绪论 1
0.1 化工热力学的内容 1
0.2 名词、定义和基本概念 2
0.2.1 热力学体系 2
0.2.2 热力学变数 3
0.2.3 热力过程 3
0.2.4 热力学第零定律和温度 4
0.2.5 能、功和热 4
习题 5
参考文献 6
1.1.1 焦耳实验 内能 7
1.1 热力学第一定律 7
1章 热力学基本定律 7
1.1.2 热力学第一定律的数学表达式 8
1.1.3 稳定流动过程 9
1.1.4 气体的基本热力过程 13
1.2 热力学第二定律 24
1.2.1 从热变功的实际意义 24
1.2.2 热力循环与热效率 25
1.2.3 卡诺循环与卡诺定理 26
1.2.4 热力学第二定律的数学表达式 27
1.2.5 熵变与不可逆性 29
习题 30
参考文献 33
2章 流体的P-V-T关系 34
2.1 纯流体的P-V-T性质 34
2.2 理想气体定律与维里方程 36
2.2.1 理想气体模型与理想气体定律 36
2.2.2 维里方程 37
2.2.3 实用的舍项维里方程 38
2.3 经验状态方程 40
2.3.1 立方型状态方程 41
2.3.2 多参数状态方程 51
2.4 对比态原理 54
2.4.1 对比态原理的提出 54
2.4.2 改良对比态原理 55
2.4.3 普遍化的真实气体状态方程 56
2.5 对比态关联 58
2.5.1 普遍化压缩因子图 58
2.5.2 Lydersen-Greenkorn-Hougen对比态关联式 60
2.5.3 Pitzer对比态关联式 61
2.5.4 Lee-Kesler改进的Pitzer对比态关联式 61
2.5.5 极性物质的对比态关联式 64
2.6 液体的p-V-T性质 65
2.6.1 饱和液体状态方程 65
2.6.2 压缩液体状态方程 67
2.6.3 普遍化关联式 68
2.6.4 结构加和法 69
2.7.1 Amagat定律，Dalton定律与普遍化压缩因子图联用 72
2.7 真实气体混合物 72
2.7.2 混合规则 75
2.7.3 混合物的虚拟临界参数 79
2.7.4 液体混合物的混合规则 84
习题 86
参考文献 89
3章 流体的热力学性质 91
3.1 热力学关系 91
3.1.1 麦克斯韦(Maxwell)关系式 91
3.1.2 热力学函数的一阶导数间的普遍关系 92
3.2.1 参比态的选择和理想气体的热力学性质 96
3.2 热力学性质的计算 96
3.2.2 真实气体的热力学性质 97
3.2.3 普遍化热力学性质图 103
3.3 逸度与逸度系数的定义及其计算 110
3.3.1 逸度与逸度系数的定义 110
3.3.2 纯气体逸度的计算 111
3.3.3 逸度与温度和压力的关系 115
3.3.4 凝聚态物质的逸度 116
3.4 热力学图表 118
3.4.1 从实验数据制作热力学图表的方法与步骤 118
3.4.2 热力学图的形式 119
3.5.1 开系的热力学关系式和化学位 120
3.5 变组成体系的主要性质关系 120
3.5.2 偏摩尔性质 122
3.6 气体混合物的热力学性质 128
3.6.1 气体混合物的组分逸度 128
3.6.2 气体混合物的焓值计算 134
习题 138
参考文献 140
4章 气体的压缩和膨胀过程 142
4.1 压气机 142
4.1.1 单级往复式压气机 142
4.1.2 有余隙的往复式压气机 145
4.1.3 多级压气机 148
4.1.4 压气机的功率与效率 150
4.1.5 压气机的冷却 156
4.1.6 叶轮式压气机 157
4.2 喷管和扩压管的热力学分析 159
4.2.1 喷管 159
4.2.2 有摩擦的流动 161
4.2.3 扩压管 162
4.3 喷射器 163
习题 166
参考文献 168
5.1 动力装置循环 169
5.1.1 蒸汽动力装置循环 169
5章 热功转换过程 169
5.1.2 燃气轮机动力装置循环 175
5.1.3 蒸汽-燃气联合装置循环 177
5.2 节流膨胀与做功膨胀 179
5.2.1 节流膨胀过程 179
5.2.2 做外功的等熵膨胀过程 182
5.3 制冷装置循环 183
5.3.1 蒸汽压缩制冷循环 183
5.3.2 制冷剂的选择 187
5.3.3 载冷剂的选用 187
5.3.4 冷冻能力的比较 189
5.4 分级压缩制冷及复迭式制冷 192
5.4.1 分级压缩制冷循环 193
5.4.2 复迭式制冷循环 194
5.5 其它形式的制冷装置 195
5.5.1 蒸汽喷射式制冷循环 195
5.5.2 吸收式制冷循环 195
5.6 热泵原理与热能的综合利用 197
5.7 气体的液化 198
5.7.1 简单林德冷冻装置循环 199
5.7.2 Heylandt冷冻装置循环 201
习题 204
参考文献 206
6.1 理想功 208
6章 过程热力学分析 208
6.2 损失功 210
6.3 稳定流动过程的热力学分析 212
6.3.1 过程热力学分析的表达式 212
6.3.2 有效能 216
6.4 分离过程功 221
习题 223
参考文献 224
7章 液体溶液 225
7.1 溶液的热力学基本关系式 225
7.1.1 理想溶液 225
7.1.2 非理想溶液，活度与活度系数 228
7.1.3 超额性质，Gibbs-Duhem方程 229
7.2 二元体系液相活度系数 232
7.2.1 Scatchard-Hildebrand正规溶液方程 232
7.2.2 Wohl方程 233
7.2.3 Flory-Huggins无热溶液方程 235
7.2.4 Wilson方程 235
7.2.5 Renon-Prausnitz的NRTL方程 237
7.2.6 UNIQUAC模型(通用似化学模型) 239
7.3 多元体系液相活度系数关联式 241
7.3.1 Scatchard-Hildebrand方程 242
7.3.2 Wilson方程 242
7.3.4 UNIQUAC方程 245
7.3.3 NRTL方程 245
7.3.5 基团贡献模型 246
7.4 无限稀释活度系数与端值的确定方法 250
7.4.1 确定无限稀释活度系数的方法 250
7.4.2 端值的确定方法 263
习题 266
参考文献 268
8章 相平衡和化学平衡 269
8.1 相平衡的热力学基础 269
8.1.1 相平衡的判据 269
8.1.2 相律 270
8.2.1 汽液平衡相图 271
8.2 互溶系的汽-液平衡 271
8.2.2 互溶系汽-液平衡方程 274
8.2.3 理想低压体系的汽-液平衡计算 276
8.2.4 一般中低压体系的汽-液平衡计算 277
8.3 高压汽-液平衡计算 280
8.3.1 Chao-Seader法计算高压汽-液平衡 285
8.3.2 状态方程法计算汽-液平衡 288
8.4 汽-液平衡数据的热力学检验 292
8.4.1 应用活度系数表示的Gibbs-Duhem方程 292
8.4.2 热力学同一性校验的定性描述 293
8.4.3 恒温汽-液平衡数据的热力学同一性校验 295
8.4.4 恒压汽-液平衡数据的热力学同一性校验 298
8.5.2 高压下的气体溶解度——修正的Henry定律 300
8.5 气液平衡——气体在液体中的溶解度 300
8.5.1 Henry定律及其适用范围 300
8.5.3 气体溶解度的推算法 301
8.6 液-液平衡 306
8.6.1 液-液平衡体系的热力学 306
8.6.2 从液液互溶度求有关方程中的配偶参数 311
8.7 升华平衡和在超临界流体中固体(或液体)的溶解度 313
8.7.1 升华平衡 313
8.7.2 在超临界流体中固体(或液体)的溶解度 315
8.8 化学反应平衡 319
8.8.1 化学平衡的判据与化学平衡常数 319
8.8.3 多个反应的平衡 320
8.8.2 对气体反应的应用 320
习题 324
参考文献 326
附录 327
附录I 单位换算表 327
附录Ⅱ 纯物质的特性常数 327
附录Ⅲ 流体的普遍化数据 331
附录Ⅳ 液体对比密度和Tr，Pr，Zc之间的关系 345
附录Ⅴ UNIFAC模型基团参数 351
附录Ⅵ 水蒸气表和氨、F-12以及空气的T-S图 360
主要符号表 371
主要参考文献 375