《化工热力学》课程教学大纲
一、课程基本信息
表1课程基本信息
英文名称
ChemicalEngineeringThermodynamics
课程代码
241212211
适用专业
化学工程与工艺
课程类型
专业核心课程
学时/学分
48/3
考核方式
考试
先修课程
高等数学、物理化学、化工原理
后续课程
化学反应工程、化工设计、化工专业实验
使用教材
1.夏淑倩马沛生李永红.化工热力学(第三版).北京:化学工业出版社,2023.
2.陈钟秀、顾飞燕.化工热力学(第三版).北京:化学工业出版社,2023.
二、课程简介(性质、任务)
《化工热力学》是化学工程与工艺专业最重要的核心课程之一,是化学工程的精髓和《化工原理》《化学反应工程》《分离工程》等课程基础。该课程系统地介绍了将热力学原理应用于化学工程领域的研究方法,其目的是解决化学化工及相关领域的实际工程问题,是一门理论性与应用性均较强的课程。
化工热力学最根本任务就是利用热力学基本定律给出物质和能量的最大利用极限,有效降低生产能耗,减少污染,直接为节能减排服务。本课程结合社会发展新需求、学科交叉融合新趋势、科学研究新成果,构建“经典理论-应用案例-前沿知识-思政-文化”五位一体的融合性课程内容体系。
基于学校“应用型、地方性”的办学定位,依据“具有创新精神和实践能力的高素质应用型工程技术人才”的培养要求,聚焦学生解决复杂化工问题能力的培养,以学生发展为中心,以学习产出为导向,注重立德树人与课程思政,通过本课程的学习,使学生能够掌握并利用化工热力学的原理和模型解决体系热力学性质的计算与预测,并对化工过程中涉及到的体系相行为、化工过程能量利用等进行正确分析并提出可行的解决方案。培养学生分析问题,应用所学基本知识识别和表达复杂化学工程问题的能力。
三、课程目标
通过本课程的学习,使学生具备以下能力:
课程目标1.理解化工热力学基本概念,掌握其原理及模型化方法,并应用热力学理论对化工过程进行计算和分析。(支撑毕业要求1.3)
课程目标2.能够基于热力学基本原理和模型,并结合工程思想,运用数学工具,对能量分析和物质平衡等工程问题进行识别、分析和表达,解决化工生产中复杂工程问题。(支撑毕业要求2.2)
课程目标3.能够基于化工热力学知识体系,初步进行化工过程工程设计,并具有正确的世界观、人生观和社会主义核心价值观,具有专业使命感和社会责任担当,养成工程意识、安全意识、节能减排意识,树立团队协作意识,养成务实严谨的工作作风和科学创新精神。(支撑毕业要求7.3)
四、课程目标与毕业要求指标点的对应关系
表2课程目标与毕业要求指标点的对应关系
课程目标
毕业要求
毕业要求指标点
支撑强度
课程目标1
1.工程知识
1.3能够将工程基础、专业相关知识与数学模型方法用于推演和分析化工过程的复杂工程问题
H
课程目标2
2.问题分析
2.2能够应用自然科学和工程科学的基本原理和数学模型方法,对化工过程的复杂工程问题进行正确表达
H
课程目标3
7.伦理与职业规范
7.3在化工过程的工程实践中,能自觉履行工程师对公众的安全、健康和福祉的社会责任,并理解包容性、多元化的社会需求。
M
五、课程目标与教学内容、学时分配
表3课程内容对课程目标的支撑关系
课程内容(章)
课程内容
(节)
支撑课程目标
教学方法
学时分配
考核方式
第一章
绪论
1.1热力学分支和热力学研究方法
1.2化工热力学的用途及其在化工中的重要性
1.3化工热力学研究内容
1.4化工热力学处理问题的“妙招”和化工热力学学习方法
问题探究:
1.化工热力学在化学工程与工艺专业知识构成中处于什么位置。
2.化工热力学根本任务是节能减排,它在碳中和方面能做什么。
课程思政设计:
1.通过分析化工热力学在实际工业中的用途,得出化工热力学的根本任务是节能减排,从而引导学生确立节能减排的工程意识。
2.由物理化学中热力学与化工热力学的区别联系,让学生总结出化工热力学常用的研究思路和处理问题的方法,从而引导学生建立科学方法论。
课程目标1
课程目标3
实例引入,启发式教学,线上线下混合式教学
2
期中、期末考试
阶段测试
课程论文
线上学习
第二章
流体的P-V-T关系
2.1纯流体的PVT关系
2.2状态方程
2.3对比态原理
2.4真实气体混合物的p-V-T关系
问题探究:
1.用液化原理解释液化气如何选择。(第一节)
2.真实气体状态方程与理想气体状态方程相比使用方便吗?如果不方便,如何改善。(第二节)
3.根据计算判断在特定条件下液化气罐是否安全。(第三节)
4.如何由纯流体的p-V-T关系获取流体混合物的p-V-T关系。(第三节)
课程思政设计:
1.由随堂小测,引导学生进行深度学习,养成挖掘隐含信息的良