化工熱力學

第1章　緒論　 001
1.1 化工熱力學的產生 002
1.2 化工熱力學的研究內容 004
1.3 化工熱力學的研究方法 004
1.3.1 狀態(tài)函數(shù)法 005
1.3.2 演繹法 005
1.3.3 理想化加校正的方法 006
1.4 化工熱力學的學習方法 006
專業(yè)認知教育 007
習題 008
第2章　流體的p-V-T 關系和狀態(tài)方程　 009
引言 010
2.1 純物質的p-V-T 關系 010
2.1.1 純物質的p-V-T 相圖 010
2.1.2 T-V 圖 011
2.1.3 p-V 圖 012
2.1.4 p-T 圖 013
2.2 純流體的狀態(tài)方程 014
2.2.1 理想氣體狀態(tài)方程 014
2.2.2 立方型狀態(tài)方程 015
2.2.3 多常數(shù)狀態(tài)方程 021
2.2.4 對應態(tài)原理和普遍化狀態(tài)方程 023
2.3 純物質的飽和熱力學性質 028
2.3.1 純物質的飽和蒸氣壓 028
2.3.2 相變焓和相變熵 029
2.3.3 液體的p-V-T 關系 030
2.4 真實流體混合物的p-V-T關系 032
2.4.1 混合規(guī)則 032
2.4.2 臨界參數(shù)的混合規(guī)則 032
2.4.3 維里系數(shù)的混合規(guī)則 033
2.4.4 立方型狀態(tài)方程常數(shù)的混合規(guī)則 034
2.5 狀態(tài)方程的比較和選用 034
本章小結 036
人生觀漫談 036
習題 037
第3章　純流體熱力學性質焓和熵的計算　 040
引言 041
3.1 熱力學性質間的關系 041
3.1.1 熱力學基本方程 041
3.1.2 Maxwell關系式 042
3.1.3 熱容關系式 044
3.2 熱力學性質H 、S 的計算關系式 046
3.2.1 H 、S 隨T 、p 變化的關系式 046
3.2.2 理想氣體H 、S 的計算關系式 048
3.2.3 真實氣體H 、S 的計算關系式 049
3.3 真實流體的剩余性質 049
3.3.1 剩余性質的定義 049
3.3.2 剩余性質的計算 050
3.3.3 用立方型狀態(tài)方程計算剩余性質 051
3.3.4 用普遍化狀態(tài)方程計算剩余性質 053
3.4 純流體的熱力學性質圖和表 059
3.4.1 熱力學性質圖 059
3.4.2 熱力學性質表 061
3.4.3 熱力學性質圖和表的應用和局限 063
本章小結 064
科學方法論 064
習題 065
第4章　化工過程能量分析　 068
引言 069
4.1 熱力學基本概念 070
4.1.1 體系與環(huán)境 070
4.1.2 平衡狀態(tài)與熱力學過程 070
4.1.3 可逆過程與循環(huán)過程 070
4.1.4 狀態(tài)函數(shù)與過程函數(shù) 071
4.1.5 熱和功 071
4.2 熱力學 定律及其應用 072
4.2.1 穩(wěn)流系統(tǒng)的熱力學 定律 072
4.2.2 穩(wěn)流系統(tǒng)的熱力學 定律的簡化與應用 073
4.3 熱力學第二定律與熵平衡 077
4.3.1 封閉體系的熵平衡方程 078
4.3.2 孤立體系的熵平衡方程 078
4.3.3 敞開體系的熵平衡方程 079
4.4 熵分析法 081
4.4.1 理想功 081
4.4.2 損失功 083
4.4.3 熱力學效率 085
4.4.4 化工傳遞過程的熵分析 086
4.5 有效能分析法 091
4.5.1 能量的級別與有效能 092
4.5.2 穩(wěn)流過程有效能計算 092
4.5.3 有效能平衡方程與有效能效率 097
4.6 化工過程能量分析及合理用能 100
4.6.1 熱力學分析的三種方法 100
4.6.2 合理用能基本原則 108
本章小結 109
熵增原理感悟 110
習題 112
第5章　動力循環(huán)與制冷循環(huán)　 115
引言 116
5.1 氣體的壓縮與膨脹 116
5.1.1 氣體的壓縮 116
5.1.2 氣體的膨脹 120
5.2 蒸汽動力循環(huán) 124
5.2.1 卡諾循環(huán) 124
5.2.2 朗肯循環(huán) 126
5.3 內燃機和燃氣輪機熱力過程分析 134
5.3.1 內燃機熱力過程分析 134
5.3.2 燃氣輪機熱力過程分析 136
5.4 制冷循環(huán) 137
5.4.1 逆卡諾循環(huán) 137
5.4.2 蒸汽壓縮制冷循環(huán) 138
5.4.3 制冷工質的選擇 141
5.4.4 吸收式制冷循環(huán) 142
5.4.5 熱泵和熱管 143
本章小結 146
社會責任感 147
習題 148
第6章　溶液熱力學性質的計算　 152
引言 153
6.1 均相敞開體系的熱力學基本方程和化學勢 153
6.2 偏摩爾性質 155
6.2.1 偏摩爾性質的定義 155
6.2.2 偏摩爾性質之間的關系 157
6.2.3 偏摩爾性質的計算 157
6.2.4 偏摩爾性質間的Gibbs-Duhem方程 160
6.3 混合變量 161
6.3.1 混合變量的定義 162
6.3.2 混合體積變化 162
6.3.3 混合焓變 163
6.4 逸度和逸度系數(shù) 164
6.4.1 逸度和逸度系數(shù)的定義 165
6.4.2 逸度和逸度系數(shù)的計算 167
6.4.3 液體的逸度 172
6.4.4 溫度和壓力對逸度的影響 173
6.5 理想溶液和標準態(tài) 174
6.5.1 理想溶液的定義與標準態(tài) 174
6.5.2 理想溶液的特征及關系式 176
6.5.3 理想溶液模型的用途 176
6.6 活度系數(shù)和超額性質 177
6.6.1 活度和活度系數(shù)的定義 178
6.6.2 活度系數(shù)標準態(tài)的選擇 179
6.6.3 超額性質 180
6.7 活度系數(shù)模型 183
6.7.1 Redlich-Kister經驗式和溶液理論 183
6.7.2 Margules方程 184
6.7.3 van Laar方程 185
6.7.4 局部組成概念與Wilson方程 186
6.7.5 NRTL方程 189
6.7.6 UNIQUAC方程 189
6.7.7 基團溶液模型與UNIFAC方程 190
6.7.8 不同活度系數(shù)模型的比較和選擇 191
本章小結 191
科學家精神 193
習題 195
第7章　相平衡熱力學　 201
引言 202
7.1 相平衡判據和相律 202
7.2 汽液平衡相圖 204
7.2.1 二元理想溶液相圖 204
7.2.2 互溶的二元真實溶液相圖 205
7.2.3 部分互溶的二元真實溶液相圖 207
7.2.4 二元定組成體系相圖 208
7.3 汽液平衡比的計算 208
7.3.1 汽液平衡比的定義 209
7.3.2 狀態(tài)方程法 209
7.3.3 活度系數(shù)法 210
7.3.4 兩種計算方法的比較 214
7.4 汽液平衡計算 214
7.4.1 泡點和露點計算 214
7.4.2 閃蒸過程計算 219
7.4.3 汽液平衡數(shù)據的熱力學一致性檢驗 221
7.5 其他類型相平衡 223
7.5.1 液液平衡 223
7.5.2 氣液平衡 224
7.5.3 固液平衡 226
本章小結 226
科學家精神 227
習題 229
附錄　 233
附錄1 常用單位換算表 234
附錄2 一些物質的基本物性數(shù)據表 235
附錄3 Antoine方程常數(shù) 237
附錄4 一些物質的理想氣體摩爾熱容與溫度的關聯(lián)式系數(shù)表 238
附錄5 水的性質表 240
附錄5.1 飽和水與飽和蒸汽表(按溫度排列) 240
附錄5.2 飽和水與飽和蒸汽表(按壓力排列) 242
附錄5.3 未飽和水與過熱蒸汽表 243
附錄6 氨飽和液態(tài)與飽和蒸氣的熱力學性質表 248
附錄7 空氣中的T-S 圖 251
附錄8 氨的T-S 圖 252
附錄9 氨的lnp-H 圖 253
附錄10 水蒸氣的H-S 圖 254
主要符號說明　 255
參考文獻　 256