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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