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第一章 绪论1

1.1 化工热力学研究的对象1

1.2 化工热力学的研究方法1

1.3 名词与定义2

1.3.1 体系与环境2

1.3.2 平衡状态与状态函数2

1.3.3 过程与循环2

1.3.4 温度与热力学第零定律3

1.3.5 热与功3

第二章 流体的pVT关系5

2.1 纯物质的pVT关系5

2.2 气体的状态方程式7

2.2.1 状态方程的分类7

2.2.2 理想气体方程7

2.2.3 维里方程8

2.2.5 Redlich-Kwong方程11

2.2.4 Van der Waals方程11

2.2.6 Peng-Robinson方程14

2.2.7 Patel-Teja方程15

2.2.8 Benedict-Webb-Rnbin方程15

2.2.9 Martin-Hou方程16

2.2.10 Cubic Chain-of-Rotators方程17

2.3 对比态原理及其应用18

2.3.1 对比态原理18

2.3.2 普遍化关系式与偏心因子20

2.4 真实气体混合物的pVT关系25

2.4.1 虚拟临界常数法25

2.4.2 Dalton定律和普遍化压缩因子图25

2.4.3 Amagat定律和普遍化压缩因子图26

2.4.4 混合规则与混合物的状态方程31

2.5 流体的pVT性质34

2.5.1 流体的状态方程34

2.5.2 普遍化关联式35

3.1.1 单相流体系统基本方程式37

3.1.2 点函数间的数学关系式37

3.1 热力学性质间的关系37

第三章 流体的热力学性质37

3.1.3 Maxwell关系式39

3.1.4 单相流体系统的基本性质关系式40

3.2 热力学性质的计算41

3.2.1 应用Maxwell关系式推求各热力学变量41

3.2.2 计算原理及方法47

3.2.3 气体热力学性质的普遍化关系53

3.3.2 热力学性质图表62

3.3.1 两相系统的热力学性质62

3.3 两相系统的热力学性质及热力学图表62

第四章 化工过程的能量分析66

4.1 能量平衡方程66

4.1.1 能量守恒与转化66

4.1.2 能量平衡方程66

4.1.3 能量平衡方程的应用67

4.2 功热间的转化70

4.3 熵函数72

4.3.1 熵与熵增原理72

4.3.2 熵平衡74

4.4 理想功和损失功76

4.4.1 理想功76

4.4.2 损失功78

4.5 有效能及其计算79

4.5.1 有效能的概念79

4.5.2 有效能的计算80

4.5.3 有效能在H-S图和T-S图上的表示81

4.5.4 过程的不可逆性和有效能损失83

4.6.1 有效能衡算方程87

4.6 有效能的衡算及有效能效率87

4.6.2 有效能效率89

4.7 有效能分析法及应用91

第五章 蒸汽动力循环与制冷循环95

5.1 蒸汽动力循环(朗肯循环)95

5.1.1 朗肯(Rankine)循环及其热效率95

5.1.2 朗肯循环的改进100

5.2 制冷循环105

5.2.1 蒸汽压缩制冷循环106

5.2.2 多级压缩制冷113

5.2.3 复叠式制冷114

5.2.4 吸收式制冷115

5.3 气体绝热膨胀的制冷原理116

5.3.1 节流膨胀116

5.3.2 对外作功的绝热膨胀118

5.4 深度冷冻循环120

5.4.1 林德(Linde)循环120

5.4.2 克劳特(Claude)循环122

6.1 变组成体系热力学性质间关系式125

第六章 溶液的热力学性质125

6.2 偏摩尔性质126

6.2.1 偏摩尔性质126

6.2.2 偏摩尔性质的计算128

6.2.3 化学位131

6.2.4 Gibbs-Duhem方程132

6.3 逸度与逸度系数133

6.3.1 逸度及逸度系数的定义133

6.3.2 纯气体的逸度134

6.3.3 纯液体的逸度140

6.3.4 气体混合物中的组分逸度142

6.3.5 混合物的逸度与其组分逸度之间的关系145

6.3.6 压力和温度对逸度的影响147

6.4 理想溶液和非理想溶液148

6.4.1 理想溶液的逸度、标准态148

6.4.2 理想溶液和非理想溶液150

6.5 活度与活度系数151

6.6 混合性质变化151

6.8 超额性质154

6.7 混合过程的热效应154

6.9 活度系数与组成的关联式157

6.9.1 正规溶液和无热溶液157

6.9.2 Redlich-Kister经验式157

6.9.3 Whol型方程158

6.9.4 基于局部组成概念的方程式160

第七章 相平衡168

7.1 平衡的判据与相律168

7.1.1 平衡的判据168

7.2.1 气液平衡的相图169

7.2 气液平衡的基本问题169

7.1.2 相律169

7.2.2 气液平衡的热力学处理方法172

7.3 气液平衡的计算175

7.3.1 低压气液平衡176

7.3.2 中压气液平衡的计算180

7.3.3 闪蒸的计算182

7.3.4 高压气液平衡186

7.4 实验数据确定活度系数189

7.5 气液平衡数据的热力学一致性检验193

7.5.1 面积检验法(积分检验法)194

7.5.2 点检验法(微分检验法)195

7.6 液液平衡197

7.6.1 溶液的稳定性197

7.6.2 液液平衡相图199

7.6.3 液液平衡的计算200

第八章 化学反应平衡202

8.1 化学反应的计量关系和反应进度202

8.1.1 单相封闭体系202

8.1.2 多相封闭体系205

8.2.1 化学反应平衡的判据206

8.2.2 标准自由焓变化与平衡常数206

8.2 化学反应平衡常数及有关计算206

8.2.3 平衡常数的估算207

8.3 平衡常数与平衡组成间的关系212

8.3.1 气相反应212

8.3.2 液相反应215

8.4 温度对平衡常数的影响217

8.5.1 温度对平衡组成的影响218

8.5 工艺参数与平衡组成的关系218

8.5.2 压力对平衡组成的影响219

8.5.3 惰性气体对平衡组成的影响219

8.6 反应系统的相律和Duhem理论220

8.7 复杂反应物系中的化学平衡225

8.7.1 复杂反应系统的处理225

8.7.2 等温复杂反应的化学平衡226

8.7.3 绝热反应的化学平衡232

附录237