课程编号：07074222
《化工热力学实验》课程教学大纲
（Experiment of Chemical Engineering Thermodynamics）
适用专业：化学工程与工艺
一、实验目的和任务
化工热力学实验是化学化工系化学工程与工艺本科专业独立开设的一门重要的专业必修实践训练课，是化工热力学课程的一个重要教学环节，是教学中的实践环节。其任务是巩固和加深对化工热力学课程中基本理论知识的理解，培养学生应用理论知识组织工程实验的能力及分析问题解决工程问题的能力，并在实验中学会一些操作技能。使实验者掌握综合运用理论知识、解决实际问题及正确表达实验结果的方法；开拓思路，掌握新的实验技术和方法，增强创新意识。
二、实验教学的基本要求
通过本实验，要求学生加深对化工热力学课程所学知识的认识和理解，熟练掌握用计算机编程处理热力学实验数据；掌握使用气相色谱仪进行物性分析的定性、定量方法，熟悉气相色谱在物性测定、含量测定等方面的应用；通过制冷循环实验了解过程热力学分析的基本原理和原则。使学生学会常用的实验方法，提高学生的实验操作技能和独立工作能力，解决化工热力学中常见问题，培养学生实事求是、严肃认真的工作态度和团结协作的工作作风。
三、实验内容
（一）实验地点：化工热力学实验室。 （二）实验内容 序号 实验一 实验二 实验三 实验四 实验五 实验六 实验七 实验八 实验九 实验十 实验名称 二氧化碳临界状态的观测及p-V-t曲线的测定 二元系统汽液平衡数据的测定 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数 三元液-液平衡数据的测定 液液传质系数的测定 蒸汽压缩制冷循环系统的参数测定 微机测定燃烧热 凝固点降低法测摩尔质量 双液系气、液平衡相图的绘制 液体饱和蒸气压的测定 实验类型 综合型 综合型 验证型 综合型 验证型 综合型 综合型 验证型 综合型 验证型 实验学时 6 4 6 6 4 6 8 6 6 4 实验十一 微机测定金属相图 验证型 8 注：以上实验选做32学时，其中综合型实验不得少于所做实验的20%。 实验一 二氧化碳临界状态的观测及p-V-t曲线的测定 目的要求
1. 了解CO2临界状态的观测方法，增加对临界状态概念的感性认识。
2. 加深对课堂所讲工质的热力状态、凝结、汽化、饱和状态等基本概念的理解。 3. 掌握CO2的p-V-t关系的测定方法，学会用实验测定实际气体状态变化规律的方法和技巧。
4. 学会活塞式压力计、恒温器等部分热工仪器的正确使用方法。 实验二 二元系统汽液平衡数据的测定 目的要求
1. 测定常压下乙醇（1）-水（2）二元汽液平衡数据。
2. 通过实验了解汽液平衡釜的构造，掌握二元汽液平衡数据的测定方法和技能。 3. 对乙醇（1）-水（2）在常压下测定的数据用Wilson方程回归得能量参数，对于所测数据的准确性进行校验。
实验三 气相色谱法测定无限稀释溶液的活度系数 目的要求
1. 通过实验了解气相色谱的基本原理以及测定无限稀释活度系数的基本过程。
2. 了解气相色谱的基本原理，熟悉其操作技术。 3. 测定溶质的比保留体积及无限稀释下的活度系数。 4. 测定两溶质的相对挥发度。 实验四 三元液-液平衡数据的测定 目的要求
1. 测定醋酸-水-醋酸乙烯在25℃下的液液平衡数据
2. 用醋酸-水、醋酸-醋酸乙烯两对二元系的汽液平衡数据以及醋酸乙烯-水二元系的液液平衡数据，求得的活度系数关联式常数，以计算三元液液平衡结线的推算值，与实验数据比较；
3. 通过实验了解测定方法，掌握实验技能，学会三角形相图的绘制。 实验五 液液传质系数的测定 目的要求
1. 了解液-液平衡测定装置的构造及工作原理。 2. 掌握二元体系液-液相平衡数据的测定方法。
实验六 蒸汽压缩制冷循环系统的参数测定 目的要求
1. 了解蒸汽压缩制冷（热泵）装置，学习运行操作的基本知识。 2. 测定制冷剂的制冷系数，掌握热工测量的基本技能。 3. 分析制冷剂的能量平衡。 实验七 微机测定燃烧热 目的要求
1.用氧弹式量热计测定萘的燃烧热。了解恒压燃烧热与恒容燃烧热的差别及相互关系；
2.了解氧弹式量热计的原理、构造及使用方法； 3.了解所测温差值为什么要进行雷诺图的校正。 实验八 凝固点降低法测摩尔质量 目的要求
1.了解用凝固点降低法测定液体摩尔质量的原理； 2.掌握测定液体凝固点的方法； 3.学习热力学数据测定的多样化方法。 实验九 双液系气、液平衡相图的绘制 目的要求
1.了解双液系平衡数据测定方法与原理； 2.掌握阿贝折射仪的使用方法；
3.学习双液系平衡数据的测定与相图的绘制。 实验十 液体饱和蒸气压的测定 目的要求
1.掌握用饱和蒸气压法测定液体蒸发焓的原理； 2.掌握测量液体饱和蒸气压的方法；
3.学习真空系统的搭建、真空泵与真空压力仪的使用方法。 实验十一 微机测定金属相图 目的要求
1.学会用步冷曲线法测绘Pb-Sn二组分金属相图； 2.学会用金属相图测量装置测量温度的方法； 3.学位使用微机采集并处理数据。
（三）时间安排：第六学期按照《化工热力学实验》课程表的排课时间完成。 四、主要参考书
[1] 马沛生编. 化工热力学，化学工业出版社，2009年. [2] 陈新志等编. 化工热力学，化学工业出版社，2009年. [3] 陈钟秀等编. 化工热力学，化学工业出版社, 2012年. [4] 陈新志等编. 化工热力学学习指导，化学工业出版社，2011年. [4] 陈钟秀等编. 化工热力学例题与习题，化学工业出版社，1998年. 使用教材
吕梁学院化学化工系自编教材 化工热力学实验指导 六、实验教学建议
化工热力学实验是学生必修的专业课，要求学生有较强的动手能力和其他同学密切合作的能力，学生必须写预习报告，弄清楚每个实验流程，每一小组的各个同学务必分工明确，服从老师的统一安排，不能擅自行动。
七、常用专业英语词汇附表（英汉对照）
英语
equation of state van der waals equation critical point critical pressure compressibility factor reference temperature reduced pressure virial equation of state Clausius - Clapeyron
equation gibbs free energy Maxwell relation compressibility coefficient
heat of evaporation inner energy chemical potential
fugacity perfect solution activity phase equilibrium vapor liquid
汉语 状态方程 范德华方程 临界点 临界压力 压缩因子 对比温度 对比压力 维里状态方程 克劳修斯-克拉贝龙
方程 吉布斯自由能 麦克斯韦关系式
压缩系数 蒸发热 内能 化学位 逸度 理想溶液 活度 相平衡 汽液平衡常数
英语 汉语
ideal gas state equation 理想气体状态方程 equation of state of real
实际气体状态方程
gas
critical constant 临界常数 critical temperature 临界温度 acentric factor 偏心因子 reduced parameter 对比参数 principle of
对比状态原理
corresponding state saturation vapour
饱和蒸汽压
pressure Helmholtz free energy strength properties expansion coefficient isobaric heat capacity Antoine equation enthalpy molar property fugacity coefficient nonideal solution activity coefficient vapor liquid equilibrium relative volatility
亥姆霍兹自由能
强度性质 膨胀系数 等压热容 安托尼方程
焓 摩尔性质 逸度系数 非理想溶液 活度系数 汽液平衡 相对挥发度
英语
equilibrium constant dew point Normalization chemical affinity van't Hoff equation second law of thermodynamics flow work environment closed system energy-balance equation turbine compressor bernoulli equation entropy flow entropy balance
equation anergy Rankine cycle steam rate refrigeration cycle throttling expansion refrigerating capacity material balance effective energetic
efficiency
汉语 露点 归一化 化学亲和能 范特霍夫方程 热力学第二定律 流动功 环境 封闭系统 能量平衡方程 透平机 压缩机 伯努利方程
熵流 熵平衡方程 无效能 郎肯循环 汽耗率 制冷循环 节流膨胀 冷冻能力 物料衡算 有效能效率
英语
bubble point chemical equilibrium equilibrium constant first law of thermodynamics
shaft work system
open type system isolated system stationary flow expander pump entropy entropy production available energy steam power cycle thermal efficiency isentropic efficiency vapour compression refrigeration cycle refrigerating duty heat extraction coefficient refrigerating medium
汉语 泡点 化学平衡 平衡常数 热力学第一定律
轴功 体系 敞开体系 孤立体系 稳定流动 膨胀机 泵 熵 熵产生 有效能 蒸汽动力循环 热效率 等熵效率 蒸汽气压缩制冷循
环 制冷量
制冷系数 制冷剂