課程大綱

課程資訊

課程名稱	化工熱力學 Chemical Engineering Thermodynamics
開課學期	109-1
授課對象	化學工程學系
授課教師	林祥泰
課號	ChemE3019
課程識別碼	504 31300
班次	02
學分	3.0
全/半年	半年
必/選修	必修
上課時間	星期一3,4(10:20~12:10)星期四2(9:10~10:00)
上課地點	綜502綜502
備註	本系同學儘量在初選階段選定本課程。限本系所學生(含輔系、雙修生) 總人數上限：39人
Ceiba 課程網頁	http://ceiba.ntu.edu.tw/1091thermo
課程簡介影片
核心能力關聯	核心能力與課程規劃關聯圖
課程大綱
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課程概述	本課程主旨在介紹化工熱力學的基本概念與應用。本課程將減少傳統版書上課方式，而是以課前觀看影片為主，上課期間進行討論與解題，透過分組討論與實作方式，讓同學們能夠活用熱力學概念於化工程序分析。課程內如包括以下主題 Topic 1: Overview of chemical engineering thermodynamics Topic 2: Balance: mass and energy balance Topic 3: Entropy and its balance Topic 4: Laws of thermodynamics combined Topic 5: Evaluation of changes in thermodynamic properties Topic 6: PVT equation of state Topic 7: Equilibrium Topic 8: Phase Equilibrium Topic 9: Mixtures: partial molar properties Topic 10: Mixtures: equilibrium Topic 11: Fugacity Topic 12: Phase diagram: VLE and LLE Topic 13: Chemical reaction equilibrium
課程目標	1.了解熱力學三大定律以及其應用 2.了解狀態方程式以及熱力學性質之計算方法 3.了解平衡與穩定的概念 4.了解單成份系統的相行為與相圖 5.了解多成份系統的熱力學性質 6.了解多成份系統的相平衡與相圖
課程要求	課前觀看影片 https://www.youtube.com/channel/UCmwo4XSlcvH2csyp7hKpyBQ 參與課程討論撰寫心得
預期每週課後學習時數
Office Hours
指定閱讀	Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics, 5th Edition Stanley I. Sandler, Wiley, 2017
參考書目	待補
評量方式 (僅供參考)

課程進度

週次	日期	單元主題
第1週	09/13~09/19	請觀看以下影片: Topic 1.1 What is Thermodynamics about? Topic 1.2 Basic Terminology Topic 1.3 Equilibrium Topic 1.4 Specification of Equilibrium
第2週	09/20~09/26	請觀看以下影片: Topic 2.1 Principles in Chemical Engineering Problems Topic 2.2 General Balance Equation Topic 2.3 Conservation of Mass Topic 2.4 Conservation of Energy
第3週	09/27~10/03	10/01 中秋連假請觀看以下影片: Topic 3.1 Balance Equation of Entropy Topic 3.2 What generate Entropy? Topic 3.3 Entropy from a Microscopic Point of View
第4週	10/04~10/10	請觀看以下影片: Topic 4.1 Process Reversibility Topic 4.2 Maximum Work from a Reversible Process Topic 4.3 Efficiency of a Process Topic 4.4 Introduction between Thermodynamic Variables Topic 4.5 Other Laws of Thermodynamics
第5週	10/11~10/17	考前複習
第6週	10/18~10/24	10/19 First Midterm Exam
第7週	10/25~10/31	請觀看以下影片: Topic 5.1 Thermodynamic Derivatives Topic 5.2 Legendre Transform Topic 5.3 Thermodynamic Equation of State Topic 5.4 Thermodynamic Properties of an Ideal Gas
第8週	11/01~11/07	請觀看以下影片: Topic 6.1 Cv and Cp for Real Substances Topic 6.2 PVT Equation of State for Real Substances Topic 6.3 The Evaluation of U, H and S for Real Substances
第9週	11/08~11/14	請觀看以下影片: Topic 7.1 Criteria for Equilibrium Topic 7.2 Criteria for Phase Equilibrium Topic 7.3 Stability of a Thermodynamic Equilibrium
第10週	11/15~11/21	請觀看以下影片: Topic 8.1 Criteria for Phase Equilibrium Topic 8.2 Thermodynamic Properties of Phase Transitions Topic 8.3 Fugacity Topic 8.4 Vapor Pressure From an EOS Topic 8.5 Classification of Phase Transitions
第11週	11/22~11/28	考前複習
第12週	11/29~12/05	11/30 Second Midterm Exam
第13週	12/06~12/12	請觀看以下影片: Topic 9.1 Thermodynamic Description of Mixtures Topic 9.2 Partial Molar Properties of an Ideal Gas Mixture Topic 9.3 The Gibbs-Duhem Equation
第14週	12/13~12/19	請觀看以下影片: Topic 10.1 Criteria for Equilibrium in Multi-Component System Topic 10.2 Chemical Reaction and Criteria for Chemical Equilibrium Topic 10.3 The Gibbs Phase Rule
第15週	12/20~12/26	請觀看以下影片: Topic 11.1 The Partial Molar Gibbs Free Energy and Fugacity Topic 11.2 The Ideal Mixture Topic 11.3 The Excess Mixture Topic 11.4 Activity, Activity Coefficient and Henry's Constant Topic 11.5 The Fugacity of a Species in a Mixture from EOS Topic 11.6 The Fugacity from excess Gibbs Free Energy Model
第16週	12/27~01/02	請觀看以下影片: Topic 12.1 Vapor-Liquid Equilibrium Topic 12.2 Thermodynamic Properties from VLE Phase Diagram Topic 12.3 VLE from Fugacity Topic 12.4 Minimum Work for Separating a Liquid Mixture
第17週	01/03~01/09	考前複習
第18週	01/10~01/16	01/11 Final Exam