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第1章 绪论 1

1.1 范畴 1

1.2 沿革与发展 2

1.3 课程内容 3

1.4 应用与教学目的 4

1.4.1 学科位置与应用 4

1.4.2 教学目的 4

1.5 学习辅助资料 5

第2章 流体的pVT关系 7

2.1 单组分流体的pVT行为 7

2.2 均相流体pVT行为的模型化 11

2.2.1 状态方程与不可压缩流体 11

2.2.2 气体的非理想性及其修正 13

2.3 单组分的汽液相平衡的模型：蒸气压方程 16

2.4 virial方程 18

2.4.1 方程基本形式 18

2.4.2 舍项方程 18

2.4.3 virial系数的获取 18

2.5 立方型状态方程 20

2.5.1 van der Waals方程 20

2.5.2 几种常用的立方型状态方程及其普适形式 21

2.5.3 立方型方程参数的决定 21

2.5.4 立方型方程根的特征 23

2.5.5 汽相及类似汽相体积的根 24

2.5.6 液相及类似液相体积的根 24

2.6 状态方程的普遍化关联 26

2.6.1 Pitzer的三参数普遍化关联式与Edmister的压缩因子图 26

2.6.2 Lee-Kesler方程 27

2.6.3 普遍化的第二virial系数 28

2.7 状态方程的选用 31

2.8 饱和液体的体积关联式 34

2.9 气体混合物的pVT关系 37

2.9.1 虚拟临界性质与Kay规则 37

2.9.2 状态方程的混合规则与相互作用参数 39

2.9.3 泡点下的液体混合物密度 42

第3章 流体的热力学性质：焓与熵 44

3.1 纯流体的热力学关系 44

3.1.1 基本关系式 44

3.1.2 焓和熵表示为T及p的函数 46

3.1.3 Gibbs函数作为基本运算的函数 48

3.2 热容、蒸发焓与蒸发熵 49

3.2.1 理想气体的热容 49

3.2.2 液体的热容 49

3.2.3 蒸发焓与蒸发熵 49

3.3 剩余性质 51

3.4 以状态方程计算剩余性质 54

3.4.1 利用virial方程求MR 54

3.4.2 利用立方型方程求MR 56

3.4.3 利用Lee-Kesler关联式求MR 58

3.5 纯流体的焓变与熵变的计算 62

3.6 热力学性质图和表 65

3.6.1 类型与构成 65

3.6.2 热力学性质图绘制原理 66

3.6.3 水蒸气表 67

3.7 多组分流体的热力学关系 68

3.8 偏摩尔性质及其与流体性质关系 71

3.8.1 偏摩尔性质的加成关系 71

3.8.2 偏摩尔性质间的关系 72

3.8.3 偏摩尔性质的计算 73

3.8.4 Gibbs-Duhem方程 76

3.9 混合性质与多组分流体性质 78

3.9.1 理想混合物 78

3.9.2 混合性质 79

3.10 多组分流体焓变与熵变的计算 82

3.10.1 焓变与熵变的计算基本公式 82

3.10.2 焓浓图 84

第4章 能量利用过程与循环 87

4.1 热力学第一定律与能量平衡方程 87

4.1.1 开放体系的质量平衡 87

4.1.2 能量平衡的一般式 88

4.1.3 稳流体系的能量平衡 90

4.1.4 测量焓的流动卡计 91

4.1.5 焓变的应用 92

4.2 流体压缩与膨胀 96

4.2.1 气体压缩 96

4.2.2 流体膨胀 99

4.3 动力循环 100

4.3.1 蒸汽动力循环 101

4.3.2 燃气动力循环 105

4.3.3 联合动力循环 108

4.4 制冷与热泵 109

4.4.1 Carnot制冷循环 109

4.4.2 蒸气压缩制冷循环 110

4.4.3 制冷剂的选择 112

4.4.4 吸收式制冷 113

4.4.5 热泵 115

4.5 液化过程 116

第5章 过程热力学分析 120

5.1 热力学第二定律与熵平衡方程 120

5.1.1 熵产生与熵平衡方程 120

5.1.2 能量质量的差异 122

5.2 ？函数 123

5.2.1 ？的概念 123

5.2.2 环境参考态 125

5.2.3 功和热的？ 127

5.2.4 物质的标准？ 127

5.2.5 稳定流动体系的？ 129

5.3 ？平衡方程 132

5.3.1 ？损失与稳流系的？平衡方程 132

5.3.2 ？效率 134

5.4 过程与系统的？分析 136

5.4.1 “过程-体系”的？分析方法 136

5.4.2 “状态-体系”的？分析方法 139

第6章 流体热力学性质：逸度与活度 142

6.1 逸度 142

6.1.1 纯组分的逸度 142

6.1.2 纯组分汽液相平衡时的逸度 143

6.1.3 多组分体系中组分的逸度 144

6.1.4 Lewis-Randall规则 145

6.1.5 剩余性质的基本关系 145

6.2 逸度的计算 146

6.2.1 气体纯组分逸度的计算 146

6.2.2 液体纯组分逸度的计算 149

6.2.3 多组分体系逸度的计算 151

6.3 活度 156

6.3.1 纯液体与固体组分的活度 156

6.3.2 液态多组分体系中的组分的活度 157

6.3.3 活度与混合性质 160

6.4 超额性质 161

6.4.1 超额Gibbs函数 161

6.4.2 超额Gibbs函数与活度系数 163

6.4.3 超额性质的本质 164

6.5 活度系数模型 166

6.5.1 Scatchard Hildebrand方程与溶解度参数 166

6.5.2 Redlich-Kister经验式 167

6.5.3 Margules模型 168

6.5.4 van Laar模型 169

6.5.5 局部组成模型 169

6.5.6 活度系数模型的选用 171

第7章 流体相平衡 177

7.1 稳定性准则 177

7.2 汽液相平衡的相图 180

7.3 汽液相平衡模型化 186

7.3.1 平衡判据 186

7.3.2 汽液相平衡基本关系式 186

7.3.3 De Priester列线图与K值关联汽液相平衡 188

7.3.4 溶液体系的汽液相平衡关系 189

7.4 汽液相平衡的基本计算 192

7.4.1 露点和泡点的计算 192

7.4.2 闪蒸的计算 199

7.5 互溶系的共沸现象 204

7.6 热力学一致性检验 206

7.7 液液相平衡 209

7.7.1 液液相平衡相图 209

7.7.2 液液相平衡的模型化 212

第8章 化学平衡 214

8.1 化学平衡模型化方法 214

8.1.1 反应进度 214

8.1.2 反应体系的独立反应数 217

8.1.3 化学平衡判据 219

8.1.4 平衡常数 220

8.2 气相单一反应平衡 225

8.3 气相多个反应平衡 230

8.4 液相反应平衡 234

8.4.1 液体混合物反应平衡 234

8.4.2 溶液反应平衡 235

8.5 非均相反应平衡 237

8.5.1 气固相反应平衡 237

8.5.2 气液相反应平衡 240

思考题与习题 245

附录 258

A1 单位换算表 258

A2 气体常数表 258

B1 纯物质的热力学性质 258

B2 Lee-Kesler方程的压缩因子的分项值Z0和Z1 264

B3 Lee-Kesler方程的剩余性质焓的分项值（HR）0/RTc和（HR）1/RTc 268

B4 Lee-Kesler方程的剩余性质熵的分项值（SR）0/R和（SR）1/R 272

B5 Lee-Kesler方程的逸度系数的分项值φ0和φ1 276

B6 热力学性质关系表（Brigeman表） 280

B7 水蒸气表 281

B7-1 水蒸气表：饱和水及其饱和蒸汽（以温度为序） 283

B7-2 水蒸气表：饱和水及其饱和蒸汽（以压力为序） 284

B7-3 水蒸气表：过热水蒸气 285

B7-4 水蒸气表：过冷水 288

B8 HFC-134a的饱和液体与饱和蒸气的热力学性质 289

B9 化学元素的基准物和标准？ 290

B10 部分物质的相互作用参数 291

C1 空气的温熵图 292

C2 水蒸气的温熵图 293

C3 氨的压焓图 294

C4 HFC-134a的压焓图 295

C5 水蒸气的焓熵图 296

C6 H2SO4-H2O的焓浓图 297

参考文献 298