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第1章 绪论 1

1.1 化工热力学的地位和作用 1

1.2 化工热力学研究的主要内容、方法与局限性 2

1.2.1 化工热力学研究的主要内容 2

1.2.2 化工热力学研究的主要方法 2

1.2.3 化工热力学的局限性 5

1.3 化工热力学在化工研究与开发中的重要应用 5

1.4 如何学好化工热力学 6

1.5 热力学基本概念 7

习题 8

第2章 流体的p-V-T关系 10

2.1 纯物质的p-V-T关系 10

2.2 流体的状态方程 12

2.2.1 立方型状态方程 12

2.2.2 多参数状态方程 18

2.3 对应态原理及其应用 21

2.3.1 对应态原理 21

2.3.2 三参数对应态原理 22

2.3.3 普遍化状态方程 24

2.4 流体的蒸气压、蒸发焓和蒸发熵 27

2.4.1 蒸气压 27

2.4.2 蒸发焓和蒸发熵 28

2.5 混合规则与混合物的p-V-T关系 29

2.5.1 混合规则 29

2.5.2 混合物的状态方程 30

2.6 液体的p-V-T关系 34

2.6.1 液体状态方程 34

2.6.2 普遍化关联式 35

习题 36

第3章 纯物质（流体）的热力学性质与计算 40

3.1 热力学性质间的关系 40

3.1.1 热力学基本方程 40

3.1.2 点函数间的数学关系 40

3.1.3 Maxwell关系式 41

3.1.4 Maxwell关系式的应用 42

3.2 单相系统的热力学性质 43

3.3 用剩余性质计算系统的热力学性质 45

3.4 用状态方程计算热力学性质 47

3.5 气体热力学性质的普遍化关系 49

3.5.1 普遍化Virial系数法 49

3.5.2 普遍化压缩因子法 50

3.6 纯组分的逸度与逸度系数 58

3.6.1 逸度和逸度系数的定义 58

3.6.2 纯气体逸度（系数）的计算 59

3.6.3 温度和压力对逸度的影响 62

3.6.4 纯液体的逸度 63

3.7 纯物质的饱和热力学性质计算 63

3.7.1 纯组分的汽液平衡原理 63

3.7.2 饱和热力学性质计算 64

3.8 纯组分两相系统的热力学性质及热力学图表 65

3.8.1 纯组分两相系统热力学性质 65

3.8.2 热力学性质图表 66

3.8.3 热力学性质图表制作原理 69

习题 70

第4章 溶液热力学基础 73

4.1 可变组成系统的热力学关系 73

4.2 偏摩尔性质 74

4.3 Gibbs-Duhem方程 79

4.4 混合物组分的逸度和逸度系数 81

4.4.1 混合物逸度与逸度系数的计算方法 81

4.4.2 混合物逸度与组分逸度之间的关系 84

4.4.3 组分逸度与温度、压力间的关系 89

4.5 理想溶液 90

4.5.1 理想溶液与标准态 90

4.5.2 理想溶液的特征 91

4.5.3 理想溶液标准态之间的关系 93

4.6 混合过程性质变化、体积效应与热效应 93

4.6.1 混合体积效应 93

4.6.2 混合热效应 94

4.7 过量性质与活度系数 96

4.8 液体混合物中组分活度系数的测定方法 98

4.8.1 汽液平衡法 98

4.8.2 Gibbs-Duhem方程法 98

4.8.3 溶剂与溶质的活度系数 99

4.8.4 溶剂与溶质的活度系数测定法 101

4.9 活度系数模型 102

4.9.1 正规溶液与Scatchard-Hildebrand活度系数方程 103

4.9.2 无热溶液与Flory-Huggins方程 103

4.9.3 Wohl方程 104

4.9.4 基于局部组成概念的活度系数方程 105

习题 114

第5章 相平衡热力学 119

5.1 平衡性质与判据 119

5.2 相律与Gibbs-Duhem方程 120

5.3 二元汽液平衡相图 121

5.4 汽液相平衡类型及计算类型 124

5.4.1 汽液相平衡类型 125

5.4.2 汽液相平衡计算的准则与方法 125

5.4.3 气液平衡过程 137

5.5 由实验数据计算活度系数模型参数 140

5.6 汽液相平衡实验数据的热力学一致性校验 143

5.6.1 等温二元汽液平衡数据热力学一致性校验 144

5.6.2 等压二元汽液平衡数据热力学一致性校验 145

5.7 共存方程与稳定性 146

5.7.1 溶液相分裂的热力学条件 146

5.7.2 液液平衡相图及类型 148

5.8 液液相平衡关系与计算类型 150

5.8.1 液液相平衡准则 150

5.8.2 二元系液液平衡的计算 150

5.8.3 三元系液液平衡的计算 150

5.9 固液相平衡关系及计算类型 153

5.10 含超临界组分的气液相平衡 155

习题 159

第6章 热力学第一定律及其工程应用 164

6.1 敞开系统热力学第一定律 164

6.1.1 封闭系统的能量平衡 164

6.1.2 敞开系统的能量平衡 165

6.2 稳定流动过程与可逆过程 166

6.2.1 稳定流动过程 166

6.2.2 可逆过程 168

6.3 轴功的计算 169

6.3.1 可逆轴功 169

6.3.2 气体压缩及膨胀过程热力学分析 170

6.3.3 节流膨胀 171

6.3.4 等熵膨胀 172

6.3.5 膨胀过程中的温度效应 173

6.4 喷管的热力学基础 175

6.4.1 等熵流动的基本特征 175

6.4.2 气体的流速与临界速度 176

6.5 喷射器 179

习题 182

第7章 热力学第二定律及其工程应用 184

7.1 热力学第二定律的表述方法 184

7.1.1 可逆过程与不可逆过程 185

7.1.2 熵 185

7.1.3 热源熵变与功源熵变 185

7.2 熵平衡方程 186

7.2.1 封闭系统的熵平衡方程 186

7.2.2 敞开系统的熵平衡方程 187

7.3 热机效率 188

7.4 理想功、损耗功与热力学效率 189

7.4.1 理想功 189

7.4.2 稳定流动过程理想功 189

7.4.3 损耗功 191

7.4.4 热力学效率 192

7.5 熵分析法在化工单元过程中的应用 194

7.5.1 传热过程 194

7.5.2 混合与分离过程 195

7.6 有效能及其计算方法 197

7.6.1 有效能的概念 197

7.6.2 有效能的组成 198

7.6.3 有效能的计算 199

7.6.4 无效能 204

7.7 有效能平衡方程与有效能损失 205

7.7.1 有效能平衡方程 205

7.7.2 有效能损失 205

7.8 化工过程能量分析及合理用能准则 206

7.8.1 能量平衡法 206

7.8.2 有效能分析法 209

7.8.3 合理用能准则 212

习题 213

第8章 蒸汽动力循环与制冷循环 215

8.1 蒸汽动力循环——Rankine循环过程分析 215

8.1.1 Rankine循环 215

8.1.2 Rankine循环的改进 219

8.2 内燃机热力过程分析 222

8.2.1 定容加热循环 222

8.2.2 定压加热循环 223

8.3 燃气轮机过程分析 224

8.4 制冷循环原理与蒸汽压缩制冷过程分析 225

8.4.1 逆Carnot循环 225

8.4.2 蒸汽压缩制冷循环 227

8.5 其他制冷循环 228

8.5.1 蒸汽喷射制冷 228

8.5.2 吸收制冷 229

8.6 热泵及其应用 230

8.7 深冷循环与气体液化 231

8.7.1 Linde-Hampson系统工作原理 232

8.7.2 系统的液化率及压缩功耗 232

习题 234

第9章 化学反应平衡 236

9.1 反应进度与化学反应计量学 236

9.2 化学反应平衡常数及其计算 239

9.2.1 化学反应平衡的判据 239

9.2.2 标准自由能变化与反应平衡常数 239

9.2.3 平衡常数的估算 241

9.3 温度对平衡常数的影响 243

9.4 平衡常数与组成的关系 244

9.4.1 气相反应 245

9.4.2 液相反应 247

9.4.3 非均相化学反应 249

9.5 单一反应平衡转化率的计算 250

9.6 反应系统的相律和Duhem理论 252

9.7 复杂化学反应平衡的计算 253

9.7.1 以反应进度为变量的计算方法 254

9.7.2 Gibbs自由能最小原理的计算方法 254

习题 255

第10章 界面吸附过程热力学 258

10.1 界面现象的热力学基础 258

10.1.1 界面张力和铺展压 258

10.1.2 存在界面相的热力学基本方程 259

10.1.3 界面吸附量 260

10.1.4 存在界面时的平衡判据 261

10.1.5 界面化学位 263

10.1.6 吸附现象的热力学普遍关系式和相律 264

10.2 溶液界面吸附过程 264

10.2.1 Gibbs吸附等温式 264

10.2.2 溶液的界面张力 265

10.2.3 溶液界面吸附等温线和吸附等温式 267

10.2.4 溶液界面吸附层状态方程 268

10.3 气固界面吸附过程 269

10.3.1 气固吸附曲线 270

10.3.2 气固吸附的等温式 271

10.3.3 混合气体吸附平衡计算 273

习题 275

附录 277

1 某些纯物质的物理性质 277

2 三参数对应态普遍化热力学性质 278

3 水的性质（参考态是0℃的饱和液相） 287

4 Freon 134a热力学性质 291

5 R12、R22、NH3和空气的热力学性质 297

6 UNIFAC基团贡献法参数 301

7 主要无机化合物和有机化合物的摩尔标准化学有效能E？ 308

参考文献 310

符号说明 311