化學(xué)工程的一個(gè)分支，是熱力學(xué)基本定律應(yīng)用于化學(xué)工程領(lǐng)域中而形成的一門學(xué)科。主要研究化工過程中各種形式的能量之間相互轉(zhuǎn)化的規(guī)律及過程趨近平衡的極限條件，為有效利用能量和改進(jìn)實(shí)際過程提供理論依據(jù)。
熱力學(xué)基本定律應(yīng)用于化學(xué)領(lǐng)域，形成了化學(xué)熱力學(xué)，其主要內(nèi)容有熱化學(xué)、相平衡和化學(xué)平衡的理論；熱力學(xué)基本定律應(yīng)用于熱能動(dòng)力裝置，如蒸汽動(dòng)力裝置、內(nèi)燃機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)、冷凍機(jī)等，形成了工程熱力學(xué)，其主要內(nèi)容是研究工質(zhì)的基本熱力學(xué)性質(zhì)以及各種裝置的工作過程，探討提高能量轉(zhuǎn)換效率的途徑?；崃W(xué)是以化學(xué)熱力學(xué)和工程熱力學(xué)為基礎(chǔ)，在化學(xué)工業(yè)的發(fā)展中逐步形成的。化工生產(chǎn)的發(fā)展，出現(xiàn)了蒸餾、吸收、萃取、結(jié)晶、蒸發(fā)、干燥等許多單元操作，以及各種不同類型的化學(xué)反應(yīng)過程，生產(chǎn)的規(guī)模也愈來愈大，由此提出了一系列的研究課題。例如在傳質(zhì)分離設(shè)備的設(shè)計(jì)中，要求提供多組分系統(tǒng)的溫度、壓力和各相組成間的相互關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。一般化學(xué)熱力學(xué)很少涉及多組分系統(tǒng)，它不僅需要熱力學(xué)，還需要應(yīng)用一些統(tǒng)計(jì)力學(xué)和經(jīng)驗(yàn)方法。在能量的有效利用方面，化工生產(chǎn)所涉及的工作介質(zhì)比工程熱力學(xué)研究的工作介質(zhì)（空氣、蒸汽、燃料氣等）要復(fù)雜得多，且能量的消耗常在生產(chǎn)費(fèi)用中占有很高比例，因此更需要研究能量的合理利用和低溫位能量的利用，并建立適合于化工過程的熱力學(xué)分析方法。
