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第1章 绪论1

1.1 热力学的由来及发展1

1.2 化工热力学的主要内容2

1.3 几个典型化工计算中的化工热力学2

1.4 化工热力学的发展3

1.5 化工热力学的学习方法4

第2章 流体的pVT关系5

2.1 流体的pVT关系及其重要性5

2.2 纯物质pVT的相行为6

2.2.1 pVT图6

2.2.2 p-V图6

2.2.3 T-V图8

2.2.4 p-T图8

2.3 对比态原理及其在pVT关系中的应用9

2.3.1 对比态原理9

2.3.2 三参数对比态原理9

2.4 流体的状态方程13

2.4.1 理想气体状态方程13

2.4.2 virial方程13

2.4.3 立方型状态方程15

2.4.4 多参数状态方程20

2.5 普遍化状态方程20

2.5.1 普遍化第二virial系数20

2.5.2 普遍化立方型状态方程22

2.6 流体pVT关系的比较23

2.7 真实流体混合物的pVT关系24

2.7.1 混合规则25

2.7.2 流体混合物的虚拟临界参数25

2.7.3 气体混合物的第二virial系数26

2.7.4 混合物的立方型状态方程27

本章小结29

习题30

第3章 焓、熵、热容与温度、压力的关系33

3.1 化工计算中的焓和熵33

3.2 热力学性质间的关系34

3.2.1 热力学基本方程34

3.2.2 Maxwell关系式34

3.3 热容35

3.3.1 理想气体热容35

3.3.2 真实气体热容36

3.3.3 液体和固体热容36

3.4 不同温度、压力下的单相流体焓变的计算37

3.4.1 真实流体的剩余性质38

3.4.2 剩余焓与pVT的关系39

3.4.3 利用不同的pVT关系计算剩余焓39

3.5 不同温度、压力下的单相流体熵变的计算43

3.5.1 剩余熵与pVT的关系43

3.5.2 利用不同的pVT关系计算剩余熵44

3.6 蒸气压和蒸发焓47

3.7 热力学性质图表50

3.7.1 两相系统的热力学性质50

3.7.2 热力学性质图51

3.7.3 热力学性质表53

3.7.4 热力学性质图、表的应用及局限性54

3.8 化工生产过程中流体pVT及焓变计算举例55

本章小结57

习题57

第4章 偏摩尔性质、逸度和活度59

4.1 变组成系统热力学关系59

4.2 偏摩尔性质60

4.2.1 定义及热力学关系60

4.2.2 偏摩尔性质之间的热力学关系62

4.2.3 偏摩尔性质的计算63

4.2.4 Gibbs-Duhem方程65

4.3 逸度和逸度系数66

4.3.1 逸度和逸度系数的定义66

4.3.2 温度和压力对逸度的影响68

4.3.3 逸度和逸度系数的计算68

4.3.4 液体的逸度75

4.4 混合过程性质变化76

4.4.1 混合性质76

4.4.2 混合焓变和焓浓图77

4.5 理想溶液80

4.5.1 概念的提出80

4.5.2 理想溶液的模型与标准态80

4.5.3 理想溶液的特征及其关系式81

4.6 活度与活度系数81

4.6.1 定义81

4.6.2 标准态的选择82

4.6.3 不同标准态活度系数的关系84

4.6.4 超额性质86

4.7 活度系数与组成关联式88

4.7.1 van Laar方程和Margules方程88

4.7.2 局部组成型方程89

4.7.3 不同活度系数关联式的比较与选择93

本章小结94

习题94

第5章 相平衡97

5.1 概论97

5.2 相平衡基础97

5.2.1 平衡判据97

5.2.2 相律98

5.3 汽液平衡相图99

5.3.1 中、低压下二元汽液平衡相图99

5.3.2 高压下汽液平衡相图104

5.4 中、低压下汽液平衡的计算106

5.4.1 活度系数法106

5.4.2 状态方程法107

5.4.3 低压（或常压）下汽液平衡简化计算式108

5.4.4 泡点和露点的计算109

5.5 K值法、闪蒸及高压汽液平衡计算111

5.5.1 K值法111

5.5.2 烃类系统的K值法111

5.5.3 闪蒸及其计算114

5.5.4 高压汽液平衡的计算115

5.6 液液平衡116

5.6.1 液液平衡的热力学基础116

5.6.2 平衡相图116

5.6.3 液液平衡关系式及计算118

5.7 气液平衡120

5.7.1 不同压力下的气液平衡120

5.7.2 压力对气体溶解度的影响121

5.7.3 温度对气体溶解度的影响121

5.7.4 气液平衡计算方法121

5.8 固液平衡123

5.8.1 固液平衡的热力学关系123

5.8.2 不同简化情况下固液平衡计算式及相图123

5.8.3 生成固体化合物固液平衡相图126

5.8.4 固体物质在溶剂中溶解度计算式127

5.8.5 三元系固液平衡相图及计算127

5.9 气固平衡和固体（或液体）在超临界流体中的溶解度128

5.9.1 气固平衡128

5.9.2 超临界萃取129

5.10 相平衡在化工中的应用实例130

本章小结131

习题132

第6章 反应热与反应平衡135

6.1 燃烧焓、生成焓与反应热135

6.1.1 标准燃烧焓与标准生成焓135

6.1.2 标准反应热136

6.1.3 温度对标准反应热的影响137

6.1.4 工业反应热计算实例137

6.2 化学反应平衡138

6.2.1 生成Gibbs自由能138

6.2.2 反应进度139

6.2.3 反应平衡的判据140

6.2.4 反应平衡常数141

6.2.5 温度对平衡常数的影响143

6.2.6 平衡组成计算144

6.2.7 平衡计算实例与反应条件选择149

本章小结151

习题152

第7章 化工过程能量分析154

7.1 能量守恒与转化——热力学第一定律154

7.2 能量的质量和级别157

7.2.1 熵产生157

7.2.2 熵平衡158

7.3 理想功、损失功、有效能160

7.3.1 理想功160

7.3.2 损失功161

7.3.3 有效能162

7.4 化工过程能量的热力学分析方法及合理用能165

本章小结166

习题166

第8章 压缩蒸汽动力循环与制冷168

8.1 气体的压缩168

8.1.1 压缩过程的热力学分析168

8.1.2 多级压缩172

8.2 膨胀过程174

8.2.1 节流膨胀175

8.2.2 绝热做功膨胀177

8.3 蒸汽动力循环179

8.3.1 Rankine循环及其热效率179

8.3.2 提高Rankine循环热效率的方法182

8.4 制冷循环184

8.4.1 理想制冷循环184

8.4.2 蒸汽压缩制冷循环185

8.4.3 热泵187

8.4.4 制冷剂的选择188

8.4.5 载冷剂190

8.5 深冷循环与气体液化190

8.5.1 Linde（林德）循环190

8.5.2 Claude（克劳德）循环193

8.6 工程热力学在化工中的应用194

8.6.1 利用带有膨胀机的装置回收合成氨尾气中的氨195

8.6.2 空气分离195

8.6.3 乙烯、丙烯的深冷分离195

8.6.4 热泵在乙烯精馏工艺中的运用196

8.6.5 液化气体的贮存和运输196

本章小结197

习题197

第9章 物性数据的估算200

9.1 概述200

9.1.1 化工数据的定义及内容200

9.1.2 化工数据的“质量”200

9.2 估算化工数据的必要性及要求201

9.3 对比态法202

9.3.1 二参数法202

9.3.2 三参数法203

9.3.3 使用沸点参数的对比态法203

9.3.4 使用第四参数（极性参数）的对比态法204

9.3.5 使用量子参数（第五参数）的对比态法204

9.3.6 对比态法和状态方程法205

9.4 基团贡献法205

9.4.1 概述205

9.4.2 发展和分类206

9.4.3 沸点和临界性质的估算——基团法的一组实例207

9.5 UNIFAC法216

9.6 辛醇／水分配系数及其估算217

9.6.1 定义和表达式217

9.6.2 估算方法217

本章小结222

习题223

第10章 化工热力学应用回顾224

10.1 一个化工流程计算中的化工热力学224

10.1.1 变换反应中的热力学224

10.1.2 合成反应中的热力学225

10.1.3 气体清净中的热力学226

10.1.4 压缩过程中的热力学227

10.1.5 甲醇精制过程中的热力学227

10.2 化工热力学与化工设计228

10.2.1 在物料衡算中的化工热力学228

10.2.2 在能（热）量衡算中的化工热力学228

10.2.3 在设备计算中的化工热力学229

10.3 化工设计软件中的化工热力学229

10.4 化工热力学在精细化学品生产中的应用230

10.4.1 石油化工与精细化工230

10.4.2 化工热力学应用于精细化工时的特点230

10.4.3 精细化工过程中的化工数据231

10.5 化工热力学在能源与环境中的应用232

本章小结233

习题233

第11章 总览234

11.1 化工热力学内容提要234

11.2 化工热力学与分子热力学235

11.3 特殊系统的化工热力学计算235

11.4 化工热力学展望236

本章小结236

附录238

附录一 基本常数表238

附录二 常用单位换算表238

附录三 一些物质的基本物性数据240

附录四 一些物质的标准热化学数据243

附录五 一些物质的Antoine方程系数249

附录六 一些物质的理想气体热容温度关联式系数257

附录七 饱和水和水蒸气表260

附录八 过冷水和过热水蒸气表274

附录九 空气的T-S图279

附录十 氨的t-S图280

附录十一 氨的lnp-H图281

主要符号表282

参考文献284