化学工程手册 化工热力学PDF电子书下载

第2篇 化工热力学 主稿、编写人 胡英 华东理工大学 教授 中国科学院院士 3

符号说明 3

1 引论 4

1.1 沿革 4

1.2 热力学常用术语 4

1.2.1 系统和环境 4

1.2.2 状态和状态函数 4

1.2.5 本篇若干符号规定 5

1.2.4 热力学标准状态 5

1.2.3 过程 5

1.3 解决实际问题的框架 6

2 热力学基本定律 6

2.1 热力学第零定律 6

2.2 热力学第一定律 6

2.2.1 第一定律对化学反应的应用 7

2.2.2 第一定律对敞开系统的应用 8

2.3 热力学第二定律 9

3.1 热力学基本方程 11

2.4 热力学第三定律 11

3 热力学关系式 11

3.2 用pVT关系和Cp表达热力学偏导数 12

3.3 偏摩尔量和Gibbs-Duhem方程 15

3.3.1 偏摩尔量 15

3.3.2 偏摩尔量和总体摩尔量 15

3.4.1 平衡判据 16

3.4.2 相律 16

3.4 平衡判据和相律 16

3.3.3 Gibbs-Duhem方程 16

3.5 稳定性判据 17

3.6 逸度和逸度系数 19

3.6.1 逸度 19

3.6.2 逸度系数 19

3.7 偏离函数和剩余函数 20

3.7.1 以p、T为独立变量表达B(d)和B(r) 20

3.7.2 以V、T为独立变量表达B(d)和B(r) 20

3.8.1 理想溶液 21

3.8.2 活度 21

3.8 活度和活度系数 21

3.8.3 活度系数 22

3.9 过量函数 23

4 实验数据和分子热力学模型 25

4.1 实验数据综述 25

4.2 pVT状态方程 25

4.2.1 维里方程 25

4.2.2 立方型方程 26

4.2.3 多参数方程 30

4.3 对应状态原理 31

4.3.1 两参数对应状态方法 31

4.3.2 三参数对应状态方法 31

4.3.3 极性流体的对应状态方法 34

4.3.4 量子流体的对应状态方法 34

4.3.5 混合规则 34

4.4 过量函数模型 36

4.4.1 溶解度参数理论 36

4.4.4 Wilson方程 38

4.4.3 Van Laar方程 38

4.4.2 Margules方程 38

4.4.5 NRTL方程 39

4.4.6 UNIQUAC方程 39

4.5 基团贡献法 39

4.5.1 Benson的基团贡献法 42

4.5.2 UNIFAC基团贡献法 44

5 过程的热力学性质计算 52

5.1 恒温过程 53

5.2 绝热过程 54

6 过程的热力学分析 56

6.1 能量衡算 56

5.3 恒焓过程 56

5.4 多变过程 56

6.2 理想功和功损失 57

6.2.1 封闭系统的理想功和功损失 57

6.2.2 敞开系统稳流过程的理想功和功损失 58

6.3 有效能和有效能分析 59

7 相平衡 63

7.1.2 露点计算 64

7.1.1 泡点计算 64

7.1 汽-液平衡 64

7.1.3 闪蒸计算 65

7.1.4 由温度压力和液相组成计算汽相组成 65

7.1.5 热力学一致性校验 67

7.2 液-液平衡 68

7.3 高压和临界现象 69

7.3.1 Chao(赵广绪)-Seader方法 70

7.3.2 状态方程方法 71

7.4 液-固平衡 72

7.5 固体在高压气体中的溶解度 72

7.6 电解质溶液 73

7.6.1 电解质溶液的活度 73

7.6.2 电解质溶液的过量函数 75

7.6.3 电解质溶液的相平衡 76

7.7 高分子溶液 76

8.1.1 一般化学反应 78

8.1.2 多相化学反应 78

8 化学平衡 78

8.1 标准平衡常数 78

8.1.3 溶液化学反应 79

8.2 由热力学性质计算标准平衡常数 79

8.2.1 利用标准生成焓、标准熵和标准恒压热容 79

8.2.2 利用标准生成吉氏函数、标准生成焓和标准恒压热容 80

8.3 平衡组成的计算 80

8.3.1 一般化学反应 81

8.3.2 溶液化学反应 81

8.4.3 温度影响 82

8.5.1 平衡常数法 82

8.5 多个化学反应同时存在时的平衡 82

8.4.1 一般化学反应的压力影响 82

8.4.2 溶液化学反应的压力影响 82

8.4 各种因素对平衡组成的影响 82

8.5.2 最小吉氏函数法 83

9 吸附与界面现象的热力学 84

9.1 吸附量 84

9.1.1 Guggenheim法 84

9.1.2 Gibbs法 84

9.2.2 平衡判据 85

9.2 界面热力学 85

9.2.1 热力学基本方程 85

9.2.3 Laplace方程 86

9.2.4 Kelvin方程 86

9.2.5 界面化学位 86

9.2.6 Gibbs吸附等温式 87

9.3 混合物的界面张力 87

9.3.1 界面化学位法 87

9.3.2 Gibbs-Duhem方程法 87

9.4.2 界面状态方程 88

9.4 分子热力学模型 88

9.4.1 过量函数模型 88

9.4.3 实用的吸附等温式 89

9.5 气固吸附平衡 89

10 电化学过程的热力学 90

10.1 两种电化学过程 90

10.2 电化学位 90

10.3.1 电动势与活度的关系 91

10.3.2 电动势与平衡常数的关系 91

10.3 电池的电动势 91

10.3.3 电动势与温度的关系 92

10.3.4 电化学过程的有效能 92

10.4 膜电位与Donnan平衡 92

11.1.2 不完全平衡假定 93

11.2 熵流和熵产生 93

11.2.1 离散系统的熵产生率 93

11.1.1 局部平衡假定 93

11.1 基本假定 93

11 不可逆过程的热力学 93

11.2.2 连续系统的熵产生率 94

11.3 广义推动力和广义通量 94

11.3.1 通量和推动力间的线性关系假设 95

11.3.2 Onsager倒易定理 95

11.4 应用举例 95

11.4.1 动电现象 95

11.4.2 膜过程 96

11.4.3 连串反应的稳态 96

参考文献 97