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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