当前课程知识点：工程热力学（下） > 第11章 化学热力学基础 > 11-1 概述 > Video 11-1 概述
各位同学好
欢迎回到《工程热力学》MOOC课堂
现在我们开始最后一章
化学热力学基础的学习
到目前为止
我们所讨论的无论是过程还是循环
都只是物理过程
也就是说只是工质的状态发生了变化
而没有涉及化学反应
而这一章 我们将利用热力学基本定律
来分析含有化学反应的热力过程
化学热力学它实际上是
热力学的一大分支
它的内容是非常丰富的
而在我们这个课程里
我们只是介绍一些基础的知识
实际上包含有化学反应的热力过程有很多
比如说各种动力装置里面的燃烧过程
还有水的化学处理过程
以及各种化工过程
还有人体及生物体内的热质传递
以及能量转换都包含有化学反应过程
还有燃料电池
本身它就是一个化学反应过程
但是我们着重关注的是
工程热力学里面涉及到最多的燃烧过程
而燃烧过程的内容
本身它又是很丰富的
所以在我们工程热力学里面
我们只介绍最基础的知识
而关于燃烧的详细内容
在后续的课程《燃烧学》中
会做详细的介绍
另外想指出的是 一般而言
利用化学反应的目的有三类
第一类是为了生成新的物质
这也是用的最多的一类
第二类是为了获得功量
比如说燃料电池它是为了获得电功
第三类是为了获得热量
我们所关注的燃烧过程
就是这一类
另外还想说 一般而言
化学反应过程里面 它与外界交换的功
除了我们熟悉的容积变化功以外
还有电功以及磁功等
但是对于我们所关注燃烧过程
它与外界交换的功
只有容积变化功
这一点想说明一下
我们这一章的主要内容有三部分
一部分是热力学第一定律
在化学反应过程中的应用
然后用热力学第一定律来分析
化学反应过程
第二类是用热力学第二定律
来分析化学反应过程
以及理想气体的化学平衡
第三部分是
热力学第三定律及绝对熵
所以这一章的内容
实际上就是利用我们前面学过的
热力学第一定律 第二定律
来分析化学反应过程中的能量转换
以及化学反应的方向 条件及限度
用我们熟悉的热力学基本定律
来分析化学反应这个新的现象
在化学反应过程中
不仅工质的状态发生变化
物质的种类 份额或者说成分
也会发生变化
为了表征和分析
所以引入一些新的概念或者是术语
我想科学研究的基本方法是相通的
所以建议你在学习知识的同时
也要关注这些科学的方法和思维
这将会是终身受益的
首先我们来看 化学反应过程的特点
首先我们来看质量守恒
对于没有化学反应的过程
物质的种类和数量没有变化
只是工质的状态发生了变化
所以它前后的质量应该是守恒的
而对于有化学反应的过程
物质的种类和数量发生变化
但是它的原子数是守恒的
也就是说反应前和反应后
原子的种类和数量是不变的
比如说我们的甲烷燃烧
当然甲烷是天然气的主要成分
一个甲烷与两个氧气发生化学反应
生成了一个二氧化碳 两个水
我们来看原子
反应前是一个碳
反应后也应该是一个碳
反应前后各自四个氢
氧原子各是四个
也就是说反应前后
它的原子数是保持守恒的
我们来看看一般表达式
比如说A物质与B物质发生反应
生成了C和D
反应前的物质我们把它叫做反应物
反应后生成的物质
我们把它叫做产物
但是在这想提醒大家一下
有的化学反应 反应后的物质里
既包含新产生的物质
也包含反应物中
没有完全反应的 也就是剩余的反应物
还有没有参加化学反应的惰性气体
也有可能存在的
然后我们再来看一下
这个小写的a b c d 它是化学计量系数
我们再来看一下独立变量数
对于简单可压缩系统
没有化学反应的时候
我们知道它的独立变量数就是两个
比如说压力和温度
而对于有化学反应的系统
在给定的温度和压力下
参与反应的物质的份额或者说成分
或者说浓度有可能发生变化
也就是说 它存在着化学势差
所以它的独立变量数是大于2的
我们再来看一下基本热力过程
对于没有化学反应的热力过程
我们知道它的基本热力过程有四个
有等温 等压 等容 等熵
这样四个热力过程
而对于有化学反应的热力过程
它必须是两个参数固定
比如说等温加上等压
或者说定温定压
这个过程实际上是
测量气体燃料热值的理想过程
还有一个常用的化学反应过程
它是定温定容 它是测量固体
或者是液体燃料热值的理想过程
另外还有两个
定容绝热以及定压绝热
-6-0 导引
-6-0 作业
-6-1 纯物质的热力学面及相图
-6-1 作业
-6-2 汽化与饱和
-6-2 作业
-6-3 水蒸气的定压发生过程
-6-3 作业
-6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表
-6-4 作业
-6-5 水蒸气的热力过程
-6-5 作业
-第6章 章节小测验
-7-1 概述
-7-2 朗肯循环
-7-2 作业
-7-3 实际蒸汽动力循环分析
-7-3 作业
-7-4 蒸汽再热循环
-7-4 作业
-7-5 蒸汽回热循环
-7-5 作业
-7-6 热电联产循环
-7-6 作业
-7-7 燃气-蒸汽联合循环
-7-7 作业
-7-8* 高效及绿色发电技术
-第7章 章节小测验
-8-0 导引
-8-0 作业
-8-1 空气压缩制冷循环
-8-1 作业
-8-2 蒸气压缩制冷循环
-8-2 作业
-8-3 热泵
-8-3 作业
-8-4* 热泵与节能环保
-8-5 吸收式制冷循环
-8-5 作业
-8-6 其他形式制冷循环
-8-6 作业
-8-7* 制冷剂与环保
-第8章 章节小测验
-9-0 导引
-9-0 作业
-9-1 混合气体的成分
-9-1 作业
-9-2 分压定律与分容积定律
-9-2 作业
-9-3 混合气体参数的计算
-9-3 作业
-9-4 理想气体的混合熵增
-9-4 作业
-9-5 湿空气及其状态参数
-9-5 作业
-9-6 湿空气的焓及熵
-9-6 作业
-9-7 比湿度的确定及湿球温度
-9-7 作业
-9-8 湿空气的焓湿图与热湿比
-9-8 作业
-9-9 湿空气的基本热力过程
-9-9 作业
-9-10* 环保节水型冷却塔简介
-第9章 章节小测验
-10-0 导引
-10-0 作业
-10-1 研究热力学微分关系式的目的
-10-1 作业
-10-2 特征函数
-10-2 作业
-10-3 数学基础
-10-3 作业
-10-4 热系数
-10-4 作业
-10-5 熵、内能和焓的微分关系式
-10-5 作业
-10-6 比热容的微分关系式
-10-6 作业
-10-7 克拉贝龙方程和焦汤系数
-10-7 作业
-10-8 实际气体对理想气体性质的偏离
-10-8 作业
-10-9 维里方程
-10-9 作业
-10-10 经验性状态方程
-10-10 作业
-10-11 普遍化状态方程与对比态原理
-10-11 作业
-第10章 章节小测验
-11-1 概述
-11-1 作业
-11-2 热力学第一定律在反应系统中的应用
-11-2 作业
-11-3 化学反应过程的热力学第一定律分析
-11-3 作业
-11-4 化学反应过程的热力学第二定律分析
-11-4 作业
-11-5 理想气体的化学平衡
-11-5 作业
-11-6 热力学第三定律及绝对熵
-11-6 作业
-第11章 章节小测验
-期末考试
