化工熱力學（簡體書）

《化工熱力學》吸取國內外新教材的精華,參考多數高校執行的48~56學時安排，在系統介紹化工熱力學原理的前提下，加強化工過程實用知識與實用計算方法的闡述，以強化學生利用熱力學原理解決化工生產實際問題能力的培養。
全書共分10章，首先介紹了熱力學定律與基本原理、流體的容積性質、流體的熱力學性質；將真實氣體混合物的熱力學性質計算單設一章，以增強實際流股工況計算訓練；接著講述溶液的熱力學性質、流體相平衡與化學反應平衡；后講述流體流動、壓縮、膨脹與節流過程熱力學計算，蒸汽動力循環及制冷循環過程與計算，及典型化工過程的熱力學分析。書中各章都配有例題與習題。習題設置注意知識點的覆蓋，并附有答案。
本書可作為高等學校化工及相關專業教材，也可供相關工程技術人員參考。
本書配有《化工熱力學》（英文版）教材,可供雙語教學使用。

于志家，大連理工大學化學工程系老師，長期從事化學工程基礎、化工傳遞、單元操作、多相流動與化工熱力學等方面的科學研究與教學。負責完成國家自然科學基金項目2項，遼寧省自然科學基金項目2項，完成企業工程設計等多項，對化工熱力學的基礎理論及其在相關研究與工程實際中的應用有深層次的理解與心得。
主講本科生《化工熱力學》與《化工計算》課程，雙語教學，獲大連理工大學優 秀課程與教學質量優 秀獎。

《化工熱力學》為工程師教育培養計劃系列教材之一；
《化工熱力學》吸取國內外教材的精華,按照48~56學時設置內容；
《化工熱力學》系統介紹化工熱力學原理，強化化工過程實用知識與實用計算方法；
《化工熱力學》可幫助讀者獲得更多的、利用熱力學原理解決化工生產實際問題的能力。

第1章概述1
1.1化工熱力學的發展歷程1
1.2系統與環境2
1.3化學狀態與流體性質2
1.4熱力學定律3
1.4.1控制質量系統的熱力學定律4
1.4.2控制體積系統的熱力學定律4
1.5熱力學第二定律8
1.5.1熱量向功轉化的上限9
1.5.2熵11
1.5.3熱力學第二定律的數學表達12
思考題14
習題14


第2章流體的容積性質16
2.1純物質的p-V-T行為16
2.2流體的狀態方程18
2.2.1理想氣體狀態方程18
2.2.2維里(Virial)方程19
2.2.3立方型方程21
2.3氣體的普遍化關聯30
2.3.1對應狀態原理31
2.3.2普遍化的立方型狀態方程31
2.3.3兩參數對應狀態原理33
2.3.4三參數對應狀態原理35
2.3.5普遍化第二維里系數關聯式37
2.4液體與似液體通用立方型狀態方程的根40
2.5液體普遍化關聯42
思考題44
習題45


第3章流體的熱力學性質46
3.1均相流體系統的熱力學基本關系式46
3.2焓和熵的計算48
3.3剩余性質50
3.4剩余性質的計算52
3.4.1由狀態方程求剩余性質52
3.4.2由普遍化壓縮因子關系求剩余焓和剩余熵54
3.4.3由普遍化維里系數求剩余焓和剩余熵57
3.5液體焓和熵的計算63
3.6熱力學性質圖表64
3.6.1TS圖65
3.6.2pH圖68
3.6.3HS圖68
思考題71
習題72


第4章真實氣體混合物的熱力學性質74
4.1混合規則74
4.2真實氣體混合物普遍化壓縮因子和摩爾體積的計算76
4.2.1Amagat定律(分體積定律)和普遍化壓縮因子圖聯用76
4.2.2真實氣體混合物的狀態方程77
4.3真實氣體混合物剩余焓和剩余熵的計算83
4.3.1由RK方程計算真實氣體混合物的剩余焓和剩余熵83
4.3.2由普遍化第二維里系數計算真實氣體混合物的剩余焓和剩余熵83
4.3.3由普遍化關聯圖計算真實氣體混合物的剩余焓和剩余熵85
思考題88習題89


第5章溶液熱力學90
5.1敞開系統的熱力學關系式與化學勢91
5.2偏摩爾性質92
5.3逸度和逸度系數96
5.3.1純氣體的逸度計算97
5.3.2純液體的逸度計算101
5.3.3溶液中組分的逸度計算103
5.3.4利用Microsoft Excel進行熱力學性質計算108
5.4理想溶液與標準態112
5.5過量性質與混合過程中的性質變化114
5.5.1過量性質114
5.5.2混合過程中的性質變化115
5.5.3焓濃圖116
5.6活度和活度系數117
5.6.1Wohl型方程120
5.6.2基于局部組成概念的活度系數方程123
5.6.3UNIQUAC和UNIFAC模型125
思考題128
習題129


第6章相平衡131
6.1相平衡的判據131
6.2汽液平衡132
6.2.1低壓下的汽液平衡134
6.2.2中壓下的汽液平衡142
6.2.3高壓下的汽液平衡157
6.3氣液平衡159
6.4液液平衡161
6.4.1液液平衡相圖161
6.4.2溶液的穩定性162
6.4.3液液平衡計算164
6.5汽液液平衡(VLLE)165
思考題168
習題168


第7章化學反應平衡171
7.1反應坐標172
7.2化學反應平衡判據的應用174
7.3標準Gibbs能的變化及平衡常數175
7.4溫度對平衡常數的影響177
7.5平衡常數的估算180
7.6平衡常數與組成的關系182
7.6.1氣相反應182
7.6.2液相反應183
7.7單一反應的平衡轉化率184
7.7.1均相反應185
7.7.2非均相反應186
7.8反應系統的相律和Duhem定理187
7.9多個反應平衡189
7.10燃料電池195
思考題199
習題199


第8章流動系統的熱力學分析200
8.1質量守恒201
8.2能量守恒202
8.3熵衡算205
8.3.1熵的概念205
8.3.2熵的衡算205
8.4熱力學方法的過程分析208
8.4.1流體流動過程分析209
8.4.2壓縮過程211
8.4.3膨脹過程217
8.4.4節流過程218
思考題222
習題222


第9章熱力學循環224
9.1卡諾循環及其逆循環224
9.2朗肯循環和蒸汽動力裝置225
9.2.1卡諾熱機的改進226
9.2.2朗肯循環的改進230
9.3蒸汽壓縮制冷循環233
9.4吸收式制冷循環234
9.5熱泵循環236
9.6吸收式熱泵237
思考題239
習題239


第10章化工過程的節能分析241
10.1理想功241
10.2損耗功242
10.3典型過程的分析244
10.3.1管內流動過程24410.3.2換熱過程244
10.3.3逆流換熱和順流換熱245
10.4能量優原則246
思考題248
習題248


附錄250
附錄A單位換算系數與通用氣體常數250
附錄B純物質的性質250
附錄C比熱容與物質生成性質253
附錄DLee-Kesler普遍化關聯表257
附錄E水蒸氣表272
附錄F熱力學圖301


習題參考答案303


參考文獻306