化工熱力學教程

內(nèi)容概要

　　由馬沛生主編的《化工熱力學教程》是一本比較精練的化工熱力學教材。在不削弱有關(guān)流體pVT關(guān)系、純物質(zhì)（流體）的熱力學性質(zhì)、均相混合物熱力學性質(zhì)、相平衡、化工過程能量分析、壓縮、動力循環(huán)與制冷循環(huán)、反應熱、反應平衡常數(shù)及其計算、物性數(shù)據(jù)的估算等主干內(nèi)容的前提下，力求通過與應用的結(jié)合使抽象的概念更易理解，并在本書的最后兩章中結(jié)合化工熱力學的應用與發(fā)展作出了較為全面的分析和總結(jié)?！　　痘崃W教程》可供化學工程與工藝、環(huán)境工程、應用化學等專業(yè)學生使用，特別適用于化工熱力學少學時或先導課程為物理化學少學時的化工熱力學課程教學。也可用作工程碩士的教材，還可供化工企業(yè)、設(shè)計院及研究院的科技人員參考使用。

書籍目錄

第1章 緒論1.1 熱力學的由來及發(fā)展1.2 化工熱力學的主要內(nèi)容1.3 幾個典型化工計算中的化工熱力學1.4 化工熱力學的發(fā)展1.5 化工熱力學的學習方法第2章 流體的pVT關(guān)系2.1 流體的pVT關(guān)系及其重要性2.2 純物質(zhì)pVT的相行為2.2.1 pVT圖2.2.2 p-V圖2.2.3 T-V圖2.2.4 p-T圖2.3 對比態(tài)原理及其在pVT關(guān)系中的應用2.3.1 對比態(tài)原理2.3.2 三參數(shù)對比態(tài)原理2.4 流體的狀態(tài)方程2.4.1 理想氣體狀態(tài)方程2.4.2 virial方程2.4.3 立方型狀態(tài)方程2.4.4 多參數(shù)狀態(tài)方程2.5 普遍化狀態(tài)方程2.5.1 普遍化第二virial系數(shù)2.5.2 普遍化立方型狀態(tài)方程2.6 流體pVT關(guān)系的比較2.7 真實流體混合物的pVT關(guān)系2.7.1 混合規(guī)則2.7.2 流體混合物的虛擬臨界參數(shù)2.7.3 氣體混合物的第二virial系數(shù)2.7.4 混合物的立方型狀態(tài)方程本章小結(jié)習題第3章 焓、熵、熱容與溫度、壓力的關(guān)系3.1 化工計算中的焓和熵3.2 熱力學性質(zhì)間的關(guān)系3.2.1 熱力學基本方程3.2.2 Maxwell關(guān)系式3.3 熱容3.3.1 理想氣體熱容3.3.2 真實氣體熱容3.3.3 液體和固體熱容3.4 不同溫度、壓力下的單相流體焓變的計算3.4.1 真實流體的剩余性質(zhì)3.4.2 剩余焓與pVT的關(guān)系3.4.3 利用不同的pVT關(guān)系計算剩余焓3.5 不同溫度、壓力下的單相流體熵變的計算3.5.1 剩余熵與pVT的關(guān)系3.5.2 利用不同的pVT關(guān)系計算剩余熵3.6 蒸氣壓和蒸發(fā)焓3.7 熱力學性質(zhì)圖表3.7.1 兩相系統(tǒng)的熱力學性質(zhì)3.7.2 熱力學性質(zhì)圖3.7.3 熱力學性質(zhì)表3.7.4 熱力學性質(zhì)圖、表的應用及局限性3.8 化工生產(chǎn)過程中流體pVT及焓變計算舉例本章小結(jié)習題第4章 偏摩爾性質(zhì)、逸度和活度4.1 變組成系統(tǒng)熱力學關(guān)系4.2 偏摩爾性質(zhì)4.2.1 定義及熱力學關(guān)系4.2.2 偏摩爾性質(zhì)之間的熱力學關(guān)系4.2.3 偏摩爾性質(zhì)的計算4.2.4 GIbbs-Duhem方程4.3 逸度和逸度系數(shù)4.3.1 逸度和逸度系數(shù)的定義4.3.2 溫度和壓力對逸度的影響4.3.3 逸度和逸度系數(shù)的計算4.3.4 液體的逸度4.4 混合過程性質(zhì)變化4.4.1 混合性質(zhì)4.4.2 混合焓變和焓濃圖4.5 理想溶液4.5.1 概念的提出4.5.2 理想溶液的模型與標準態(tài)4.5.3 理想溶液的特征及其關(guān)系式4.6 活度與活度系數(shù)4.6.1 定義4.6.2 標準態(tài)的選擇4.6.3 不同標準態(tài)活度系數(shù)的關(guān)系4.6.4 超額性質(zhì)4.7 活度系數(shù)與組成關(guān)聯(lián)式4.7.1 van Laar方程和Margules方程4.7.2 局部組成型方程4.7.3 不同活度系數(shù)關(guān)聯(lián)式的比較與選擇本章小結(jié)習題第5章 相平衡5.1 概論5.2 相平衡基礎(chǔ)5.2.1 平衡判據(jù)5.2.2 相律5.3 汽液平衡相圖5.3.1 中、低壓下二元汽液平衡相圖5.3.2 高壓下汽液平衡相圖5.4 中、低壓下汽液平衡的計算5.4.1 活度系數(shù)法5.4.2 狀態(tài)方程法5.4.3 低壓（或常壓）下汽液平衡簡化計算式5.4.4 泡點和露點的計算5.5 K值法、閃蒸及高壓汽液平衡計算5.5.1 K值法5.5.2 烴類系統(tǒng)的K值法5.5.3 閃蒸及其計算5.5.4 高壓汽液平衡的計算5.6 液液平衡5.6.1 液液平衡的熱力學基礎(chǔ)5.6.2 平衡相圖5.6.3 液液平衡關(guān)系式及計算5.7 氣液平衡5.7.1 不同壓力下的氣液平衡5.7.2 壓力對氣體溶解度的影響5.7.3 溫度對氣體溶解度的影響5.7.4 氣液平衡計算方法5.8 固液平衡5.8.1 固液平衡的熱力學關(guān)系5.8.2 不同簡化情況下固液平衡計算式及相圖5.8.3 生成固體化合物固液平衡相圖5.8.4 固體物質(zhì)在溶劑中溶解度計算式5.8.5 三元系固液平衡相圖及計算5.9 氣固平衡和固體（或液體）在超臨界流體中的溶解度5.9.1 氣固平衡5.9.2 超臨界萃取5.10 相平衡在化工中的應用實例本章小結(jié)習題第6章 反應‘熱與反應平衡6.1 燃燒焓、生成焓與反應熱6.1.1 標準燃燒焓與標準生成焓6.1.2 標準反應熱6.1.3 溫度對標準反應熱的影響6.1.4 工業(yè)反應熱計算實例6.2 化學反應平衡6.2.1 生成Gibbs自由能6.2.2 反應進度6.2.3 反應平衡的判據(jù)6.2.4 反應平衡常數(shù)6.2.5 溫度對平衡常數(shù)的影響6.2.6 平衡組成計算6.2.7 平衡計算實例與反應條件選擇本章小結(jié)習題第7章 化工過程能量分析7.1 能量守恒與轉(zhuǎn)化——熱力學第一定律7.2 能量的質(zhì)量和級別7.2.1 熵產(chǎn)生7.2.2 熵平衡7.3 理想功、損失功、有效能7.3.1 理想功7.3.2 損失功7.3.3 有效能7.4 化工過程能量的熱力學分析方法及合理用能本章小結(jié)習題第8章 壓縮蒸汽動力循環(huán)與制冷8.1 氣體的壓縮8.1.1 壓縮過程的熱力學分析8.1.2 多級壓縮8.2 膨脹過程8.2.1 節(jié)流膨脹8.2.2 絕熱做功膨脹8.3 蒸汽動力循環(huán)8.3.1 Rankine循環(huán)及其熱效率8.3.2 提高Rankine循環(huán)熱效率的方法8.4 制冷循環(huán)8.4.1 理想制冷循環(huán)8.4.2 蒸汽壓縮制冷循環(huán)8.4.3 熱泵8.4.4 制冷劑的選擇8.4.5 載冷劑8.5 深冷循環(huán)與氣體液化8.5.1 Linde（林德）循環(huán)8.5.2 Claude（克勞德）循環(huán)8.6 工程熱力學在化工中的應用8.6.1 利用帶有膨脹機的裝置回收合成氨尾氣中的氨8.6.2 空氣分離8.6.3 乙烯、丙烯的深冷分離8.6.4 熱泵在乙烯精餾工藝中的運用8.6.5 液化氣體的貯存和運輸本章小結(jié)習題第9章 物性數(shù)據(jù)的估算9.1 概述9.1.1 化工數(shù)據(jù)的定義及內(nèi)容9.1.2 化工數(shù)據(jù)的“質(zhì)量”9.2 估算化工數(shù)據(jù)的必要性及要求9.3 對比態(tài)法9.3.1 二參數(shù)法9.3.2 三參數(shù)法9.3.3 使用沸點參數(shù)的對比態(tài)法9.3.4 使用第四參數(shù)（極性參數(shù)）的對比態(tài)法9.3.5 使用量子參數(shù)（第五參數(shù)）的對比態(tài)法9.3.6 對比態(tài)法和狀態(tài)方程法9.4 基團貢獻法9.4.1 概述9.4.2 發(fā)展和分類9.4.3 沸點和臨界性質(zhì)的估算——基團法的一組實例9.5 UNIFAC法9.6 辛醇/水分配系數(shù)及其估算9.6.1 定義和表達式9.6.2 估算方法本章小結(jié)習題第10章 化工熱力學應用回顧10.1 一個化工流程計算中的化工熱力學10.1.1 變換反應中的熱力學10.1.2 合成反應中的熱力學10.1.3 氣體清凈中的熱力學10.1.4 壓縮過程中的熱力學10.1.5 甲醇精制過程中的熱力學10.2 化工熱力學與化工設(shè)計10.2.1 在物料衡算中的化工熱力學10.2.2 在能（熱）量衡算中的化工熱力學10.2.3 在設(shè)備計算中的化工熱力學10.3 化工設(shè)計軟件中的化工熱力學10.4 化工熱力學在精細化學品生產(chǎn)中的應用10.4.1 石油化工與精細化工10.4.2 化工熱力學應用于精細化工時的特點10.4.3 精細化工過程中的化工數(shù)據(jù)10.5 化工熱力學在能源與環(huán)境中的應用本章小結(jié)習題第11章 總覽11.1 化工熱力學內(nèi)容提要11.2 化工熱力學與分子熱力學11.3 特殊系統(tǒng)的化工熱力學計算11.4 化工熱力學展望本章小結(jié)附錄附錄一 基本常數(shù)表附錄二 常用單位換算表附錄三 一些物質(zhì)的基本物性數(shù)據(jù)附錄四 一些物質(zhì)的標準熱化學數(shù)據(jù)附錄五 一些物質(zhì)的Antoine方程系數(shù)附錄六 一些物質(zhì)的理想氣體熱容溫度關(guān)聯(lián)式系數(shù)附錄七 飽和水和水蒸氣表附錄八 過冷水和過熱水蒸氣表附錄九 空氣的T-S圖附錄十 氨的t-S圖附錄十一 氨的Inp-H圖主要符號表參考文獻

章節(jié)摘錄

　　1940年前后國外有幾本重要的化工熱力學專著出版，這表達了化工熱力學學科基本成熟，雖然其主要內(nèi)容在不斷豐富，但大致已定型?！　』崃W也包括熱力學第一定律和熱力學第二定律，但與物理化學或化學熱力學不同，化工熱力學不只限于討論系統(tǒng)與環(huán)境只有能量交換而沒有物質(zhì)交換的體系，即要涉及敞開體系，并討論與環(huán)境有物質(zhì)交換的情況。在物理化學中，通過熱力學第二定律導出了一批熱力學函數(shù)，也初步討論了其在化學平衡及相平衡中的應用，也延伸到逸度、活度及Gibbs（吉布斯）自由能這些概念。在化工熱力學中進一步利用這些函數(shù)的數(shù)學模型，給出相平衡條件與各相組成間的關(guān)系，在解決化學工業(yè)中組分分離極限的同時，也奠定了分離操作的相平衡理論基礎(chǔ)，并擴大了熱力學的使用范圍。此外，化工熱力學也包括了在化工中廣泛使用的有關(guān)工程熱力學的內(nèi)容，其中主要有壓縮、冷凍和過程熱力學分析。　　總之，化工熱力學是在基本熱力學關(guān)系的基礎(chǔ)上，重點討論能量關(guān)系和組成關(guān)系。能量關(guān)系要比物理化學中簡單的能量守恒有很大擴展，例如包括流動體系能量守恒，溫度、壓力改變時焓變的計算，壓縮、冷凍過程的能耗。在組成計算中，包括化學平衡及相平衡組成的計算及預測，后者更復雜些。在相平衡的計算中，化工熱力學要面對各種不對稱體系（極性及分子大小的差異），也要能解決高壓、高溫條件下相平衡計算。在化工熱力學計算中，聲VT關(guān)系、逸度、活度等都是必不可少的“工具”，而使用這些工具解決實際問題時又常常需要一些經(jīng)驗或半理論的模型，因此在化工熱力學課程中必須對這些概念與模型從理論到計算進行更多的討論?！　』崃W還有一些分支，其中之一是化工數(shù)據(jù)，包括化工數(shù)據(jù)的測定、收集、評價、關(guān)聯(lián)及估算，以適應由于化合物品種極其繁多所導致的數(shù)據(jù)缺乏而難于運用關(guān)系式計算的困難。另一分支是環(huán)境熱力學，它包括化學品在大氣、水體、固體物（廢渣或土壤）中的分布，除個別問題外，主要是相平衡。這兩個分支在化工熱力學中還只是輔助的內(nèi)容，在本書中只作了一些簡要的介紹?！　?hellip;…

編輯推薦

　　目前各高校安排化工熱力學課程的教學學時數(shù)一般為32～64學時，而常用的教材大都是按64學時安排的，因此少學時(指32學時左右)的學校使用這些教材有一定的困難，而由馬沛生主編的《化工熱力學教程》是按32～48學時編寫的。另外，本書還考慮先導課程(物理化學)少學時的情況，對于這樣的學生也需要有不一樣的化工熱力學教材。由于本書更強調(diào)化工熱力學的應用，因此也適合工程碩士使用。其主要內(nèi)容為能量計算和組成計算，前者主要是不同溫度、壓力下的焓變和冷凍計算，后者主要是相平衡和化學平衡，作為共同的基礎(chǔ)是pVT及熱力學過程性質(zhì)，延伸的內(nèi)容是物性數(shù)據(jù)的估算。

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