不可逆过程热力学 理论及应用PDF电子书下载

第1章 引言 3

第Ⅰ部分 理论 3

1.1 动态平衡 4

1.2 传输过程的线性范围 6

1.3 独立组元的概念 7

1.4 膜中的交互传输 9

1.5 练习 11

8.1.2 盐桥 12

1.6 参考文献 12

8.1.1 有液相连接的电池 13

第2章 不可逆过程的熵增量 13

2.1 非连续绝热体系的熵增量 14

2.1.1 热量传输 14

2.1.2 传热和传质 16

2.1.3 热量传输、质量传输和电荷传输 20

2.2 连续绝热体系中的熵增量 21

2.3 练习 24

2.4 参考文献 25

第3章 通量等式 26

3.1 通量等式和唯象系数 26

3.2 Onsager互易等式 27

3.3 驱动力和通量的独立性 28

3.4 唯象系数的限制条件 30

3.5 稳态体系的近似通量等式 32

3.6 练习 34

3.7 参考文献 35

第4章 浓差电池的传输过程 36

4.1 确定通量等式中的唯象系数 37

4.1.1 AgCl|Ag电极的HCl-H2O浓差电池 37

4.1.2 H+|H2电极的HCl-H2O浓差电池 43

4.1.3 AgCl|Ag电极、含二价阳离子氯化物的浓差电池 48

4.1.4 AgCl|Ag电极、含两种氯化物的浓差电池 50

4.2 浓差电池的电动势 52

4.2.1 ？ψ等式的积分 53

4.2.2 由扩散和电传输引起的Gibbs自由能的变化及其与电池电动势的关系 54

4.3 练习 58

4.4 参考文献 60

第5章 离子交换膜中的传输过程 61

5.1 普通类型的薄膜 62

5.2 膜-溶液相界面处的平衡 63

5.3 带有分离膜的浓差电池 65

5.3.1 具有阳离子交换膜和AgCl|Ag电极的HCl-H2O浓差电池 65

5.3.2 具有不同类型的离子交换膜和对一种离子可逆的不同类型电极的HCl-H2O浓差电池 69

5.3.3 压力梯度对体系的影响 70

5.4 电动力学现象和渗透作用 71

5.4.1 电动力学现象 71

5.4.2 渗透 74

5.5 含有两种盐的电解质浓差电池 81

5.5.1 一组通量等式 82

5.5.2 唯象系数的限制条件 83

5.5.3 实验确定唯象系数 88

5.6 层流对耗散函数的影响 90

5.7 练习 93

5.8 参考文献 96

第6章 温度场中的传输过程 97

6.1 Soret效应和Dufour效应 98

6.2 热渗透 101

6.3 Peltier效应和Seebeck效应 102

6.4 Thomson热 105

6.5 热电偶 107

6.6 热电池 108

6.6.1 电池a:(T)A|AX|A(T+△T) 109

6.6.2 电池b：(T)X2|AX|X2(T+△T) 111

6.6.3 电池(T)A|AX，H2O|A(T+△T) 113

6.7 练习 117

6.8 参考文献 118

第7章 重力场中的传输过程和超速离心机 120

7.1 重力或离心力场中的化学势 121

7.2.1 溶剂固定的参考体系 123

7.2 在离心力场中的通量等式 123

7.2.2 体积固定的参考体系 124

7.2.3 容器固定的参考体系 125

7.3 利用Stoke定律确定沉降速度 125

7.4 三元混合物中的沉降过程 126

7.5 练习 128

7.6 参考文献 128

第Ⅱ部分 应用 131

第8章 有液相连接和离子交换膜的电池电动势 131

8.1 液相连接和盐桥 132

8.1.3 结论 147

8.2 离子选择性电极 148

8.2.1 有离子交换膜的电池 148

8.2.2 不同类型的离子选择性电极 156

8.3 储能电池 163

8.2.3 结论 163

8.3.1 利用酸碱中和反应的电池 164

8.3.2 电池的理论电动势 166

8.3.3 电池电动势的损失 168

8.3.4 实验研究 173

8.3.5 结论 174

8.4 练习 175

8.5 参考文献 177

第9章 阳离子交换膜的传输性质 179

9.1 膜-溶液之间的交换平衡 180

9.2 离子传输 181

9.2.1 膜电导率以及膜内离子淌度和离子迁移数 182

9.2.2 Nernst-Planck等式对阳离子交换膜的适用性 185

9.3 水的传输 188

9.3.1 水的迁移系数 188

9.3.2 水的渗透通量和静压力通量 189

9.4 结论 191

9.5 参考文献 192

第10章 生物体系中的能量转换 193

10.1 肌肉的收缩作用 194

10.1.1 骨骼肌肉的结构、肌肉收缩的机理和能量学 194

10.1.2 不可逆过程热力学的应用 199

10.1.3 肌球蛋白头部的一个完整循环中的能量平衡 202

10.1.4 结论 205

10.2 能量转化器-线粒体 206

10.2.1 线粒体中的氧化磷酸化作用 206

10.2.2 Gibbs自由能和质子数 210

10.2.3 不可逆过程热力学的应用 212

10.2.4 结论 214

10.3 练习 214

10.4 参考文献 216

11.1 冰冻膨胀 217

第11章 非等温体系的传输 217

11.1.1 冰冻膨胀过程中的传输 218

11.1.2 传输的通量等式 220

11.1.3 实验研究 222

11.1.4 结论 225

11.2 热电池中的Peltier效应 226

11.2.1 熔融NaOH中电解水以及Peltier效应 227

11.2.2 实验确定Peltier热 229

11.2.3 熔融NaOH中的离子传输熵 232

11.2.4 结论 233

11.3 练习 233

11.4 参考文献 233

附录1 热力学等式 237

附录2 Onsager互易等式 240

附录3 计算题答案 249

附录4 符号表 251