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第1章 绪论1

1.1 目的、意义和范围1

1.2 化工热力学的内容及安排2

1.3　教材的结构体系5

1.4 热力学性质5

1.5 热力学基本概念的回顾6

1.6 热力学性质计算的一般方法7

习题8

第2章　p-V-T关系和状态方程9

2.1 引言9

2.2 纯物质的p-V-T相图9

2.3 状态方程12

2.4 立方型状态方程13

2.4.1　van der Waals（vdW）方程13

2.4.2 Redlich-Kwong（RK）方程14

2.4.3 Soave（SRK）方程14

2.4.4　Peng-Robinson（PR）方程15

2.5 多常数状态方程16

2.5.1 virial方程16

2.5.2 Benedict-Webb-Rubin（BWR）方程17

2.5.3 Martin-Hou（MH）方程18

2.6 混合法则19

2.6.1 virial方程的混合法则20

2.6.2 立方型方程20

2.6.3 BWR方程21

2.6.4 MH-81方程21

2.7 状态方程体积根的求解21

2.7.1 状态方程体积根在p-V图上的几何形态21

2.7.2 状态方程体积根的求解23

习题25

参考文献27

第3章　均相封闭系统热力学原理及其应用28

3.1 引言28

3.2 热力学定律与热力学基本关系式28

3.3 Maxwell关系式31

3.4 偏离函数33

3.5 以T,p为独立变量的偏离函数35

3.6 以T,V为独立变量的偏离函数38

3.7　逸度和逸度系数40

3.7.1 逸度和逸度系数的定义40

3.7.2 逸度系数与p-V-T的关系42

3.7.3 逸度和逸度系数随T,p的变化42

3.8 均相热力学性质计算46

3.8.1 纯物质46

3.8.2 定组成混合物48

3.9 纯物质的饱和热力学性质计算50

3.9.1 纯物质的汽-液平衡原理50

3.9.2 饱和热力学性质计算51

3.10 热力学性质图、表54

3.10.1 T-S图和lnp-H图的一般形式55

3.10.2 热力学性质图、表的制作原理56

习题58

参考文献60

第4章 均相敞开系统热力学及相平衡准则61

4.1 引言61

4.2 均相敞开系统的热力学关系62

4.3　相平衡准则63

4.4 非均相平衡系统的相律64

4.5 偏摩尔性质65

4.6 摩尔性质和偏摩尔性质之间的关系65

4.6.1 用偏摩尔性质表达摩尔性质66

4.6.2 用摩尔性质表达偏摩尔性质67

4.6.3 偏摩尔性质之间的依赖关系——Gibbs-Duhem方程67

4.7 混合过程性质变化69

4.8 混合物中组分的逸度70

4.8.1 定义71

4.8.2 由组分逸度表示的相平衡准则72

4.8.3　逸度的性质72

4.9 组分逸度系数的计算73

4.10 理想溶液和理想稀溶液77

4.11 活度系数定义及其归一化78

4.11.1 活度系数的对称归一化78

4.11.2 活度系数的不对称归一化79

4.12 超额性质81

4.12.1 超额吉氏函数81

4.12.2 混合焓84

4.12.3　其他超额性质85

4.13 活度系数模型85

4.13.1 二元Margules方程85

4.13.2 二元van Laar方程86

4.13.3　Wilson方程86

4.13.4 NRTL方程87

4.13.5 基团贡献法预测液体混合物的活度系数简介87

习题92

参考文献94

第5章　非均相系统的热力学性质计算95

5.1 引言95

5.2 混合物的汽-液平衡95

5.2.1 混合物的气-液相图96

5.2.2 汽-液平衡的准则和计算方法99

5.2.3 汽-液平衡计算类型100

5.2.4 状态方程法（EOS法）计算混合物的汽-液平衡102

5.2.5 关于相互作用参数105

5.2.6 状态方程＋活度系数法（EOS＋γ法）计算混合物的汽-液平衡108

5.2.7　低压气体在液体中的溶解度111

5.2.8 固体在流体中的溶解度113

5.2.9 活度系数模型参数的估算113

5.2.10 无模型法（NM法）简介117

5.2.11 汽-液平衡数据的一致性检验118

5.3 其他类型的相平衡计算121

5.3.1 液-液平衡122

5.3.2　汽-液-液平衡126

5.3.3 固-液平衡127

5.4 混合物热力学性质的相互推算129

5.4.1 EOS法129

5.4.2 活度系数法130

习题131

参考文献134

第6章 流动系统的热力学原理及应用135

6.1 引言135

6.2 热力学第一定律135

6.2.1 封闭系统的热力学第一定律135

6.2.2 稳定流动系统的热力学第一定律136

6.3 热力学第二定律和熵平衡137

6.3.1 热力学第二定律137

6.3.2　熵及熵增原理138

6.3.3 封闭系统的熵平衡139

6.3.4 稳定流动系统的熵平衡139

6.4 有效能与过程的热力学分析140

6.4.1　理想功140

6.4.2　损失功141

6.4.3 有效能141

6.4.4　有效能分析143

6.5 气体的压缩与膨胀过程145

6.5.1 气体的压缩145

6.5.2 气体的膨胀146

6.6 动力循环149

6.6.1 朗肯循环（Rankine Cycle）149

6.6.2 朗肯循环的改进152

6.7　制冷循环153

6.7.1 蒸汽压缩制冷循环153

6.7.2 吸收制冷循环原理介绍157

6.7.3　气体的液化158

6.8　热泵159

习题160

参考文献162

第7章　热力学在其他领域的应用163

7.1　界面热力学基础163

7.1.1 引言163

7.1.2　界面吸附和界面张力163

7.1.3 界面张力对于液体的影响169

7.1.4　溶液界面吸附170

7.1.5 气-固界面吸附173

7.2 电解质溶液热力学基础176

7.2.1 引言176

7.2.2 电解质溶液热力学177

7.2.3 电解质溶液模型简介181

7.2.4 挥发性电解质水溶液的相平衡188

7.2.5 蛋白质的双水相分离190

7.3 聚合物系统热力学简介192

7.3.1 引言192

7.3.2 聚合物溶液理论193

7.3.3 聚合物溶液的渗透压200

7.3.4 聚合物溶液的相平衡202

7.3.5　聚合物凝胶205

7.4 非平衡态热力学初步206

7.4.1 引言206

7.4.2　局部平衡假设207

7.4.3 不可逆过程的熵产208

7.4.4 非平衡态的线性区域210

7.4.5 最小熵产原理211

7.4.6 非平衡态的非线性区域212

7.4.7 应用213

7.5 环境热力学简介215

7.5.1 引言215

7.5.2 分配系数215

7.5.3 化学物质在环境中的分布221

7.5.4 生物体内化学物质的积累和放大效应224

参考文献225

第8章 常用热力学基础数据227

8.1 引言227

8.2 热力学数据查阅方法与工具227

8.2.1 数据手册227

8.2.2　数据库228

8.3 热力学数据的估算229

8.3.1　对应态原理229

8.3.2　基团贡献法236

8.3.3 混合物热力学数据的估算259

参考文献265

附录267

附录A　纯物质的物理性质表267

A-1 正常沸点、临界参数和偏心因子267

A-2 Antoine方程常数267

A-3 修正的Rackett方程268

A-4 理想气体摩尔热容269

附录B 三参数对应态普遍化热力学性质表269

B-1 压缩因子270

B-2 焓272

B-3 熵274

B-4　逸度276

B-5 比定压热容278

附录C 水的性质表280

C-1　饱和水280

C-2 过热水蒸气281

C-3 过冷液体水284

附录D 热力学性质图285

附录E 若干公式的推导289

E-1 式（4-69）的推导289

E-2 式（4-70）的推导289

E-3　证明290

附录F 热力学性质计算软件290

F-1　项目290

F-2 子菜单291

参考文献291

主要符号表292