●第1章 緒論 001
1.1 化工熱力學的產生 002
1.2 化工熱力學的研究內容 004
1.3 化工熱力學的研究方法 004
1.3.1 狀態函數法 005
1.3.2 演繹法 005
1.3.3 理想化加校正的方法 006
1.4 化工熱力學的學習方法 006
專業認知教育 007
習題 008
第2章 流體的p-V-T 關繫和狀態方程 009
引言 010
2.1 純物質的p-V-T 關繫 010
2.1.1 純物質的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 純流體的狀態方程 014
2.2.1 理想氣體狀態方程 014
2.2.2 立方型狀態方程 015
2.2.3 多常數狀態方程 021
2.2.4 對應態原理和普遍化狀態方程 023
2.3 純物質的飽和熱力學性質 028
2.3.1 純物質的飽和蒸氣壓 028
2.3.2 相變焓和相變熵 029
2.3.3 液體的p-V-T 關繫 030
2.4 真實流體混合物的p-V-T關繫 032
2.4.1 混合規則 032
2.4.2 臨界參數的混合規則 032
2.4.3 維裡繫數的混合規則 033
2.4.4 立方型狀態方程常數的混合規則 034
2.5 狀態方程的比較和選用 034
本章小結 036
人生觀漫談 036
習題 037
第3章 純流體熱力學性質焓和熵的計算 040
引言 041
3.1 熱力學性質間的關繫 041
3.1.1 熱力學基本方程 041
3.1.2 Maxwell關繫式 042
3.1.3 熱容關繫式 044
3.2 熱力學性質H 、S 的計算關繫式 046
3.2.1 H 、S 隨T 、p 變化的關繫式 046
3.2.2 理想氣體H 、S 的計算關繫式 048
3.2.3 真實氣體H 、S 的計算關繫式 049
3.3 真實流體的剩餘性質 049
3.3.1 剩餘性質的定義 049
3.3.2 剩餘性質的計算 050
3.3.3 用立方型狀態方程計算剩餘性質 051
3.3.4 用普遍化狀態方程計算剩餘性質 053
3.4 純流體的熱力學性質圖和表 059
3.4.1 熱力學性質圖 059
3.4.2 熱力學性質表 061
3.4.3 熱力學性質圖和表的應用和局限 063
本章小結 064
科學方法論 064
習題 065
第4章 化工過程能量分析 068
引言 069
4.1 熱力學基本概念 070
4.1.1 體繫與環境 070
4.1.2 平衡狀態與熱力學過程 070
4.1.3 可逆過程與循環過程 070
4.1.4 狀態函數與過程函數 071
4.1.5 熱和功 071
4.2 熱力學第一定律及其應用 072
4.2.1 穩流繫統的熱力學第一定律 072
4.2.2 穩流繫統的熱力學第一定律的簡化與應用 073
4.3 熱力學第二定律與熵平衡 077
4.3.1 封閉體繫的熵平衡方程 078
4.3.2 孤立體繫的熵平衡方程 078
4.3.3 敞開體繫的熵平衡方程 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 熱力學效率 085
4.4.4 化工傳遞過程的熵分析 086
4.5 有效能分析法 091
4.5.1 能量的級別與有效能 092
4.5.2 穩流過程有效能計算 092
4.5.3 有效能平衡方程與有效能效率 097
4.6 化工過程能量分析及合理用能 100
4.6.1 熱力學分析的三種方法 100
4.6.2 合理用能基本原則 108
本章小結 109
熵增原理感悟 110
習題 112
第5章 動力循環與制冷循環 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 蒸汽動力循環 124
5.2.1 卡諾循環 124
5.2.2 朗肯循環 126
5.3 內燃機和燃氣輪機熱力過程分析 134
5.3.1 內燃機熱力過程分析 134
5.3.2 燃氣輪機熱力過程分析 136
5.4 制冷循環 137
5.4.1 逆卡諾循環 137
5.4.2 蒸汽壓縮制冷循環 138
5.4.3 制冷工質的選擇 141
5.4.4 吸收式制冷循環 142
5.4.5 熱泵和熱管 143
本章小結 146
社會責任感 147
習題 148
第6章 溶液熱力學性質的計算 152
引言 153
6.1 均相敞開體繫的熱力學基本方程和化學勢 153
6.2 偏摩爾性質 155
6.2.1 偏摩爾性質的定義 155
6.2.2 偏摩爾性質之間的關繫 157
6.2.3 偏摩爾性質的計算 157
6.2.4 偏摩爾性質間的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 逸度和逸度繫數 164
6.4.1 逸度和逸度繫數的定義 165
6.4.2 逸度和逸度繫數的計算 167
6.4.3 液體的逸度 172
6.4.4 溫度和壓力對逸度的影響 173
6.5 理想溶液和標準態 174
6.5.1 理想溶液的定義與標準態 174
6.5.2 理想溶液的特征及關繫式 176
6.5.3 理想溶液模型的用途 176
6.6 活度繫數和超額性質 177
6.6.1 活度和活度繫數的定義 178
6.6.2 活度繫數標準態的選擇 179
6.6.3 超額性質 180
6.7 活度繫數模型 183
6.7.1 Redlich-Kister經驗式和溶液理論 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 基團溶液模型與UNIFAC方程 190
6.7.8 不同活度繫數模型的比較和選擇 191
本章小結 191
科學家精神 193
習題 195
第7章 相平衡熱力學 201
引言 202
7.1 相平衡判據和相律 202
7.2 汽液平衡相圖 204
7.2.理想溶液相圖 204
7.2.2 接近互真實溶液相圖 205
7.2.3 部分互真實溶液相圖 207
7.2.定組成體繫相圖 208
7.3 汽液平衡比的計算 208
7.3.1 汽液平衡比的定義 209
7.3.2 狀態方程法 209
7.3.3 活度繫數法 210
7.3.4 兩種計算方法的比較 214
7.4 汽液平衡計算 214
7.4.1 泡點和露點計算 214
7.4.2 閃蒸過程計算 219
7.4.3 汽液平衡數據的熱力學一致性檢驗 221
7.5 其他類型相平衡 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 226
科學家精神 227
習題 229
附錄 233
附錄1 常用單位換算表 234
附錄2 一些物質的基本物性數據表 235
附錄3 Antoine方程常數 237
附錄4 一些物質的理想氣體摩爾熱容與溫度的關聯式繫數表 238
附錄5 水的性質表 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 未飽和水與過熱蒸汽表 243
附錄6 氨飽和液態與飽和蒸氣的熱力學性質表 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
主要符號說明 255
參考文獻 256

《化工熱力學》為適用於應用型人纔培養的化工熱力學教材。全書以能量與物質為主線，共分為7章，包含緒論，流體的p-V-T關繫和狀態方程，純流體熱力學性質焓和熵的計算，化工過程能量分析，動力循環與制冷循環，溶液熱力學性質的計算和相平衡熱力學。各章開頭所設引言，簡練地介紹了該章主要內容和知識點之間的邏輯關繫。章後附有本章小結，將各章知識點總結為“至簡公式”，融合知識點與學習方法。同時，每章均設置了課程思政內容及多種題型的習題，為教學提供便利。《化工熱力學》為化學工程與工藝專業本科教材，也能作為應用化學、制藥工程、環境工程、高分子材料與工程等本科專業的教學用書，對從事相關工作的工程技術人員也具有一定的參考價值。

向麗,闫志國,金士威 編