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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