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主修部分2

第1章 绪论2

1.1　热力学发展简史2

1.2　化工热力学的主要内容3

1.3　化工热力学的研究方法及其发展3

1.4　化工热力学在化工中的重要性4

第2章 流体的p-V-T关系5

2.1　纯物质p-V-T的相行为5

2.2　流体的状态方程6

2.2.1　理想气体状态方程7

2.2.2　维里方程7

2.2.3　立方型状态方程8

2.2.4　硬球扰动状态方程12

2.2.5　多参数状态方程13

2.3　对比态原理及其应用14

2.3.1　对比态原理14

2.3.2　三参数对比态原理14

2.4　普遍化状态方程19

2.4.1　普遍化第二维里系数19

2.4.2　普遍化立方型状态方程21

2.5　流体p-V-T关系式的比较23

2.6　真实流体混合物的p-V-T关系24

2.6.1　混合规则25

2.6.2　流体混合物的虚拟临界参数25

2.6.3　气体混合物的第二维里系数26

2.6.4　混合物的立方型状态方程27

2.7　液体的p-V-T关系29

2.7.1　饱和液体体积29

2.7.2　压缩液体（过冷液体）体积30

2.7.3　液体混合物的p-V-T关系30

本章小结31

习题32

第3章 单组元流体及其过程的热力学性质34

3.1　热力学性质间的关系34

3.1.1　热力学基本方程34

3.1.2　Maxwel（麦克斯韦尔）关系式35

3.1.3 汽液平衡系统的热力学性质关系38

3.2　焓变和熵变的计算38

3.2.1　单相流体焓变的计算38

3.2.2　单相流体熵变的计算46

3.2.3　蒸发焓与蒸发熵50

3.2.4　真实气体热容计算53

3.3　热力学性质图表54

3.3.1　热力学性质图54

3.3.2　热力学性质表59

本章小结61

习题61

第4章　热力学基本定律及其应用63

4.1　热力学第一定律63

4.1.1　能量的种类63

4.1.2 热力学第一定律的数学表达式——能量平衡方程65

4.2　热力学第二定律67

4.2.1　熵与熵增原理68

4.2.2　熵产生与熵平衡70

4.3　能量的质量和级别70

4.4　理想功、损失功与热力学效率71

4.4.1　理想功71

4.4.2　损失功72

4.4.3　热力学效率72

4.5　有效能和无效能73

4.5.1　有效能定义73

4.5.2　稳流过程有效能计算74

4.5.3　无效能76

4.5.4　有效能、无效能、理想功和损失功之间的关系76

4.5.5　有效能效率76

4.6 化工过程热力学分析的三种方法及其比较76

4.6.1　三种分析方法77

4.6.2　三种热力学分析方法的比较77

4.7　合理用能的基本原则78

4.8　气体的压缩78

4.8.1　单级往复式压缩机的功耗79

4.8.2　多级压缩80

4.9　气体的膨胀81

4.9.1　节流膨胀81

4.9.2　绝热做功膨胀83

4.9.3　气体通过喷管的膨胀85

4.10　蒸汽动力循环87

4.10.1　Carnot循环87

4.10.2　Rankine循环88

4.10.3　Rankine循环效率的提高89

4.11　制冷循环91

4.11.1　理想制冷循环91

4.11.2　蒸气压缩制冷循环92

4.11.3　吸收式制冷循环96

4.11.4　喷射式制冷循环97

4.12　热泵及其应用98

4.12.1　热泵及其热力学计算98

4.12.2　热泵精馏98

4.13　深冷循环与气体液化101

4.13.1　Linde（林德）循环101

4.13.2　Claude（克劳德）循环103

4.14　制冷剂和载冷剂的选择104

4.14.1　制冷剂的选择104

4.14.2　载冷剂的选择105

本章小结106

习题106

第5章　均相混合物热力学性质109

5.1　变组成系统的热力学关系109

5.2　偏摩尔性质111

5.2.1　偏摩尔性质的引入及定义111

5.2.2　偏摩尔性质的热力学关系112

5.2.3　偏摩尔性质的计算114

5.2.4　Gibbs-Duhem方程117

5.3　逸度和逸度系数119

5.3.1　逸度和逸度系数的定义119

5.3.2　混合物的逸度与其组元逸度之间的关系121

5.3.3　温度和压力对逸度的影响122

5.3.4　逸度和逸度系数的计算123

5.3.5　液体的逸度130

5.4　理想混合物132

5.4.1　理想混合物的逸度132

5.4.2　理想混合物和非理想混合物133

5.5　活度和活度系数134

5.5.1 活度和活度系数的定义134

5.5.2　标准态的选择135

5.5.3 活度系数γi与γ＊ i的关系137

5.6　混合过程性质变化138

5.7　超额性质140

5.8　活度系数模型143

5.8.1　正规溶液模型144

5.8.2　Whol型方程144

5.8.3　无热溶液模型146

5.8.4　局部组成型方程147

本章小结151

习题152

第6章　相平衡154

6.1　相平衡基础154

6.1.1　平衡判据154

6.1.2　相律155

6.2　互溶系统的汽液平衡关系式155

6.2.1　状态方程法（EOS法）156

6.2.2　活度系数法156

6.2.3　方法比较157

6.3 中、低压下汽液平衡159

6.3.1　中、低压下二元汽液平衡相图160

6.3.2　中、低压下泡点和露点计算162

6.3.3　低压下汽液平衡的计算165

6.3.4　烃类系统的K值法和闪蒸计算168

6.4　高压汽液平衡173

6.4.1　高压汽液平衡相图173

6.4.2　高压汽液平衡的计算175

6.5　汽液平衡数据的热力学一致性检验177

6.5.1　积分检验法（面积检验法）177

6.5.2　微分检验法（点检验法）178

6.6　平衡与稳定性180

6.7　其他类型的相平衡183

6.7.1　液液平衡183

6.7.2　汽液液平衡186

6.7.3　气液平衡188

6.7.4　固液平衡193

6.7.5　气固平衡和固体（或液体）在超临界流体中的溶解度197

本章小结198

习题199

第7章　物性数据的估算201

7.1　化工数据概要201

7.2　估算的必要性及要求202

7.3　对比态法203

7.3.1　二参数法203

7.3.2　三参数法203

7.3.3　使用沸点参数的对比态法203

7.3.4　使用第四参数（极性参数）的对比态法204

7.3.5　使用量子参数（第五参数）的对比态法204

7.3.6　对比态法和状态方程法205

7.4　基团贡献法205

7.4.1　概述205

7.4.2　发展和分类206

7.4.3　沸点和临界性质的估算——基团法的一组实例207

7.5　蒸气压的估算214

7.5.1　对比态法214

7.5.2　基团贡献法216

7.6　纯气体黏度的估算220

7.6.1　势能函数法计算221

7.6.2　对比态法估算222

本章小结225

习题225

第8章　环境热力学226

8.1 环境热力学与一般化工热力学的异同226

8.2　辛醇／水分配系数227

8.2.1　定义和应用227

8.2.2　估算方法228

8.3　有机溶剂／水分配系数233

8.4　水溶解度234

8.4.1　热力学关系234

8.4.2　估算方法236

8.5　空气／水分配系数239

8.5.1　定义和热力学关系239

8.5.2　用基团贡献法估算240

8.6　土壤或沉积物的吸附作用241

8.6.1　吸附等温线241

8.6.2　几种分配系数241

本章小结242

习题242

辅修部分244

第9章　化学反应热和反应平衡244

9.1　化学反应的热效应244

9.1.1　标准燃烧热244

9.1.2　标准生成热245

9.1.3　标准反应热246

9.1.4　温度对标准反应热的影响246

9.1.5　工业反应热效应的计算247

9.2　化学反应平衡248

9.2.1　化学反应进度249

9.2.2　标准生成Gibbs自由能251

9.2.3　化学反应平衡的判据251

9.2.4　化学反应平衡常数252

9.2.5　温度对平衡常数的影响253

9.2.6　单一反应平衡组成的计算254

本章小结257

习题258

第10章 化工热力学在精细化工中的应用259

10.1 化工热力学在精细化工中应用的特点259

10.2　精细化学品的基础物性260

10.3　精细化工中的热化学计算261

10.4　精细化工中的相平衡计算261

本章小结262

习题262

第11章　相平衡的估算263

本章小结274

第12章　化工热力学的应用与展望275

12.1　化工计算中应用化工热力学的几个实例275

12.2　化工热力学与化工设计276

12.3　化工热力学在能源与环境中的应用278

12.4　化工计算软件中的化工热力学278

12.5　化工热力学发展和展望278

12.5.1　分子热力学与化工热力学278

12.5.2　化工热力学展望279

本章小结280

习题280

本书总结281

附录282

附录一　基本常数表282

附录二　常用单位换算表282

附录三　一些物质的基本物性数据283

附录四　一些物质的标准热化学数据288

附录五　一些物质的Antoine方程系数294

附录六 一些物质的理想气体热容温度关联式系数302

附录七 一些物质的液体热容温度关联式系数305

附录八　水和水蒸气表307

附录九　空气的T-S图318

附录十　氨的t-S图319

附录十一　氨的lnp-H图320

附录十二 R12（CCl2F2）的lnp-H图321

附录十三 R22（CHClF2）的lnp-H图322

主要符号表323

参考文献325