化工热力学/王敏炜

目录
前言
第1章 绪论 1
1.1 热力学的研究内容和性质 1
1.2 化工热力学与化学工程的关系 1
1.3 化工热力学的作用 2
1.4 名词和定义 2
1.4.1 体系与环境 2
1.4.2 过程与循环 2
1.4.3 平衡状态 3
1.4.4 热力学变量 3
1.4.5 温度与热力学第零定律 3
1.4.6 热与功 3
第2章 流体的p-V-T性质 4
2.1 纯物质的p-V-T相图 4
2.2 流体的状态方程 5
2.2.1 理想气体状态方程 5
2.2.2 立方型状态方程 6
2.2.3 维里方程 11
2.3 对比态原理及其应用 12
2.3.1 对比态原理 12
2.3.2 普遍化状态方程 13
2.3.3 两参数普遍化压缩因子图 14
2.3.4 偏心因子与三参数压缩因子图 16
2.3.5 普遍化第二维里系数关系式 19
2.4 真实气体混合物的p-V-T关系 21
2.4.1 阿玛格定律和普遍化压缩因子图联用 21
2.4.2 道尔顿定律和普遍化压缩因子图联用 21
2.4.3 虚拟临界常数法 22
2.4.4 气体混合物的状态方程 23
2.5 液体p-V-T关系 24
2.5.1 液体的状态方程 24
2.5.2 普遍化关联式 25
2.5.3 结构加合法 26
习题 27
第3章 流体的热力学性质及计算 29
3.1 纯流体的热力学性质 29
3.1.1 均相流体系统的热力学基本方程 29
3.1.2 点函数间的数学关系式 30
3.1.3 麦克斯韦关系式 30
3.1.4 热力学函数的一阶导数间关系的推导 31
3.2 热力学性质的计算 33
3.2.1 焓 33
3.2.2 熵 34
3.2.3 Cp和CV的关系式 35
3.3 剩余性质 35
3.3.1 自由焓可作为母函数 35
3.3.2 剩余性质的引入 36
3.3.3 剩余性质和偏离性质的异同 37
3.3.4 用状态方程求剩余性质 38
3.4 气体热力学性质普遍化关联 41
3.4.1 由普遍化压缩因子关系求焓和熵 42
3.4.2 由普遍化维里系数计算焓与熵 44
3.5 液体的焓变和熵变的计算 47
3.6 两相系统 47
3.6.1 克拉贝龙方程 48
3.6.2 蒸汽压估算 49
3.6.3 汽化焓估算 49
习题 51
第4章 流动系统的热力学原理与应用 53
4.1 引言 53
4.2 定律 53
4.2.1 封闭系统的定律 53
4.2.2 稳定流动系统的定律 54
4.3 热力学第二定律和熵平衡 68
4.3.1 热力学第二定律 68
4.3.2 熵及熵增原理 68
4.3.3 封闭系统的熵平衡 69
4.3.4 稳定流动系统的熵平衡 69
4.4 热力学图表及其应用 70
4.4.1 T-S图的构成和性质 70
4.4.2 焓熵图 75
4.4.3 压焓图 75
4.5 气体的压缩与膨胀 75
4.5.1 气体的压缩 75
4.5.2 气体的膨胀 76
4.6 水蒸气动力循环 78
4.6.1 卡诺循环 79
4.6.2 朗肯循环 80
4.6.3 朗肯循环的改进 83
4.7 制冷 85
4.7.1 制冷原理与逆卡诺循环 86
4.7.2 蒸汽压缩制冷循环 87
4.7.3 吸收式制冷循环 90
4.7.4 制冷工质的选择 91
4.8 热泵 91
习题 92
第5章 化工过程热力学分析 95
5.1 基础理论 95
5.1.1 能量的级别 95
5.1.2 理想功 96
5.1.3 不可逆过程的损耗功WL 99
5.2 化工过程的分析法 101
5.2.1 与 101
5.2.2 物理Exph的计算 105
5.2.3 物质的化学Exc 108
5.2.4 平衡方程 109
5.2.5 两种损失与两种效率 110
习题 112
第6章 溶液热力学基础 113
6.1 变组成体系的热力学性质 113
6.1.1 敞开体系的热力学关系式 113
6.1.2 化学位 113
6.1.3 偏摩尔性质 114
6.2 逸度和逸度系数 116
6.2.1 定义 116
6.2.2 纯气体逸度的计算 117
6.2.3 凝聚态物质的逸度 122
6.2.4 混合物中组分逸度的计算 122
6.2.5 温度和压力对逸度的影响 124
6.2.6 混合物逸度与其组分逸度之间的关系（f与fi之间的关系） 125
6.3 路易斯-兰德尔规则与标准态 126
6.4 溶液的混合性质变化 127
6.5 活度和活度系数 131
6.6 活度系数与组成的关联 135
6.6.1 非理想溶液的过量自由焓与活度系数 135
6.6.2 活度系数模型 136
6.7 吉布斯-杜亥姆方程 144
习题 146
第7章 流体相平衡 148
7.1 相平衡判据和处理方法 148
7.1.1 相平衡的判据 148
7.1.2 相律 149
7.1.3 相平衡处理方法 150
7.2 汽液平衡 152
7.2.1 热力学关联方程 152
7.2.2 汽液平衡计算类型 154
7.2.3 中、低压下汽液平衡的计算 155
7.2.4 高压下的汽液平衡 161
7.2.5 热力学一致性检验 162
7.3 气液平衡 166
7.3.1 含超临界组分系统的热力学 166
7.3.2 用状态方程法计算气液平衡 170
7.4 液液平衡 173
7.4.1 部分互溶系统的热力学 171
7.4.2 液液平衡计算 173
7.5 基团贡献法估算相平衡 175
习题 177
第8章 化学反应平衡 180
8.1 化学计量学和反应进度 180
8.2 均相化学反应平衡 183
8.2.1 化学反应平衡的判据和约束条件 183
8.2.2 化学反应平衡常数与温度的关系 184
8.2.3 化学反应平衡计算 186
8.2.4 影响化学平衡组成的因素 190
8.3 非均相化学反应平衡 195
8.3.1 化学反应系统的相律 195
8.3.2 不考虑相平衡的非均相化学反应 196
8.3.3 考虑相平衡的非均相化学反应 197
习题 199
主要参考文献 201
附录 202
附录1 临界常数和偏心因子 202
附录2 理想气体热容 204
附录3 水蒸气热力学性质（水蒸气表） 205
附录4 一些物质的热力学函数 221
附录5 龟山-吉田环境模型的元素化学 226
附录6 主要的无机和有机化合物的摩尔标准化学为Exc以及温度修正系数（Exc用龟山-吉田环境模型计算） 227
附录7 流体的普遍化数据 228
附录8 单位换算表 240