第1章 绪论 1
1.1化工热力学的地位和作用 1
1.2化工热力学研究的主要内容、方法与局限性 2
1.2.1化工热力学研究的主要内容 2
1.2.2化工热力学研究的主要方法 2
1.2.3化工热力学的局限性 5
1.3化工热力学在化工研究与开发中的重要应用 5
1.4如何学好化工热力学 6
1.5热力学基本概念 7
习题 8
第2章 流体的p-V-T关系 10
2.1纯物质的p-V-T关系 10
2.2流体的状态方程 12
2.2.1立方型状态方程 12
2.2.2多参数状态方程 18
2.3对应态原理及其应用 21
2.3.1对应态原理 21
2.3.2三参数对应态原理 22
2.3.3普遍化状态方程 24
2.4流体的蒸气压、蒸发焓和蒸发熵 27
2.4.1蒸气压 27
2.4.2蒸发焓和蒸发熵 28
2.5混合规则与混合物的p-V-T关系 29
2.5.1混合规则 29
2.5.2混合物的状态方程 30
2.6液体的P-V-T关系 34
2.6.1液体状态方程 34
2.6.2普遍化关联式 35
习题 36
第3章 纯物质（流体）的热力学性质与计算 39
3.1热力学性质间的关系 39
3.1.1热力学基本方程 39
3.1.2点函数间的数学关系 39
3.1.3 Maxwell关系式 40
3.1.4 Maxwell关系式的应用 41
3.2单相系统的热力学性质 42
3.3用剩余性质计算系统的热力学性质 44
3.4用状态方程计算热力学性质 46
3.5气体热力学性质的普遍化关系 48
3.5.1普遍化Virial系数法 48
3.5.2普遍化压缩因子法 49
3.6纯组分的逸度与逸度系数 57
3.6.1逸度和逸度系数的定义 57
3.6.2纯气体逸度（系数）的计算 58
3.6.3温度和压力对逸度的影响 61
3.6.4纯液体的逸度 62
3.7纯物质的饱和热力学性质计算 62
3.7.1纯组分的气液平衡原理 62
3.7.2饱和热力学性质计算 63
3.8纯组分两相系统的热力学性质及热力学图表 64
3.8.1纯组分两相系统热力学性质 64
3.8.2热力学性质图表 65
3.8.3热力学性质图表制作原理 68
习题 69
第4章 溶液热力学基础 72
4.1可变组成系统的热力学关系 72
4.2偏摩尔性质 73
4.3 Gibbs-Duhem方程 78
4.4混合物组分的逸度和逸度系数 80
4.4.1混合物逸度与逸度系数的计算方法 80
4.4.2混合物逸度与组分逸度之间的关系 83
4.4.3组分逸度与温度、压力间的关系 88
4.5理想溶液 89
4.5.1理想溶液与标准态 89
4.5.2理想溶液的特征 90
4.5.3理想溶液标准态之间的关系 92
4.6混合过程性质变化、体积效应与热效应 92
4.6.1混合体积效应 92
4.6.2混合热效应 93
4.7过量性质与活度系数 95
4.8液体混合物中组分活度系数的测定方法 97
4.8.1气液平衡法 97
4.8.2 Gibbs-Duhem方程法 97
4.8.3溶剂与溶质的活度系数 98
4.8.4溶剂与溶质的活度系数测定法 100
4.9活度系数模型 101
4.9.1正规溶液与Scatchard-Hildebrand活度系数方程 102
4.9.2无热溶液与Flory-Huggins方程 102
4.9.3 Wohl方程 103
4.9.4基于局部组成概念的活度系数方程 104
习题 113
第5章 相平衡热力学 117
5.1平衡性质与判据 117
5.2相律与Gibbs-Duhem方程 118
5.3二元汽液平衡相图 119
5.4汽液相平衡类型及计算类型 122
5.4.1汽液相平衡类型 123
5.4.2汽液相平衡计算的准则与方法 123
5.4.3气液平衡过程 135
5.5由实验数据计算活度系数模型参数 138
5.6汽液相平衡实验数据的热力学一致性校验 141
5.6.1等温二元汽液平衡数据热力学一致性校验 142
5.6.2等压二元汽液平衡数据热力学一致性校验 143
5.7共存方程与稳定性 144
5.7.1溶液相分离的热力学条件 144
5.7.2液液平衡相图及类型 146
5.8液液相平衡关系与计算类型 148
5.8.1液液相平衡准则 148
5.8.2二元系液液平衡的计算 148
5.8.3三元系液液平衡的计算 148
5.9固液相平衡关系及计算类型 151
5.10含超临界组分的气液相平衡 153
习题 157
第6章 热力学第一定律及其工程应用 162
6.1敞开系统热力学第一定律 162
6.1.1封闭系统的能量平衡 162
6.1.2敞开系统的能量平衡 163
6.2稳定流动过程与可逆过程 164
6.2.1稳定流动过程 164
6.2.2可逆过程 166
6.3轴功的计算 167
6.3.1可逆轴功 167
6.3.2气体压缩及膨胀过程热力学分析 168
6.3.3节流膨胀 169
6.3.4等熵膨胀 170
6.3.5膨胀过程中的温度效应 171
6.4喷管的热力学基础 173
6.4.1等熵流动的基本特征 173
6.4.2气体的流速与临界速度 174
6.5喷射器 177
习题 180
第7章 热力学第二定律及其工程应用 182
7.1热力学第二定律的表述方法 182
7.1.1可逆过程与不可逆过程 183
7.1.2熵 183
7.1.3热源熵变与功源熵变 183
7.2熵平衡方程 184
7.2.1封闭系统的熵平衡方程 184
7.2.2敞开系统的熵平衡方程 185
7.3热机效率 186
7.4理想功、损耗功与热力学效率 187
7.4.1理想功 187
7.4.2稳定流动过程理想功 187
7.4.3损耗功 189
7.4.4热力学效率 190
7.5熵分析法在化工单元过程中的应用 192
7.5.1传热过程 192
7.5.2混合与分离过程 193
7.6有效能及其计算方法 195
7.6.1有效能的概念 195
7.6.2有效能的组成 196
7.6.3有效能的计算 197
7.6.4无效能 202
7.7有效能平衡方程与有效能损失 203
7.7.1有效能平衡方程 203
7.7.2有效能损失 203
7.8化工过程能量分析及合理用能准则 204
7.8.1能量平衡法 204
7.8.2有效能分析法 207
7.8.3合理用能准则 210
习题 211
第8章 蒸汽动力循环与制冷循环 213
8.1蒸汽动力循环——Rankine循环过程分析 213
8.1.1 Rankine循环 213
8.1.2 Rankine循环的改进 217
8.2内燃机热力过程分析 220
8.2.1定容加热循环 220
8.2.2定压加热循环 221
8.3燃气轮机过程分析 222
8.4制冷循环原理与蒸汽压缩制冷过程分析 223
8.4.1逆Carnot循环 223
8.4.2蒸汽压缩制冷循环 225
8.5其他制冷循环 226
8.5.1蒸汽喷射制冷 226
8.5.2吸收制冷 227
8.6热泵及其应用 228
8.7深冷循环与气体液化 229
8.7.1 Linde-Hampson系统工作原理 230
8.7.2系统的液化率及压缩功耗 230
习题 232
第9章 化学反应平衡 234
9.1反应进度与化学反应计量学 234
9.2化学反应平衡常数及其计算 237
9.2.1化学反应平衡的判据 237
9.2.2标准自由焓变化与反应平衡常数 237
9.2.3平衡常数的估算 239
9.3温度对平衡常数的影响 241
9.4平衡常数与组成的关系 242
9.4.1气相反应 243
9.4.2液相反应 245
9.4.3非均相化学反应 247
9.5单一反应平衡转化率的计算 248
9.6反应系统的相律和Duhem理论 250
9.7复杂化学反应平衡的计算 251
9.7.1以反应进度为变量的计算方法 252
9.7.2 Gibbs自由焓最小原理的计算方法 252
习题 253
第10章 界面吸附过程热力学 256
10.1界面现象的热力学基础 256
10.1.1界面张力和铺展压 256
10.1.2存在界面相的热力学基本方程 257
10.1.3界面吸附量 258
10.1.4存在界面时的平衡判据 259
10.1.5界面化学位 261
10.1.6吸附现象的热力学普遍关系式和相律 262
10.2溶液界面吸附过程 262
10.2.1 Gibbs吸附等温式 262
10.2.2溶液的界面张力 263
10.2.3溶液界面吸附等温线和吸附等温式 265
10.2.4溶液界面吸附层状态方程 266
10.3气固界面吸附过程 267
10.3.1气固吸附曲线 268
10.3.2气固吸附的等温式 269
10.3.3混合气体吸附平衡计算 271
习题 273
第11章 高分子溶液热力学基础 274
11.1高分子系统的特征 274
11.2高分子溶液理论 275
11.2.1 Flory-Huggins晶格模型 275
11.2.2 Flory-Krigbaum稀溶液理论 280
11.2.3 Flory温度（θ温度） 280
11.2.4计及体积变化的Prigogine - Flory - Patterson理论 282
11.2.5非平均场Freed理论的改进形式 285
11.3高分子化合物的溶解 293
11.3.1溶解过程的特点 293
11.3.2溶解过程的热力学分析 293
11.3.3 Flory - Huggins参数的估算 296
11.3.4溶剂的选择和评价 298
11.4高分子系统的相平衡 300
11.4.1高分子溶液的渗透压 300
11.4.2高分子溶液的相分离 303
11.4.3高分子化合物的共混 305
11.4.4交联高分子化合物的溶胀 306
11.5聚合反应的热力学特征 307
11.5.1聚合反应可能性的判断标准 308
11.5.2聚合上限温度 309
11.5.3聚合焓和聚合熵 310
习题 313
第12章 电解质溶液热力学基础 316
12.1电解质溶液的活度和活度系数 316
12.1.1平均离子活度 317
12.1.2平均离子活度系数 319
12.1.3不同组成表示的活度系数间的关系 320
12.1.4电解质部分离解时的活度系数 321
12.2溶剂的渗透系数 322
12.3过量性质 324
12.4离子反应的平衡常数 326
12.5电解质溶液的分子热力学模型 327
12.5.1 Debye-Huckel极限公式 327
12.5.2高浓度电解质溶液的活度系数模型 329
12.6盐溶与盐析 333
12.7含硼卤水系统的热力学 335
12.7.1聚合硼阴离子类型 335
12.7.2含硼卤水系统渗透系数与活度系数 337
12.8电解质水溶液的相平衡 339
12.8.1含盐系统的相图 339
12.8.2挥发性弱电解质水溶液的相平衡 342
12.9聚电解质简介 347
12.9.1聚电解质溶液概念 347
12.9.2聚电解质溶液的渗透压 348
12.9.3高分子带电凝胶 349
12.10双水相分离系统热力学基础 350
习题 352
附录 353
1某些纯物质的物理性质 353
2三参数对应态普遍化热力学性质 354
3水的性质（参考态是0℃的饱和液相） 363
4 Freon 134a热力学性质 367
5 R12、R22、NH3和空气的热力学性质 373
6 UNIFAC基团贡献法参数 377
7主要无机化合物和有机化合物的摩尔标准化学有效能E？xc 384
参考文献 386
符号说明 387