学化工,肯定要过《化工热力学》这一关,很多同学表示这个很不好学,关键是很难听懂,而且公式、符号一大堆一大堆的,语言也是很难弄明白,甚至复习的时候看半天都看不懂什么意思,很难弄明白。的确,这个课内容不少,语言艰涩,而且难以以实验和案例来进行演示和说明,的确不容易短时间内弄明白。
那么,化工热力学到底怎么才能学好呢,首先要弄明白它是个什么范儿。简单说来,它是从事化工专业的工程师、工艺师、技术员、生产管理者必不可少的工具,也就是说是一个应用学科,是讲热力学三大定律在化工生产过程中如何应用的。热力学三大定律大家都明白,中学时候就学过,是属于物理学范畴的东西,也就是Science,这些基本规律存在于所有物体以及过程中,属于基本规律,相对比较通俗易懂;大二学的《物理化学》是把物理学的基本原理应用于化学过程,或者说把化学过程所涉及的气体、液体、固体、溶液等(现在还有超临界流体)物质的分子结构和分子间关系进行物理视角的研究,这个时候就涉及到了反应过程和不同状态之间的混合过程,但物理化学里的“分子热力学”或“化学热力学”仍是研究一般规律或者普遍规律的,研究对象仍是相对独立的个体或相对简单的体系;《化工热力学》就把《物理化学》(或者说分子热力学、化学热力学)的结论进一步应用到化工单元操作中,还加入了《工程热力学》的一些原理(工程热力学主要研究的是机械和蒸汽,不太涉及其他物质,因此不涉及化学和化学反应过程),也就是说不仅涉及气、液、固三态的混合传质,还涉及化学反应,而且还涉及系统之间的热交换、热传递和热损失,能不复杂吗?
做一个类比的话,热力学三大定律就是大家情窦初开的时候对爱的理解:很单纯、很朴素、很美好,只觉得两个相爱的人能够好好在一起就是爱情,对对方的要求也是非常“理想”的,没有考虑过“高富帅白富美矮穷挫黑丑肥”等等因素,喜欢的第一个人会在自己心中不断美化变成一个完美的“女神”,这都是理想状态;《物理化学》就像大家真正开始谈恋爱时对爱的理解和感觉:人和人之间并没有那么理想化,“女神”一旦变成女朋友,就会冒出各种各样的缺点:脾气不好、性格不好、不善解人意、不爱与人交流、太爱与人交流…………两个人之间的相处会有逐渐由各种摩擦,这时候就需要用《物理化学》这样的“恋爱操作指南”,用一些系数不断修正你原来的期望,让理想状态逐渐与现实状态靠拢,再通过分析双方性格特征、成熟程度、内外条件(通过熵、焓、吉布斯自由能)来考量一下两个人是不是合适是不是可以走下去(反应能不能发生,会不会顺利,速度怎么样,需不需要催化剂也就是介绍人),遇到劈腿或暧昧的情况(发生副反应时)需要想办法解决,但恋爱时相对还是单纯的,对双方家庭条件等等不会过多考虑,更很少共同面对复杂的人际状况;而《化工热力学》更像是一本解决婚姻问题的“婚后生活相处指南”,仍然需要爱情来维持,或者说至少双方要遵循互爱的基本原则,但比恋爱时复杂多了,要考虑更多现实问题例如双方家庭条件、双方父母态度、双方工作时间地点、事业发展方向和程度等等,要涉及各种各样的现实条件和问题,更要面对对方的家庭、亲友和一切的一切,所以仅仅增加修正系数就不太够了,需要真正进行实际操作,积累一定的经验后双方才能找到相处之道,所以《化工热力学》里面有很多经验值,经验和半经验方法。
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