內容簡介
本書在簡介熱力學基本概念、性質和結構體系的基礎上,詳細介紹了pVT關係和狀態方程、均相封閉系統熱力學原理及其套用、均相敞開系統熱力學及相平衡準則、非均相系統的熱力學性質計算,另外還介紹了流動系統的熱力學原理及套用、熱力學在其他領域的套用以及常用熱力學基礎數據。
本書是化學工程與工藝專業本科生的化工熱力學教材,也可供從事化學、化工、輕工、材料和熱能動力的教師、研究生和工程技術人員參考。
目錄
第1章緒論1
11目的、意義和範圍1
12化工熱力學的內容及安排2
13教材的結構體系5
14熱力學性質5
15熱力學基本概念的回顧6
16熱力學性質計算的一般方法7
習題8
第2章pVT關係和狀態方程9
21引言9
22純物質的pVT相圖9
23狀態方程12
24立方型狀態方程13
241van der Waals(vdW)方程13
242RedlichKwong(RK)方程14
243Soave(SRK)方程14
244PengRobinson(PR)方程15
25多常數狀態方程16
251virial方程16
252BenedictWebbRubin(BWR)方程17
253MartinHou(MH)方程18
26混合法則19
261virial方程的混合法則20
262立方型方程20
263BWR方程21
264MH81方程21
27狀態方程體積根的求解21
271狀態方程體積根在pV圖上的幾何形態21
272狀態方程體積根的求解23
習題25
參考文獻27
(標“”內容建議自學)
第3章均相封閉系統熱力學原理及其套用28
31引言28
32熱力學定律與熱力學基本關係式28
33Maxwell關係式31
34偏離函式33
35以T,p為獨立變數的偏離函式35
36以T,V為獨立變數的偏離函式38
37逸度和逸度係數40
371逸度和逸度係數的定義40
372逸度係數與pVT的關係42
373逸度和逸度係數隨T,p的變化42
38均相熱力學性質計算46
381純物質46
382定組成混合物48
39純物質的飽和熱力學性質計算50
391純物質的汽液平衡原理50
392飽和熱力學性質計算51
310熱力學性質圖、表54
3101TS圖和lnpH圖的一般形式55
3102熱力學性質圖、表的製作原理56
習題58
參考文獻60
第4章均相敞開系統熱力學及相平衡準則61
41引言61
42均相敞開系統的熱力學關係62
43相平衡準則63
44非均相平衡系統的相律64
45偏摩爾性質65
46摩爾性質和偏摩爾性質之間的關係65
461用偏摩爾性質表達摩爾性質66
462用摩爾性質表達偏摩爾性質67
463偏摩爾性質之間的依賴關係——GibbsDuhem方程67
47混合過程性質變化69
48混合物中組分的逸度70
481定義71
482由組分逸度表示的相平衡準則72
483逸度的性質72
49組分逸度係數的計算73
410理想溶液和理想稀溶液77
411活度係數定義及其歸一化78
4111活度係數的對稱歸一化78
4112活度係數的不對稱歸一化79
412超額性質81
4121超額吉氏函式81
4122混合焓84
4123其他超額性質85
413活度係數模型85
4131二元Margules方程85
4132二元van Laar方程86
4133Wilson方程86
4134NRTL方程87
4135基團貢獻法預測液體混合物的活度係數簡介87
習題92
參考文獻94
第5章非均相系統的熱力學性質計算95
51引言95
52混合物的汽液平衡95
521混合物的氣液相圖96
522汽液平衡的準則和計算方法99
523汽液平衡計算類型100
524狀態方程法(EOS法)計算混合物的汽液平衡102
525關於相互作用參數105
526狀態方程+活度係數法(EOS+γ法)計算混合物的汽液平衡108
527低壓氣體在液體中的溶解度111
528固體在流體中的溶解度113
529活度係數模型參數的估算113
5210無模型法(NM法)簡介117
5211汽液平衡數據的一致性檢驗118
53其他類型的相平衡計算121
531液液平衡122
532汽液液平衡126
*533固液平衡127
*54混合物熱力學性質的相互推算129
541EOS法129
542活度係數法130
習題131
參考文獻134
第6章流動系統的熱力學原理及套用135
61引言135
62熱力學第一定律135
621封閉系統的熱力學第一定律135
622穩定流動系統的熱力學第一定律136
63熱力學第二定律和熵平衡137
631熱力學第二定律137
632熵及熵增原理138
633封閉系統的熵平衡139
634穩定流動系統的熵平衡139
64有效能與過程的熱力學分析140
641理想功140
642損失功141
643有效能141
644有效能分析143
65氣體的壓縮與膨脹過程145
651氣體的壓縮145
652氣體的膨脹146
66動力循環149
661朗肯循環(Rankine Cycle)149
662朗肯循環的改進152
67製冷循環153
671蒸汽壓縮製冷循環153
672吸收製冷循環原理介紹157
673氣體的液化158
68熱泵159
習題160
參考文獻162
第7章熱力學在其他領域的套用163
71界面熱力學基礎163
711引言163
712界面吸附和界面張力163
713界面張力對於液體的影響169
714溶液界面吸附170
715氣固界面吸附173
72電解質溶液熱力學基礎176
721引言176
722電解質溶液熱力學177
723電解質溶液模型簡介181
724揮發性電解質水溶液的相平衡188
725蛋白質的雙水相分離190
73聚合物系統熱力學簡介192
731引言192
732聚合物溶液理論193
733聚合物溶液的滲透壓200
734聚合物溶液的相平衡202
735聚合物凝膠205
74非平衡態熱力學初步206
741引言206
742局部平衡假設207
743不可逆過程的熵產208
744非平衡態的線性區域210
745最小熵產原理211
746非平衡態的非線性區域212
747套用213
75環境熱力學簡介215
751引言215
752分配係數215
753化學物質在環境中的分布221
754生物體內化學物質的積累和放大效應224
參考文獻225
第8章常用熱力學基礎數據227
81引言227
82熱力學數據查閱方法與工具227
821數據手冊227
822資料庫228
83熱力學數據的估算229
831對應態原理229
832基團貢獻法236
833混合物熱力學數據的估算259
參考文獻265
附錄267
附錄A純物質的物理性質表267
A1正常沸點、臨界參數和偏心因子267
A2Antoine方程常數267
A3修正的Rackett方程268
A4理想氣體摩爾熱容269
附錄B三參數對應態普遍化熱力學性質表269
B1壓縮因子270
B2焓272
B3熵274
B4逸度276
B5比定壓熱容278
附錄C水的性質表280
C1飽和水280
C2過熱水蒸氣281
C3過冷液體水284
附錄D熱力學性質圖285
附錄E若干公式的推導289
E1式(469)的推導289
E2式(470)的推導289
E3證明290
附錄F熱力學性質計算軟體290
F1項目290
F2子選單291
參考文獻291
主要符號表292