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1 绪论 1

1.1 化工热力学在化学工业中的地位和作用 1

1.2 化工热力学研究的主要内容、方法与局限性 3

1.2.1 化工热力学研究的主要内容 3

1.2.2 化工热力学的研究方法及局限性 4

1.3 热力学基本概念 5

1.3.1 体系和环境 5

1.3.2 状态与性质 6

1.3.3 过程与循环 7

1.3.4 温度 8

1.3.5 能、热和功 8

2 流体的热力学性质 11

2.1 纯流体的pVT行为 12

2.2 流体的状态方程 14

2.2.1 理想气体状态方程 15

2.2.2 维里方程 16

2.2.3 立方形方程 19

2.3 p、V、T关系的普遍化计算 25

2.3.1 普遍化状态方程式 25

2.3.2 两参数普遍化压缩因子关系式 26

2.3.3 偏心因子与三参数压缩因子图 31

2.3.4 普遍化第二维里系数关系式 38

2.4 真实气体的混合物 42

2.4.1 虚拟临界常数 42

2.4.2 真实气体混合物的状态方程 44

2.5 液体的p、V、T关系 48

2.5.1 液体的状态方程 48

2.5.2 普遍化关系式 49

2.5.3 液体混合物的密度 51

3 纯流体的热力学性质 52

3.1 热力学性质间的关系 53

3.1.1 单相流体的基本微分方程 53

3.1.2 点函数间的数学关系 53

3.1.3 Maxwell关系式 54

3.2 热力学性质的计算 55

3.3 利用剩余性质计算热力学性质 59

3.3.1 HR和SR的基础式 60

3.3.2 HR和SR的计算式 61

3.3.3 普遍化关系式法计算气体的热力学性质 63

3.3.4 用状态方程法计算HR和SR 70

4 流体混合物（溶液）的热力学性质 76

4.1 变组成体系热力学性质间的关系 77

4.1.1 开系的热力学关系式和化学位 77

4.1.2 化学位 78

4.2 偏摩尔性质 79

4.2.1 解析法计算偏摩尔性质 81

4.2.2 作图法求偏摩尔性质 83

4.3 逸度和逸度系数 85

4.3.1 纯组分的逸度及逸度系数 85

4.3.2 纯组分逸度和逸度系数的计算 86

4.4 混合物中组分的逸度 95

4.4.1 理想气体混合物与气态理想溶液 95

4.4.2 理想溶液中组分的逸度和路易斯—蓝德尔规则 96

4.4.3 混合物的逸度和溶液的组分逸度之间的关系 99

4.4.4 利用状态方程计算混合物中组分的逸度 102

4.5 活度和活度系数 105

4.6 混合性质变化 107

4.6.1 吉布斯—杜亥姆方程 107

4.6.2 混合性质变化 108

4.6.3 理想溶液的混合性质变化 110

4.7 超额性质 112

4.8 活度系数模型 115

4.8.1 正规溶液模型 116

4.8.2 Whol型方程 118

4.8.3 无热溶液模型 122

4.8.4 局部组成型方程 123

5 化工过程的能量分析 133

5.1 稳流体系能量平衡方程式 133

5.2 功热间的转换 138

5.3 熵函数 141

5.3.1 热力学第二定律描述 141

5.3.2 熵 141

5.3.3 熵平衡 143

5.4 有效能与过程热力学分析 145

5.4.1 理想功 146

5.4.2 损失功 147

5.4.3 热力学效率 147

5.4.4 有效能 149

5.4.5 过程的不可逆性和无效能 154

5.4.6 有效能效率和有效能分析 157

6 相平衡 164

6.1 平衡的判据 165

6.2 相律 166

6.3 汽液平衡相图 167

6.4 互溶体系的汽液平衡关系式 174

6.4.1 状态方程法（EOS法） 175

6.4.2 活度系数法 175

6.5 中、低压下汽液平衡的计算 176

6.5.1 中、低压下泡点和露点的计算 177

6.5.2 烃类体系的K值法 181

6.6 汽液平衡数据的热力学一致性检验 183

6.6.1 热力学一致性检验 183

6.6.2 热力学一致性检验的定性描述 185

6.6.3 热力学一致性检验的定量描述 186

6.7 液液平衡 190

6.7.1 液液平衡相图 190

6.7.2 溶液的稳定性 194

6.7.3 二元体系液液平衡的计算 196

7 压缩、膨胀、蒸气动力循环和制冷循环 198

7.1 压缩过程热力学分析 199

7.2 单级压缩机可逆轴功的计算 201

7.2.1 等温压缩 201

7.2.2 绝热压缩 201

7.2.3 多变压缩 203

7.2.4 真实气体压缩功的计算 203

7.3 多级压缩功的计算 206

7.4 气体压缩的实际功耗 208

7.5 叶轮式压缩机 209

7.6 卡诺循环 209

7.7 蒸气动力循环 212

7.7.1 朗肯循环 212

7.7.2 朗肯循环的改进 217

7.8 制冷、热泵和深冷循环 222

7.8.1 蒸气压缩制冷循环 223

7.8.2 制冷能力 228

7.8.3 多级蒸气压缩制冷循环 229

7.8.4 吸收制冷循环 233

7.8.5 蒸气喷射制冷循环 241

7.8.6 热泵及其应用 244

7.8.7 深度冷冻循环 245

8 化学反应平衡 253

8.1 化学反应平衡基础 254

8.1.1 单一反应 254

8.1.2 复杂反应体系 256

8.2 均相化学反应 258

8.2.1 真实气体混合物中的反应 259

8.2.2 液相混合物中的反应 265

8.3 非均相化学反应 271

8.4 化学反应平衡常数及有关计算 276

8.4.1 化学反应平衡的判据 276

8.4.2 标准自由焓变化与平衡常数 277

8.4.3 平衡常数的计算 279

8.5 温度对平衡常数的影响 282

8.6 工艺参数对化学平衡组成的影响 285

8.6.1 温度的影响 286

8.6.2 压力的影响 286

8.6.3 惰性气体的影响 287

8.6.4 反应物组成的影响 288

8.7 复杂化学反应平衡 290

8.7.1 化学反应体系的相律 290

8.7.2 复杂化学反应平衡问题的分析 295

8.7.3 复杂化学反应平衡计算 298

附录 302

附录1 纯物质的物理性质表 302

附录2 三参数对应态普遍化热力学性质 304

附录3 水蒸气表 313

附录4 氨（NH3）的饱和蒸气表 319

附录5 氟利昂－12（CF2Cl2）的饱和蒸气表 319

附录6 氨的lgp-H图 320

附录7 空气的T-S图 321

附录8 烃类的p-T-K列线图 322

参考文献 325