化工熱力學(xué)

第1章　緒論　 001
1.1 化工熱力學(xué)的產(chǎn)生 002
1.2 化工熱力學(xué)的研究?jī)?nèi)容 004
1.3 化工熱力學(xué)的研究方法 004
1.3.1 狀態(tài)函數(shù)法 005
1.3.2 演繹法 005
1.3.3 理想化加校正的方法 006
1.4 化工熱力學(xué)的學(xué)習(xí)方法 006
專(zhuān)業(yè)認(rèn)知教育 007
習(xí)題 008
第2章　流體的p-V-T 關(guān)系和狀態(tài)方程　 009
引言 010
2.1 純物質(zhì)的p-V-T 關(guān)系 010
2.1.1 純物質(zhì)的p-V-T 相圖 010
2.1.2 T-V 圖 011
2.1.3 p-V 圖 012
2.1.4 p-T 圖 013
2.2 純流體的狀態(tài)方程 014
2.2.1 理想氣體狀態(tài)方程 014
2.2.2 立方型狀態(tài)方程 015
2.2.3 多常數(shù)狀態(tài)方程 021
2.2.4 對(duì)應(yīng)態(tài)原理和普遍化狀態(tài)方程 023
2.3 純物質(zhì)的飽和熱力學(xué)性質(zhì) 028
2.3.1 純物質(zhì)的飽和蒸氣壓 028
2.3.2 相變焓和相變熵 029
2.3.3 液體的p-V-T 關(guān)系 030
2.4 真實(shí)流體混合物的p-V-T關(guān)系 032
2.4.1 混合規(guī)則 032
2.4.2 臨界參數(shù)的混合規(guī)則 032
2.4.3 維里系數(shù)的混合規(guī)則 033
2.4.4 立方型狀態(tài)方程常數(shù)的混合規(guī)則 034
2.5 狀態(tài)方程的比較和選用 034
本章小結(jié) 036
人生觀漫談 036
習(xí)題 037
第3章　純流體熱力學(xué)性質(zhì)焓和熵的計(jì)算　 040
引言 041
3.1 熱力學(xué)性質(zhì)間的關(guān)系 041
3.1.1 熱力學(xué)基本方程 041
3.1.2 Maxwell關(guān)系式 042
3.1.3 熱容關(guān)系式 044
3.2 熱力學(xué)性質(zhì)H 、S 的計(jì)算關(guān)系式 046
3.2.1 H 、S 隨T 、p 變化的關(guān)系式 046
3.2.2 理想氣體H 、S 的計(jì)算關(guān)系式 048
3.2.3 真實(shí)氣體H 、S 的計(jì)算關(guān)系式 049
3.3 真實(shí)流體的剩余性質(zhì) 049
3.3.1 剩余性質(zhì)的定義 049
3.3.2 剩余性質(zhì)的計(jì)算 050
3.3.3 用立方型狀態(tài)方程計(jì)算剩余性質(zhì) 051
3.3.4 用普遍化狀態(tài)方程計(jì)算剩余性質(zhì) 053
3.4 純流體的熱力學(xué)性質(zhì)圖和表 059
3.4.1 熱力學(xué)性質(zhì)圖 059
3.4.2 熱力學(xué)性質(zhì)表 061
3.4.3 熱力學(xué)性質(zhì)圖和表的應(yīng)用和局限 063
本章小結(jié) 064
科學(xué)方法論 064
習(xí)題 065
第4章　化工過(guò)程能量分析　 068
引言 069
4.1 熱力學(xué)基本概念 070
4.1.1 體系與環(huán)境 070
4.1.2 平衡狀態(tài)與熱力學(xué)過(guò)程 070
4.1.3 可逆過(guò)程與循環(huán)過(guò)程 070
4.1.4 狀態(tài)函數(shù)與過(guò)程函數(shù) 071
4.1.5 熱和功 071
4.2 熱力學(xué) 定律及其應(yīng)用 072
4.2.1 穩(wěn)流系統(tǒng)的熱力學(xué) 定律 072
4.2.2 穩(wěn)流系統(tǒng)的熱力學(xué) 定律的簡(jiǎn)化與應(yīng)用 073
4.3 熱力學(xué)第二定律與熵平衡 077
4.3.1 封閉體系的熵平衡方程 078
4.3.2 孤立體系的熵平衡方程 078
4.3.3 敞開(kāi)體系的熵平衡方程 079
4.4 熵分析法 081
4.4.1 理想功 081
4.4.2 損失功 083
4.4.3 熱力學(xué)效率 085
4.4.4 化工傳遞過(guò)程的熵分析 086
4.5 有效能分析法 091
4.5.1 能量的級(jí)別與有效能 092
4.5.2 穩(wěn)流過(guò)程有效能計(jì)算 092
4.5.3 有效能平衡方程與有效能效率 097
4.6 化工過(guò)程能量分析及合理用能 100
4.6.1 熱力學(xué)分析的三種方法 100
4.6.2 合理用能基本原則 108
本章小結(jié) 109
熵增原理感悟 110
習(xí)題 112
第5章　動(dòng)力循環(huán)與制冷循環(huán)　 115
引言 116
5.1 氣體的壓縮與膨脹 116
5.1.1 氣體的壓縮 116
5.1.2 氣體的膨脹 120
5.2 蒸汽動(dòng)力循環(huán) 124
5.2.1 卡諾循環(huán) 124
5.2.2 朗肯循環(huán) 126
5.3 內(nèi)燃機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)熱力過(guò)程分析 134
5.3.1 內(nèi)燃機(jī)熱力過(guò)程分析 134
5.3.2 燃?xì)廨啓C(jī)熱力過(guò)程分析 136
5.4 制冷循環(huán) 137
5.4.1 逆卡諾循環(huán) 137
5.4.2 蒸汽壓縮制冷循環(huán) 138
5.4.3 制冷工質(zhì)的選擇 141
5.4.4 吸收式制冷循環(huán) 142
5.4.5 熱泵和熱管 143
本章小結(jié) 146
社會(huì)責(zé)任感 147
習(xí)題 148
第6章　溶液熱力學(xué)性質(zhì)的計(jì)算　 152
引言 153
6.1 均相敞開(kāi)體系的熱力學(xué)基本方程和化學(xué)勢(shì) 153
6.2 偏摩爾性質(zhì) 155
6.2.1 偏摩爾性質(zhì)的定義 155
6.2.2 偏摩爾性質(zhì)之間的關(guān)系 157
6.2.3 偏摩爾性質(zhì)的計(jì)算 157
6.2.4 偏摩爾性質(zhì)間的Gibbs-Duhem方程 160
6.3 混合變量 161
6.3.1 混合變量的定義 162
6.3.2 混合體積變化 162
6.3.3 混合焓變 163
6.4 逸度和逸度系數(shù) 164
6.4.1 逸度和逸度系數(shù)的定義 165
6.4.2 逸度和逸度系數(shù)的計(jì)算 167
6.4.3 液體的逸度 172
6.4.4 溫度和壓力對(duì)逸度的影響 173
6.5 理想溶液和標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 174
6.5.1 理想溶液的定義與標(biāo)準(zhǔn)態(tài) 174
6.5.2 理想溶液的特征及關(guān)系式 176
6.5.3 理想溶液模型的用途 176
6.6 活度系數(shù)和超額性質(zhì) 177
6.6.1 活度和活度系數(shù)的定義 178
6.6.2 活度系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)態(tài)的選擇 179
6.6.3 超額性質(zhì) 180
6.7 活度系數(shù)模型 183
6.7.1 Redlich-Kister經(jīng)驗(yàn)式和溶液理論 183
6.7.2 Margules方程 184
6.7.3 van Laar方程 185
6.7.4 局部組成概念與Wilson方程 186
6.7.5 NRTL方程 189
6.7.6 UNIQUAC方程 189
6.7.7 基團(tuán)溶液模型與UNIFAC方程 190
6.7.8 不同活度系數(shù)模型的比較和選擇 191
本章小結(jié) 191
科學(xué)家精神 193
習(xí)題 195
第7章　相平衡熱力學(xué)　 201
引言 202
7.1 相平衡判據(jù)和相律 202
7.2 汽液平衡相圖 204
7.2.1 二元理想溶液相圖 204
7.2.2 互溶的二元真實(shí)溶液相圖 205
7.2.3 部分互溶的二元真實(shí)溶液相圖 207
7.2.4 二元定組成體系相圖 208
7.3 汽液平衡比的計(jì)算 208
7.3.1 汽液平衡比的定義 209
7.3.2 狀態(tài)方程法 209
7.3.3 活度系數(shù)法 210
7.3.4 兩種計(jì)算方法的比較 214
7.4 汽液平衡計(jì)算 214
7.4.1 泡點(diǎn)和露點(diǎn)計(jì)算 214
7.4.2 閃蒸過(guò)程計(jì)算 219
7.4.3 汽液平衡數(shù)據(jù)的熱力學(xué)一致性檢驗(yàn) 221
7.5 其他類(lèi)型相平衡 223
7.5.1 液液平衡 223
7.5.2 氣液平衡 224
7.5.3 固液平衡 226
本章小結(jié) 226
科學(xué)家精神 227
習(xí)題 229
附錄　 233
附錄1 常用單位換算表 234
附錄2 一些物質(zhì)的基本物性數(shù)據(jù)表 235
附錄3 Antoine方程常數(shù) 237
附錄4 一些物質(zhì)的理想氣體摩爾熱容與溫度的關(guān)聯(lián)式系數(shù)表 238
附錄5 水的性質(zhì)表 240
附錄5.1 飽和水與飽和蒸汽表(按溫度排列) 240
附錄5.2 飽和水與飽和蒸汽表(按壓力排列) 242
附錄5.3 未飽和水與過(guò)熱蒸汽表 243
附錄6 氨飽和液態(tài)與飽和蒸氣的熱力學(xué)性質(zhì)表 248
附錄7 空氣中的T-S 圖 251
附錄8 氨的T-S 圖 252
附錄9 氨的lnp-H 圖 253
附錄10 水蒸氣的H-S 圖 254
主要符號(hào)說(shuō)明　 255
參考文獻(xiàn)　 256