物理量定性的表述,是热力学演绎与推理的基础。数学模型则在定量上对物理量进行表达,它反映了系统的数学特征。在逻辑上,基本概念具有内涵和外延两个基本的特征:内涵是反映事物(思维对象)的本质属性,所谓“本质属性”指的是一事物之所以为该事物而区别于其他任何事物所固有的根本属性,本质属性是唯一的;外延则反映了思维对象的范围,也就是该概念的适用范围。因此学生在学习中要领会与理解热力学基本概念的内涵和外延双重要素。数学模型其实就是计算公式,通常包括初始条件和边界条件。因为热力学处理的对象主要是平衡过程,初始条件通常很少出现。数学模型的公式可以是常见的解析关系式、微分/偏微分关系式以及向量方程,乃至张量方程等。图1-4为焓函数变化量ΔH(热力学第一定律No.1)及熵函数变化量ΔSg(热力学第二定律No.2)的应用释解,或称为吉布斯函数的用途。

图1-4 ΔH和ΔSg的应用释解(www.xing528.com)

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