化工热力学 （化学工业出版社2010年出版图书）

内容简介

《化工热力学(第3版)》是教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书共9章。《化工热力学(第3版)》在第二版基础上修订，对内容作了增删，重新改写了第二版的第1、2章，把第2章内容进行了扩充和分割，增添了第3章，即纯流体的热力学性质计算，以加强这方面的基础。另外，部分改写了6～9章，精练了文字和更换了例题、补充附录。《化工热力学(第3版)》包括：绪论、流体的状态方程、纯流体的热力学性质计算、热力学第一定律及其应用、热力学第二定律及其应用、化工过程热力学分析、溶液热力学基础、流体相平衡、化学反应平衡及附录。

《化工热力学(第3版)》可作为化学工程与工艺专业本科生教材，也可供从事化学、化工、轻工、材料和热能动力的教师、研究生和工程技术人员参考。

目录

第1章绪论1

1.1化工热力学的范畴和任务1

1.1.1化工热力学发展简述1

1.1.2热力学的基础1

1.1.3化工热力学的研究范畴和在过程开发中的作用2

1.2经典热力学的特点和分子热力学的兴起6

1.2.1经典热力学的特点6

1.2.2分子热力学的兴起7

1.3化学工程师需要热力学8

参考文献10

第2章流体的压力、体积、温度关系：状态方程式11

2.1纯物质的pVT行为11

2.2流体的状态方程式12

2.2.1理想气体方程式12

2.2.2维里（Virial）方程式13

2.2.3立方型方程式14

2.2.4多参数状态方程式20

2.3对应态原理的应用21

2.3.1普遍化状态方程式21

2.3.2两参数普遍化压缩因子图23

2.3.3偏心因子与三参数压缩因子图24

2.3.4普遍化第二维里系数关联式27

2.3.5立方型状态方程的对比形式29

*2.3.6临界参数和偏心因子的估算30

2.4液体的pVT关系36

2.4.1Rackett方程式36

2.4.2YenWoods关系式36

2.4.3Lydersen，Greenkorn和Hougen对应态法36

*2.4.4基团贡献法38

2.5真实气体混合物41

2.5.1混合规则和组合规则41

2.5.2Amagat定律和普遍化压缩因子图联用42

2.5.3混合物的状态方程式43

*2.6立方型状态方程的剖析45

2.6.1vdW方程的合理化分析45

2.6.2RK方程在工程应用中的进程48

2.6.3其他的立方型状态方程52

习题58

参考文献58

第3章纯流体的热力学性质计算59

3.1热力学关系式59

3.1.1热力学基本方程式59

3.1.2Maxwell关系式59

3.2以T、p为变量的焓变和熵变计算60

3.3剩余性质61

3.3.1自由焓可作为母函数61

3.3.2剩余性质的引入62

3.3.3剩余性质与偏离性质的异同63

3.4用剩余性质计算气体热力学性质63

3.4.1真实气体的焓和熵63

3.4.2用普遍化关联计算剩余性质66

3.4.3用状态方程计算剩余性质74

3.5液体的热力学性质77

3.5.1以T和p为变量表达焓变和熵变77

3.5.2以T和V为变量表达内能、熵的变化78

3.6两相系统81

3.6.1Clapeyron方程式81

*3.6.2蒸气压估算82

*3.6.3汽化焓估算88

习题92

参考文献93

第4章热力学第一定律及其应用94

41闭系非流动过程的能量平衡94

42开系流动过程的能量平衡94

43稳流过程的能量平衡96

431开系稳流过程的能量平衡式96

432稳流过程能量平衡式的简化形式及其应用98

433轴功103

434热量衡算107

44气体压缩过程111

441压缩过程热力学分析111

442单级压缩机可逆轴功的计算112

443多级压缩功的计算115

444气体压缩的实际功耗116

445叶轮式压缩机117

习题117

参考文献118第5章热力循环——热力学第二定律及其应用119

51热力学第二定律119

52熵120

521热力学第二定律用于闭系122

522孤立系统熵平衡式123

523开系熵平衡式124

53热力学图表及其应用126

531TS图的构成和性质127

532焓熵图(hs图)132

533压焓图(ph图)132

54水蒸气动力循环132

541卡诺循环132

542朗肯(Rankine)循环134

543朗肯循环的改进136

55制冷139

551制冷原理与逆卡诺循环139

552蒸气压缩制冷循环141

553吸收式制冷循环143

554制冷工质的选择144

56热泵145

习题146

参考文献147

第6章化工过程热力学分析149

61基础理论149

611能量的级别149

612理想功Wid151

613不可逆过程的损耗功WL157

62化工单元过程的热力学分析160

621流体流动过程160

622传热过程161

623分离过程163

624化学反应过程164

63三种常规的过程热力学分析法167

631与167

632两种损失和两种效率174

633三种常规的热力学分析法汇总176

64节能理论进展和合理用能184

641分析法的理论进展184

*642非平衡热力学分析法简介186

643过程系统节能的夹点技术简介191

644合理用能基本原则194

习题194

参考文献196

第7章溶液热力学基础197

71溶液的热力学性质197

711均相敞开系统的热力学关系式和化学位197

712偏摩尔性质199

713偏摩尔性质的计算200

72逸度和逸度系数203

721定义203

722纯气体逸度204

723凝聚态物质的逸度209

724混合物中组分的逸度和逸度系数210

725温度和压力对逸度的影响216

73理想溶液和标准态217

74流体均相混合时的性质变化219

741混合体积变化220

742混合过程的焓变和焓浓图221

743过量热力学性质224

75活度和活度系数226

751定义226

752标准态和归一化227

753温度和压力对活度系数的影响228

76吉布斯杜亥姆（GibbsDuhem）方程229

77活度系数模型231

771非理想溶液的过量自由焓与活度系数231

772正规溶液理论232

773Wohl型方程234

774聚合物溶液的似晶格理论（QuasiLattice Theory）235

775局部组成型方程236

78电解质溶液热力学简介238

781活度、活度系数和标准态238

782渗透系数和过量自由焓239

783电解质溶液的活度系数模型240

习题241

参考文献243

第8章流体相平衡244

81相平衡基础244

811相平衡的判据244

812Gibbs相律245

813状态方程法处理相平衡246

814活度系数法处理相平衡247

815两类相平衡处理方法的比较250

82汽液平衡250

821相平衡处理方法的简化250

822二元汽液平衡相图252

823汽液平衡计算类型254

824活度系数法计算汽液平衡256

*825状态方程法计算汽液平衡263

826热力学一致性检验264

83气液平衡268

831含超临界组分系统的热力学268

832用状态方程计算气液平衡272

84液液平衡273

841部分互溶系统的热力学274

842液液平衡相图276

843液液平衡计算277

*844物质的萃取和分配——液液平衡的应用281

85液固平衡和气（汽）固平衡283

851液固平衡及固体在液体中的溶解度283

*852气（汽）固平衡及固体在气体中的溶解度287

*853液体或气体在固态聚合物中的溶解度288

86基团贡献法估算相平衡289

861相平衡的估算方法290

*862基团贡献法估算相平衡290

习题293

参考文献295

第9章化学反应平衡296

91化学计量学和反应进度296

92均相化学反应平衡299

921化学反应平衡的判据和约束条件300

922化学反应平衡常数与温度的关系300

923真实气体混合物中的反应平衡302

924液相混合物中的反应平衡305

93非均相化学反应平衡308

931不考虑相平衡的非均相化学反应309

932考虑相平衡的非均相化学反应310

933缔合或溶剂化系统的相平衡热力学316

94复杂化学反应平衡320

941化学反应系统的相律320

942复杂化学反应平衡问题的分析323

943复杂化学反应平衡计算——平衡常数法325

944复杂化学反应平衡计算——最小自由焓法326

习题329

参考文献331附录一附表332

附表1临界常数和偏心因子332

附表2理想气体热容333

附表3水蒸气热力学性质(水蒸气表)334

附表4一些物质的热力学函数342

附表5龟山吉田环境模型的元素化学346

附表7流体的普遍化数据348

附表8单位换算表357

附表9*推算298K时有机化合物的偏心因子和液体摩尔体积所用的一阶基团贡献值358

附表10*推算298K时有机化合物的偏心因子和液体摩尔体积所用的二阶基团贡献值359

附录二热力学平均温度的推导360

附录三组分逸度系数方程式的推导361