化工热力学 （冯新、宣爱国、周彩荣等编著书籍）

基本信息

化工热力学

所属类别

教材 >> 本科 >> 本科化工

作者：冯新、宣爱国、周彩荣、田永淑、龙小柱 编 马沛生 主审

出版日期：2009年3月 书号：978-7-122-04504-1

开本：16 装帧：平 版次：1版1次 页数：364页

内容简介

全书内容包括：绪论，流体的pVT关系和状态方程，纯流体的热力学性质计算，溶液热力学性质的计算，相平衡，化工过程能量分析，压缩、膨胀、动力循环与制冷循环共7章。本书可作为化工及有关专业的高等学校教材，也可供有关科研和工程技术人员参考。

目录

第1章绪论1

11化工热力学的范畴1

12化工热力学在化工中的重要性2

13化工热力学的任务和主要研究内容4

14化工热力学处理问题的方法5

15如何学好本课程——写给同学们6

习题7

第2章流体的pVT 关系和状态方程8

21纯流体的pVT关系9

211TV图9

212pV图10

213pT 图12

214pVT图13

215流体pVT关系的应用及思考14

2151气体液化和低温技术14

2152制冷剂的选择15

2153液化气成分的选择15

2154超临界流体萃取技术16

22流体的状态方程17

221理想气体状态方程18

222气体的非理想性18

223立方型状态方程19

2231van der Waals(vdW) 状态方程19

2232RedlichKwong(RK)方程20

2233SoaveRedlishKwong（SRK）方程20

2234PengRobinson（PR）方程21

2235立方型状态方程的通用形式和应用21

2236立方型状态方程的解题方法22

224virial（维里）方程27

*225多参数状态方程28

2251BenedictWebbRubin（BWR）方程28

2252MartinHou（MH）方程29

23对应态原理和普遍化关联式29

231对应态原理29

232两参数对应态原理30

233三参数对应态原理30

234普遍化压缩因子图法31

235普遍化第二virial系数法31

24液体pVT关系37

241饱和液体摩尔体积Vsl37

242液体摩尔体积39

25真实气体混合物的pVT关系39

251混合规则39

252虚拟临界参数法和Kay规则40

253状态方程的混合规则41

2531气体混合物的第二virial系数41

2532气体混合物的立方型状态方程42

26状态方程的比较、选用和应用45

261状态方程的比较和选用45

262状态方程的应用47

本章小结47

创新的轨迹：状态方程—低温技术—超导—磁悬浮列车之间的关系47

本章符号说明49

习题49

第3章纯流体的热力学性质计算52

31热力学性质间的关系52

311热力学基本方程52

312点函数间的数学关系53

3121基本关系式53

3122变量关系式54

313Maxwell关系式54

314热力学基本关系式、偏导数关系式和Maxwell方程的意义55

32焓变和熵变的计算55

321热容55

3211理想气体的热容Cidp55

3212真实气体的热容Cp58

322热力学性质焓、熵值的计算58

3221H、S随T、p的变化58

3222理想气体的H、S的计算61

3223真实气体的H、S的计算62

3224剩余性质63

323真实气体的焓变和熵变的计算64

3231由气体pVT实验数据计算HR和SR65

3232利用状态方程计算HR和SR66

3233利用普遍化关联式计算HR和SR67

324真实气体热容的普遍式74

325流体的饱和热力学性质77

33纯流体的热力学性质图和表78

331水蒸气表78

3311饱和水和水蒸气表78

3312过冷水和过热蒸气表79

332热力学性质图的类型80

3321TS图81

3322lnpH图82

3323HS图82

333热力学性质图的应用83

本章小结84

本章符号说明86

习题86

第4章溶液热力学性质的计算89

41均相敞开系统的热力学基本关系89

42偏摩尔性质91

421偏摩尔性质的引入及定义92

422偏摩尔性质与溶液性质的关系94

423偏摩尔性质之间的关系94

424偏摩尔性质的计算95

425偏摩尔性质间的依赖关系GibbsDuhem方程100

43混合变量103

431混合变量的定义103

432混合体积变化104

433混合焓变105

434焓浓图及其应用106

44逸度和逸度系数108

441纯物质逸度和逸度系数的定义109

442纯物质逸度系数的计算109

4421计算逸度的关系式109

4422利用状态方程计算逸度的关系式111

4423利用普遍化关系式计算逸度的关系式112

4424利用剩余性质关系式计算逸度的关系式115

443溶液的逸度fm及其逸度系数φm的定义116

444混合物逸度系数φm的计算116

445溶液中组分i的逸度f^i及其逸度系数φ^i的定义117

446混合物中组分i的逸度f^i及其逸度系数的计算118

4461用virial方程计算119

4462用RK方程计算121

447液体的逸度122

448温度和压力对逸度的影响125

4481压力对逸度的影响125

4482温度对逸度的影响125

45理想溶液126

451理想溶液的定义与标准态126

4511理想溶液的定义126

4512理想溶液的模型与标准态126

452理想溶液的特征及其关系式127

453理想溶液模型的用途128

46活度及活度系数130

461活度和活度系数的定义130

462活度系数标准态的选择132

463超额性质133

4631超额性质的定义133

4632超额性质变化133

4633超额Gibbs自由能GE与活度ai的关系134

4634活度ai与其他混合变量之间的关系135

47活度系数模型139

471RedlishKister经验式139

472对称性方程140

473两参数Margules 方程140

474van Laar 方程141

475局部组成概念与Wilson方程142

4751无热溶液基础142

4752局部组成概念142

4753Wilson方程143

*476NRTL（NonRandom TwoLiquids）方程144

*477UNIQUAC方程145

*478基团溶液模型与UNIFAC

方程146

本章小结150

本章符号说明151

习题151

第5章相平衡156

51相平衡基础157

511相平衡判据157

512相律157

52互溶系统的汽液平衡计算通式158

521状态方程法（EOS法）159

522活度系数（γi法）160

523方法比较161

53汽液平衡162

531低压下二元汽液平衡相图162

5311三维pTxy相图与二维pT相图162

5312逆向现象及其工程应用164

5313二元系统px(y)/Tx(y)的相图165

532低压下泡、露点计算168

5321低压下的简化168

5322低压下的计算公式168

5323低压下泡点压力p与汽相组成y1的计算170

5324低压下泡点温度T与汽相组成y1的计算170

5325低压下露点温度T与液相组成x1的计算171

533中压下泡点、露点计算177

5331中压下泡点压力p与汽相组成yi的计算177

5332中压下泡点温度T与汽相组成yi的计算179

5333中压下露点压力p与液相组成xi的计算181

5334中压下露点温度T与液相组成xi的计算182

534烃类系统的K值法和闪蒸计算183

5341烃类系统的K值法183

5342闪蒸计算187

54汽液平衡数据的热力学一致性检验191

541GibbsDuhem方程的活度系数形式191

542积分检验法（面积检验法）193

543等压汽液平衡数据的热力学一致性检验194

544微分检验法（点检验法）194

*55溶液的稳定性与液液平衡198

551溶液的稳定性198

552液液平衡相图199

553液液平衡准则及计算201

*56其他类型的相平衡203

561汽液液平衡204

562气液平衡207

5621常压下的气液平衡（气体在液体中的溶解度）207

5622压力对气体溶解度的影响208

5623温度对气体溶解度的影响209

5624活度系数法计算气液平衡211

5625状态方程法计算气液平衡211

563固液平衡213

5631固液平衡的热力学关系213

5632φi的估算214

5633固液平衡的两种极限情况215

564汽固平衡和超临界流体在固体（或液体）中的溶解度218

5641汽固平衡218

5642超临界流体在固体（或液体）

中的溶解度219

本章小结219

本章符号说明220

习题220

第6章化工过程能量分析226

61热力学第一定律及其应用227

611稳流系统的热力学第一定律227

612稳流系统热力学第一定律的简化及应用229

62热力学第二定律及其应用234

621熵增原理与熵产生235

6211熵增原理与过程的不可逆性235

6212熵流和熵产生237

622熵平衡方程式238

63理想功、损失功和热力学效率241

631理想功241

632损失功244

633热力学效率246

64有效能247

641能量的级别与有效能248

6411化工生产中涉及的几种主要能量形式248

6412能量的级别（品位）248

6413有效能Ex249

642稳流过程有效能计算250

6421物理有效能的计算250

6422化学有效能的计算252

6423有效能与理想功的异同253

643不可逆过程的有效能损失与无效能254

644有效能平衡方程式与有效能效率255

6441有效能平衡方程255

6442有效能效率257

65化工过程能量分析及合理用能258

651热力学分析的三种方法258

652典型化工单元过程热力学分析259

6521流体流动过程260

6522传热过程的热力学分析261

6523传质过程的热力学分析264

653合理用能基本原则266

本章小结267

本章符号说明269

习题269

第7章压缩、膨胀、动力循环与制冷循环272

71气体的压缩272

711活塞式压气机的压气过程273

712压缩过程的热力学分析273

7121等温压缩过程274

7122绝热压缩过程274

7123多变压缩274

*7124多级多变压缩276

72气体的膨胀277

721节流膨胀277

722绝热作外功膨胀279

73蒸汽动力循环282

731卡诺（Carnot）蒸汽循环283

732Rankine循环及其热效率283

7321理想Rankine循环283

7322实际Rankine循环285

733蒸汽参数对Rankine循环热效率的影响288

7331蒸汽温度对热效率的影响288

7332蒸汽压力对热效率的影响288

7333背压对热效率的影响288

734Rankine循环的改进289

7341回热循环289

7342再热循环292

74制冷循环292

741Carnot制冷循环293

742蒸汽压缩制冷循环294

7421单级蒸汽压缩制冷循环294

*7422多级压缩制冷298

743制冷工质的选择299

744吸收式制冷302

745热泵304

746热管307

*747液化过程310

本章小结313

科学的来龙去脉314

本章符号说明315

习题315

附录317

附录1常用单位换算表317

附录2一些物质的基本物性数据表318

附录3一些物质的理想气体热容与温度

的关联式系数表320

附录4一些物质的Antoine方程

系数表323

附录5水的性质表326

附录51饱和水与饱和蒸汽表

（按温度排列）326

附录52饱和水与饱和蒸汽表

（按压力排列）328

附录53未饱和水与过热蒸汽表（水平

粗线之上为未饱和水，粗线

之下为过热蒸汽）330

附录6R134a的性质表336

附录61R134a饱和液体及蒸气的

热力学性质336

附录62R134a过热蒸气热力学

性质337

附录7氨（NH3）饱和液态与饱和蒸气的

热力学性质表338

附录8氨的TS图341

附录9氨的lnpH图342

附录10R12（CCl2F2）的lnpH图343

附录11R22（CHClF）2的lnpH图344

附录12水蒸气的hs图插页

附录13空气的TS图345

附录14主要公式的推导346

附录141由RK方程计算组分逸度

的公式推导——公式（475）

的推导346

附录142开系非稳态过程能量平衡

方程式的推导347

参考文献350