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Video课程教案、知识点、字幕

内能U的数学表达式太抽象了

我们是否可以直观的用

图示的方式给出呢

显然即便是对于纯物质而言

我们的变量包括

因变量内能

自变量熵

自变量体积和自变量摩尔数

这是一个四维模型

为了能够图示

我们需要降维

我们将系统的性质变成摩尔性质

从而消除自变量N

这样

因变量摩尔内能

自变量摩尔熵和摩尔体积

组成一个三维模型

事实上

苏格兰热力学家Maxwell

出于对Gibbs工作的

极大尊重和好奇

他亲手制作了一个

水的USV曲面模型

并将其用石膏立体的呈现出来

送给了远在大洋彼岸的

美国的热力学家Gibbs

至今这个三维水的USV模型

仍然陈列在美国耶鲁大学

它昭示着热力学的荣耀

1939年Clark和Katz

也制作了一个三维水的USV曲面

三维曲面看起来不是很直观

我们通常将其投射在二维平面上

比如说

我们把它投射到U-V平面上

我们就可以看到一些重要的特征

比如说水的固液汽三相

三相点临界点

汽液相平衡线

亚稳态区等等

这实际上

就是以水的UVS相图

类似的

Jolls和Coy等人

采用我们本科时所学到的

Peng-Robinson方程

绘制了乙烯的USV图

这张图在石油化工中

就显得非常有用了

乙烯的物性和相平衡行为

在图上一览无余

等我们学完了稳定和平衡之后

我们就会对相图予以完整的认识

到时候我们再予以详细的介绍

对于热力学基本方程的

图形描述和方程描述

我们需要注意以下几点

第一

对于内能和熵这样的物理量

我们需要在计算时

确定其参考态

参考态的选择

一定要以我们为解决所研究问题的方便

为准则

比如说

我们在研究高压气体性质的时候

最好以低压常温气体为参考态

但是如果我们研究的是高压液体

我们就可能以常温常压液体为参考态

第二点

图形所表示的系统的热力学性质

与热力学基本方程所表示的热力学性质

是完全一致的

彼此完全等价

第三点

尽管我们给出了

简单系统的热力学基本关系式

但是这个式子仅仅是表达式

我们需要放入具体的物性参数等信息

来准确的描述某种材料

或者物质的热力学性质和热力学关系

不同的物质

它的特性是不一样的

也使得具体的某种物质的

热力学关系式表达形式不同

比如说

理想气体与实际乙烯气体中的

USV的图和热力学的函数具体形式

相去甚远

这也正是热力学的魅力所在

它告诉我们的是共性的研究方法

和数学表示形式

而我们可以引入具体的性质

来描述我们丰富多彩的现实世界

高等化工热力学（上）课程列表：

前言

-前言1-本MOOC课程简介

-前言2-课程内容

-前言3-热力学所解决的问题

-前言4-热力学问题研究方法

-前言5-假设的研究方法

-前言6-课程目标、教材和致谢

-A. 热力学历史

1. 热力学四大基本假设

-本章内容概述

-系统、环境与边界

-测量

-系统的状态

-热力学第一基本假设

-热力学第二基本假设

-热力学过程

-符号与单位

-功

-绝热功

-热力学第三基本假设与能量

-热

-热力学第四基本假设与总结

-Homework 1--作业

2.热力学第一定律

-理想气体及其基本性质

-封闭系统热力学第一定律

-封闭系统热力学第一定律应用案例

-开放系统热力学第一定律

-开放系统热力学第一定律案例分析

-2.热力学第一定律--Homework 2

3.热力学第二定律

-本章内容概述

-热力学第二定律的引出——第三基本假设

-热机和兰金热机

-可逆性

-可逆热机和热力学温度

-克劳修斯定理

-熵

-热力学基本关系式

-流动系统的可逆功

-热力学第二定律

-小结

-Homework3

-Homework3--作业

4.热力学计算

-本章内容概述

-吉布斯坐标下的热力学基本关系式

-热力学基本关系式的图形表示

-欧拉定理

-热力学基本关系式的积分形式

-题外话

-勒让德变换

-任意坐标下的热力学基本关系式

-吉布斯自由能的二阶偏导

-获取不可测量性质

-非简单系统热力学基本关系式

5.平衡

-平衡态的定义

-极值定理

-平衡态-熵表达式

-平衡态-能量表达式

-平衡态-其余表达式

-膜分离平衡

6.稳定

-本章内容概述

-系统的亚稳态

-系统稳定性的数学表达形式

-系统的稳定性判据

-系统稳定性判据的应用

-系统的临界点

-平衡/稳定/临界状态的实际应用

-化学反应平衡的实际应用

-相平衡的实际应用

-伴有反应相平衡的实际应用

-小结

《高等化工热力学（上）》期末考试

-考题

-考题--作业

Video笔记与讨论

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