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第1章 概述 1

1.1 化工热力学的发展历程 1

1.2 系统与环境 2

1.3 化学状态与流体性质 2

1.4 热力学第一定律 3

1.4.1 控制质量系统的热力学第一定律 4

1.4.2 控制体积系统的热力学第一定律 4

1.5 热力学第二定律 8

1.5.1 热量向功转化的上限 9

1.5.2 熵 11

1.5.3 热力学第二定律的数学表达 12

思考题 14

习题 14

第2章 流体的容积性质 16

2.1 纯物质的p-V-T行为 16

2.2 流体的状态方程 18

2.2.1 理想气体状态方程 18

2.2.2 维里（Virial）方程 19

2.2.3 立方型方程 21

2.3 气体的普遍化关联 30

2.3.1 对应状态原理 31

2.3.2 普遍化的立方型状态方程 31

2.3.3 两参数对应状态原理 33

2.3.4 三参数对应状态原理 35

2.3.5 普遍化第二维里系数关联式 37

2.4 液体与似液体通用立方型状态方程的根 40

2.5 液体普遍化关联 42

思考题 44

习题 45

第3章 流体的热力学性质 46

3.1 均相流体系统的热力学基本关系式 46

3.2 焓和熵的计算 48

3.3 剩余性质 50

3.4 剩余性质的计算 52

3.4.1 由状态方程求剩余性质 52

3.4.2 由普遍化压缩因子关系求剩余焓和剩余熵 54

3.4.3 由普遍化维里系数求剩余焓和剩余熵 57

3.5 液体焓和熵的计算 63

3.6 热力学性质图表 64

3.6.1 T-S图 65

3.6.2 p-H图 68

3.6.3 H-S图 68

思考题 71

习题 72

第4章 真实气体混合物的热力学性质 74

4.1 混合规则 74

4.2 真实气体混合物普遍化压缩因子和摩尔体积的计算 76

4.2.1 Amagat定律（分体积定律）和普遍化压缩因子图联用 76

4.2.2 真实气体混合物的状态方程 77

4.3 真实气体混合物剩余焓和剩余熵的计算 83

4.3.1 由R-K方程计算真实气体混合物的剩余焓和剩余熵 83

4.3.2 由普遍化第二维里系数计算真实气体混合物的剩余焓和剩余熵 83

4.3.3 由普遍化关联图计算真实气体混合物的剩余焓和剩余熵 85

思考题 88

习题 89

第5章 溶液热力学 90

5.1 敞开系统的热力学关系式与化学势 91

5.2 偏摩尔性质 92

5.3 逸度和逸度系数 96

5.3.1 纯气体的逸度计算 97

5.3.2 纯液体的逸度计算 101

5.3.3 溶液中组分的逸度计算 103

5.3.4 利用Microsoft Excel进行热力学性质计算 108

5.4 理想溶液与标准态 112

5.5 过量性质与混合过程中的性质变化 114

5.5.1 过量性质 114

5.5.2 混合过程中的性质变化 115

5.5.3 焓浓图 116

5.6 活度和活度系数 117

5.6.1 Wohl型方程 120

5.6.2 基于局部组成概念的活度系数方程 123

5.6.3 UNIQUAC和UNIFAC模型 125

思考题 128

习题 129

第6章 相平衡 131

6.1 相平衡的判据 131

6.2 汽液平衡 132

6.2.1 低压下的汽液平衡 134

6.2.2 中压下的汽液平衡 142

6.2.3 高压下的汽液平衡 157

6.3 气液平衡 159

6.4 液液平衡 161

6.4.1 液液平衡相图 161

6.4.2 溶液的稳定性 162

6.4.3 液液平衡计算 164

6.5 汽液液平衡（VLLE） 165

思考题 168

习题 168

第7章 化学反应平衡 171

7.1 反应坐标 172

7.2 化学反应平衡判据的应用 174

7.3 标准Gibbs能的变化及平衡常数 175

7.4 温度对平衡常数的影响 177

7.5 平衡常数的估算 180

7.6 平衡常数与组成的关系 182

7.6.1 气相反应 182

7.6.2 液相反应 183

7.7 单一反应的平衡转化率 184

7.7.1 均相反应 185

7.7.2 非均相反应 186

7.8 反应系统的相律和Duhem定理 187

7.9 多个反应平衡 189

7.10 燃料电池 195

思考题 199

习题 199

第8章 流动系统的热力学分析 200

8.1 质量守恒 201

8.2 能量守恒 202

8.3 熵衡算 205

8.3.1 熵的概念 205

8.3.2 熵的衡算 205

8.4 热力学方法的过程分析 208

8.4.1 流体流动过程分析 209

8.4.2 压缩过程 211

8.4.3 膨胀过程 217

8.4.4 节流过程 218

思考题 222

习题 222

第9章 热力学循环 224

9.1 卡诺循环及其逆循环 224

9.2 朗肯循环和蒸汽动力装置 225

9.2.1 卡诺热机的改进 226

9.2.2 朗肯循环的改进 230

9.3 蒸汽压缩制冷循环 233

9.4 吸收式制冷循环 234

9.5 热泵循环 236

9.6 吸收式热泵 237

思考题 239

习题 239

第10章 化工过程的节能分析 241

10.1 理想功 241

10.2 损耗功 242

10.3 典型过程的分析 244

10.3.1 管内流动过程 244

10.3.2 换热过程 244

10.3.3 逆流换热和顺流换热 245

10.4 能量最优原则 246

思考题 248

习题 248

附录 250

附录A 单位换算系数与通用气体常数 250

附录B 纯物质的性质 250

附录C 比热容与物质生成性质 253

附录D Lee-Kesler普遍化关联表 257

附录E 水蒸气表 272

附录F 热力学图 301

习题参考答案 303

参考文献 306