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第一章 气体5

第一节 理想气体5

一、理想气体状态方程5

二、分压定律7

第二节 实际气体8

一、实际气体对于理想气体的偏差8

二、实际气体的状态方程10

三、对比状态原理14

四、用压缩因子图计算实际气体17

习题22

第二章 热力学第一定律24

第一节 基本概念24

一、系统与环境24

二、热力学平衡状态25

三、平衡状态的描述与状态函数25

四、过程和途径27

五、热量和功28

第二节 热力学第一定律28

一、内能是状态函数29

二、封闭系统热力学第一定律的数学表达式29

第三节 功的计算30

一、功的分类30

二、体积功的计算31

三、功与过程32

四、可逆过程34

第四节 热的计算36

一、等容热效应36

二、等压热效应和焓37

三、热容及简单变温过程热的计算38

四、相变热41

五、混合热42

第五节 第一定律对于理想气体的应用44

一、理想气体的内能和焓44

二、理想气体的热容46

三、理想气体的绝热过程46

第六节 第一定律对于实际气体的应用50

一、节 流过程及其特点50

二、Joule-Thomson系数及其应用51

三、实际气体的内能和焓52

第七节 第一定律对于化学反应的应用——热化学53

一、化学反应进度53

二、化学反应的热效应54

三、反应热的计算55

四、反应热的测量58

五、反应热与温度的关系60

六、非等温反应系统62

习题63

第三章 热力学第二定律68

第一节 自发过程的共同特征68

一、自发过程的方向和限度68

二、自发过程的共同特征69

第二节 热力学第二定律70

第三节 Carnot循环和Carnot定理72

一、Carnot循环的效率72

二、Carnot定理及其推论74

第四节 熵75

一、熵的导出76

二、热力学第二定律的数学表达式——Clausius不等式77

第五节 熵增加原理78

第六节 熵变的计算79

一、简单物理过程的熵变80

二、相变过程的熵变83

三、混合过程的熵变84

四、环境熵变86

第七节 热力学第三定律和规定熵87

一、Nernst热定理87

二、热力学第三定律88

三、规定熵的计算88

四、化学反应的熵变89

第八节 Helmholtz函数和Gibbs函数90

一、Helmholtz函数及Helmholtz函数减少原理90

二、Gibbs函数及Gibbs函数减少原理91

三、关于判据的总结92

四、功和热在特定条件下与状态函数变的关系92

第九节 各热力学函数间的关系93

一、Gibbs公式94

二、对应系数关系式95

三、Maxwell关系式95

四、基本关系式的应用96

第十节 △G及△A的计算102

一、简单物理变化过程的△G和△A103

二、相变过程的△G和△A104

三、混合过程的△G105

四、△G随T的变化106

习题108

第四章 统计热力学基础及熵的统计意义113

第一节 概论113

一、什么是统计热力学113

二、统计系统的分类114

三、数学知识114

第二节 分子的运动形式和能级公式115

一、分子的运动形式115

二、平动能级115

三、双原子分子的转动能级117

四、振动能级118

五、电子运动能级和核运动能级119

第三节 粒子的能量分布和系统的微观状态数119

一、能量分布119

二、定域子系的微观状态数121

三、离域子系的微观状态数122

四、统计力学的两个基本假定123

第四节 熵的统计意义124

第五节 Boltzmann分布定律126

一、Boltzmann分布定律126

二、分子配分函数130

第六节 热力学状态函数的配分函数表示式130

一、离域子系的状态函数130

二、定域子系的状态函数132

第七节 分子配分函数的计算133

一、配分函数的析因子133

二、平动配分函数134

三、转动配分函数135

四、振动配分函数136

五、零点能的选择所产生的影响137

六、电子配分函数140

七、核配分函数140

第八节 统计热力学对于理想气体的应用举例141

一、理想气体状态方程的导出141

二、关于理想气体内能和热容的讨论142

第九节 统计熵144

一、平动熵145

二、转动熵146

三、振动熵147

习题148

第五章 溶液热力学151

第一节 溶液的特点及组成表示法151

一、溶液的特点151

二、溶液组成的习惯表示方法151

第二节 偏摩尔量152

一、质点数目可变系统的状态描述152

二、偏摩尔量153

三、偏摩尔量的集合公式155

四、Gibbs-Duhem公式156

五、偏摩尔量的测量157

第三节 化学势159

一、化学势的定义159

二、敞开系统的基本关系式和化学势的其他形式159

三、化学势决定传质过程的方向和限度161

四、化学势与T和p的关系163

第四节 气体的化学势164

一、理想气体的化学势164

二、化学势的统计推导方法168

三、实际气体的化学势169

四、气体的逸度和逸度系数170

五、气体热力学函数的非理想性修正178

第五节 Raoult定律和理想溶液179

一、Raoult定律179

二、理想溶液及其化学势180

三、理想溶液的通性182

第六节 Henry定律和理想稀薄溶液184

一、Henry定律184

二、理想稀薄溶液及其化学势186

三、依数性190

四、二元溶液中溶剂和溶质性质的相关性197

第七节 非理想溶液198

一、活度和活度系数198

二、非理想溶液的化学势200

三、关于化学势、标准状态和活度的总结201

四、非理想溶液的混合性质和依数性203

五、活度的测定与计算207

六、超额热力学函数210

第八节 分配定律211

习题213

第六章 相平衡217

第一节 相平衡的必要条件217

一、相和相数的确定217

二、相平衡的必要条件218

第二节 相律218

一、系统的物种数和组分数218

二、自由度和自由度数219

三、相律219

第三节 单组分系统的两相平衡222

一、Clapeyron方程222

二、压力对蒸汽压的影响225

第四节 单组分系统的相图226

一、水的相图227

二、硫的相图228

第五节 二组分理想溶液的汽－液相图及其应用229

一、p-x图（蒸气压－组成图）229

二、T-x图（沸点－组成图）230

三、杠杆规则——质量守恒的必然结果231

四、分馏原理232

第六节 二组分非理想溶液的汽－液相图233

第七节 部分互溶双液系的液－液相图235

第八节 完全不互溶的双液系统238

第九节 二组分系统的固－液相图240

一、具有简单低共熔混合物的相图240

二、具有稳定化合物的相图243

三、具有不稳定化合物的相图245

四、形成固溶体的相图247

第十节 相图的规律性251

一、二组分系统相图的总结251

二、相图的结构253

第十一节 三组分系统的相图及其应用254

一、三组分系统组成的图示法254

二、部分互溶三液系的相图255

三、二盐－水系统的相图257

习题259

第七章 化学平衡267

第一节 化学反应的方向和限度267

一、非平衡系统的热力学性质267

二、化学平衡的条件269

三、平衡常数的导出271

四、化学反应方向的判断272

第二节 化学反应的标准摩尔Gibbs函数变273

一、△rG？m的意义273

二、△rG？m的计算274

三、△rG？m与T的近似线性关系及其应用275

第三节 关于平衡常数的讨论276

一、平衡常数的意义277

二、影响平衡常数的因素277

三、平衡常数的具体形式278

四、求算平衡常数的基本方法282

第四节 平衡计算举例283

一、计算平衡常数283

二、计算平衡组成286

第五节 平衡常数的统计计算方法291

一、平衡常数的统计表达式291

二、自由能函数与计算K？的表册方法293

三、△rU？m（OK）的计算方法294

第六节 各种因素对于化学平衡的影响297

一、平衡移动问题的共性298

二、温度对于化学平衡的影响298

三、压力对于化学平衡的影响299

四、惰性气体对于化学平衡的影响301

五、浓度对于化学平衡的影响301

习题304

习题答案310

附录315

参考文献324