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目录 1

第一章 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·化工热力学的研究范畴以及和过程发展的关系 1

1·2·化工热力学的特点和限制 3

1·3·名词、定义和基本概念 4

1·3·1·体系和环境 4

1·3·2·过程 4

1·3·3·热力学变数 5

1·3·4·质量和体积 5

1·3·6·能、功和热 6

1·3·5·压力和温度 6

1·3·7·焓 7

1·3·8·熵 7

习题 8

参考文献 8

第二章 流体的压力—体积—温度关系 9

2·1·纯物质的压力—体积—温度的行为 9

2·2·气体的状态方程式 10

2·2·1·理想气体定律 10

2·2·2·vanderWaals方程式 12

2·2·3·Redlich-Kwong方程式 14

2·2·4·维里方程式 19

2·2·5·多参数的状态方程式 20

2·3·1·气体的对比态原理的提出 24

2·3·气体的对比态原理 24

2·3·2·理想对比体积 25

2·3·3·普遍化的真实气体状态方程式 25

2·4·压缩因子 28

2·4·1·两参数关系式图的改进 28

2·4·2·三参数关系式 31

2·4·3·以压缩因子来表达的状态方程式 36

2·5·液体的行为 36

2·5·1·液体的状态方程式 37

2·5·2·普遍化关联式 38

2·5·3·结构加和法 39

2·6·真实气体混合物 42

2·6·1·Dalton定律、Amagat定律和普遍化压缩因子图联合应用 42

2·6·2·混合物的虚拟临界参数和混合规则 45

习题 51

参考文献 52

第三章 流体的热力学性质 53

3·1·热力学关系式 53

3·1·1·Maxwell关系式 53

3·1·2·热力学函数的一阶导数间关系的推导 55

3·2·热力学性质的计算 58

3·2·1·参比态的选择和理想气体的热力学性质 58

3·2·2·真实气体的热力学性质 59

3·2·3·普遍化热力学性质图 65

3·3·逸度的定义及其计算 71

3·3·1·逸度的定义 71

3·3·2·纯气体逸度的计算 72

3·3·3·逸度和温度、压力的关系 77

3·3·4·凝聚态物质的逸度 78

3·3·5·过程的熵变 79

3·4·纯物质的热力学性质图表 83

3·4·1·从实验数据来制作热力学性质图表的原理和步骤 83

3·4·2·热力学性质图的形式 85

3·5·组成发生变化的体系的热力学性质 86

3·5·1·开系的热力学关系式和化学位 86

3·5·2·偏摩尔性质 88

3·6·气体混合物的热力学性质 92

3·6·1·气相组分的逸度 92

3·6·2·气体混合物的焓值计算 102

3·7·均相液体混合时性质的改变 107

3·7·2·混合过程的焓变化 108

3·7·1·混合过程的体积变化 108

习题 112

参考文献 114

第四章 热力学第一定律及其应用 115

4·1·热力学第一定律的本质及其数学表达式 115

4·1·1·焦耳实验内能 115

4·1·2·热力学第一定律的数学表达式 115

4·2·稳定流动过程 117

4·3·气体的基本热力过程 121

4·3·1·等温过程 121

4·3·2·等压过程 124

4·3·3·绝热过程 125

4·3·4·多变过程 128

4·4·压气机 131

4·4·1·单级往复式压气机 132

4·4·2·有余隙的往复式压气机 134

4·4·3·多级压气机 137

4·4·4·压气机的功率及效率 139

4·4·5·压气机的冷却 145

4·4·6·叶轮式压气机 146

4·5·喷管和扩压管的热力学分析 148

4·5·1·喷管 148

4·5·2·有摩擦的流动 150

4·5·3·扩压管 151

4·6·喷射器 151

习题 155

参考文献 158

5·1·从热变功的实际意义 159

第五章 热力学第二定律及其应用 159

5·2·热力学第二定律 160

5·2·1·热力循环及热效率 160

5·2·2·卡诺循环及卡诺定理 161

5·2·3·热力学第二定律的数学表达式 162

5·2·4·熵变与不可逆性 165

5·3·动力装置循环 165

5·3·1·蒸汽动力装置循环 165

5·3·2·燃气轮机动力装置循环 171

5·3·3·蒸汽—燃气联合装置循环 174

5·4·节流膨胀与作功的膨胀 175

5·4·1·节流膨胀过程 175

5·4·2·作外功的等熵膨胀过程 178

5·5·1·蒸汽压缩制冷循环 179

5·5·制冷装置循环 179

5·5·2·制冷剂的选择 182

5·5·3·载冷制的选用 183

5·5·4·冷冻能力的比较 183

5·6·分级压缩制冷及复迭式制冷 188

5·6·1·分级压缩制冷循环 188

5·6·2·复迭式制冷循环 188

5·7·其它形式的制冷装置 190

5·7·1·蒸汽喷射式制冷循环 190

5·7·2·吸收式制冷循环 191

5·8·热泵原理与热能的综合利用 192

5·9·气体的液化 193

5·9·1·简单林德冷冻装置循环 194

5·9·2·Heylandt冷冻装置循环 196

习题 198

第六章 过程热力学分析 202

6·1·理想功 202

6·2·损失功 204

6·3·稳定流动过程的热力学分析 206

6·3·1·过程热力学分析的表达式 206

6·3·2·有效能 210

6·4·分离过程功 215

习题 217

参考文献 217

第七章 流体相平衡基础 218

7·1·相平衡的判断和汽液平衡的分类 219

7·1·1·相平衡的判断 219

7·1·3·汽液平衡的分类 221

7·1·2·相律 221

7·2·互溶系的汽液平衡 222

7·2·1·完全理想系 222

7·2·2·汽液平衡关系的三种表达方式 225

7·2·3·非理想溶液、活度与活度系数 233

7·2·4·液相非理想行为的定性描述 235

7·2·5·Gibbs-Duhem方程及其应用 237

7·2·6·汽相为理想，液相为非理想的互溶系的汽液平衡计算 242

7·3·二元体系液相活度系数和组成之间的关系 243

7·3·1·非理想溶液混合过程的过量自由焓 243

7·3·2·Wohl型方程 246

7·3·3·Wilson方程 250

7·3·4·NRTL方程 252

7·3·5·有关方程式的简单评价 256

7·3·6·液相活度系数——组成方程式的发展趋向 257

7·4·汽液平衡数据的热力学校验 266

7·4·1·热力学同一性校验的定性描述 268

7·4·2·恒温汽液平衡数据的热力学同一性校验 271

7·4·3·恒压汽液平衡数据的热力学同一性校验 274

7·5·气液平衡 275

7·5·1·压力对气体溶解度的影响 276

7·5·2·温度对气体溶解度的影响 278

7·6·液液平衡 280

7·6·1·液液平衡体系的热力学 280

7·6·2·从液液互溶度求算有关方程中的配偶参数 282

7·6·3·液液平衡与汽液平衡关系 286

习题 290

参考文献 293

第八章 汽液平衡的计算 294

8·1·求算无限稀释活度系数的方法 294

8·1·1·无限稀释活度系数的定义及作用 294

8·1·2·根据汽液平衡组成求算端值 296

8·1·3·根据共沸组成求算端值 303

8·1·4·根据总压—组成（P—x）数据求算端值 305

8·1·5·根据沸点—组成数据求端值 308

8·2·端值的测定方法 308

8·2·1·用色谱法测定无限稀释活度系数 308

8·2·2·根据一个端值求算Wilson方程中的配偶参数 310

8·2·3·端值的估算方法 313

8·3·由二元汽液平衡实验数据求算Wilson方程和NRTL方程的配偶参数的方法 314

8·3·1·初始值的选择 315

8·3·2·目标函数的选择 318

8·3·3·Wilson方程二元配偶参数的计算方法 322

8·3·4·NRTL方程参数的计算方法 326

8·4·由二元体系推算多元体系的汽液平衡 329

8·4·1·Margu1es方程 330

8·4·2·Wilson方程 331

8·4·3·NRTL方程 334

8·4·4·有关多组分方程的评价 335

8·5·多元非理想体系的汽液平衡和泡点、露点的计算 335

8·5·1·由液相组成和总压计算汽相组成和泡点 336

8·5·2·由汽相组成和总压计算液相组成和露点 338

习题 339

参考文献 341

9·1·化学计量学和反应进度 343

第九章 化学反应平衡 343

9·2·化学反应平衡常数的表示方式和平衡组成的计算 346

9·2·1·化学反应平衡常数和标准自由焓变化 346

9·2·2·化学反应的标准自由焓变化的计算 347

9·2·3·平衡常数和平衡组成间的关系 349

9·3·各种工艺参数对化学平衡组成的影响 353

9·3·1·温度的影响 354

9·3·2·总压的影响 357

9·3·3·惰性气体的影响 357

9·3·4·反应物组成的影响 359

9·4·非均相体系的平衡 360

9·5·1·独立反应数 371

9·5·复杂体系的化学反应平衡 371

9·5·2·复杂体系的化学反应平衡计算 373

习题 378

参考文献 381

附录 382

附录Ⅰ 单位换算表 382

附录Ⅱ 临界常数和偏心因子 382

附录Ⅲ 多参数状态方程的参数 384

附录Ⅳ 流体的普遍化数据 385

附录Ⅴ 液体对比密度和Tr、Pr、Zc间的关系 398

附录Ⅵ 水蒸汽表、氨的T-S图、F-12的T-S图、空气的T-S图 401

主要符号表 416

主要参考书 420