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1 绪论1

1.1 化工热力学在化学工业中的地位和作用1

1.2 化工热力学研究的主要内容、方法与局限性3

1.2.1 化工热力学研究的主要内容3

1.2.2 化工热力学的研究方法及局限性4

1.3 热力学基本概念5

1.3.1 体系和环境5

1.3.2 状态与性质6

1.3.3 过程与循环7

1.3.4 温度8

1.3.5 能、热和功8

2 流体的热力学性质11

2.1 纯流体的pVT行为12

2.2 流体的状态方程14

2.2.1 理想气体状态方程15

2.2.2 维里方程16

2.2.3 立方形方程19

2.3 p、V、T关系的普遍化计算25

2.3.1 普遍化状态方程式25

2.3.2 两参数普遍化压缩因子关系式26

2.3.3 偏心因子与三参数压缩因子图31

2.3.4 普遍化第二维里系数关系式38

2.4 真实气体的混合物42

2.4.1 虚拟临界常数42

2.4.2 真实气体混合物的状态方程44

2.5 液体的p、V、T关系48

2.5.1 液体的状态方程48

2.5.2 普遍化关系式49

2.5.3 液体混合物的密度51

3 纯流体的热力学性质52

3.1 热力学性质间的关系53

3.1.1 单相流体的基本微分方程53

3.1.2 点函数间的数学关系53

3.1.3 Maxwell关系式54

3.2 热力学性质的计算55

3.3 利用剩余性质计算热力学性质59

3.3.1 HR和SR的基础式60

3.3.2 HR和SR的计算式61

3.3.3 普遍化关系式法计算气体的热力学性质63

3.3.4 用状态方程法计算HR和SR70

4 流体混合物（溶液）的热力学性质76

4.1 变组成体系热力学性质间的关系77

4.1.1 开系的热力学关系式和化学位77

4.1.2 化学位78

4.2 偏摩尔性质79

4.2.1 解析法计算偏摩尔性质81

4.2.2 作图法求偏摩尔性质83

4.3 逸度和逸度系数85

4.3.1 纯组分的逸度及逸度系数85

4.3.2 纯组分逸度和逸度系数的计算86

4.4 混合物中组分的逸度95

4.4.1 理想气体混合物与气态理想溶液95

4.4.2 理想溶液中组分的逸度和路易斯—蓝德尔规则96

4.4.3 混合物的逸度和溶液的组分逸度之间的关系99

4.4.4 利用状态方程计算混合物中组分的逸度102

4.5 活度和活度系数105

4.6 混合性质变化107

4.6.1 吉布斯—杜亥姆方程107

4.6.2 混合性质变化108

4.6.3 理想溶液的混合性质变化110

4.7 超额性质112

4.8 活度系数模型115

4.8.1 正规溶液模型116

4.8.2 Whol型方程118

4.8.3 无热溶液模型122

4.8.4 局部组成型方程123

5 化工过程的能量分析133

5.1 稳流体系能量平衡方程式133

5.2 功热间的转换138

5.3 熵函数141

5.3.1 热力学第二定律描述141

5.3.2 熵141

5.3.3 熵平衡143

5.4 有效能与过程热力学分析145

5.4.1 理想功146

5.4.2 损失功147

5.4.3 热力学效率147

5.4.4 有效能149

5.4.5 过程的不可逆性和无效能154

5.4.6 有效能效率和有效能分析157

6 相平衡164

6.1 平衡的判据165

6.2 相律166

6.3 汽液平衡相图167

6.4 互溶体系的汽液平衡关系式174

6.4.1 状态方程法（EOS法）175

6.4.2 活度系数法175

6.5 中、低压下汽液平衡的计算176

6.5.1 中、低压下泡点和露点的计算177

6.5.2 烃类体系的K值法181

6.6 汽液平衡数据的热力学一致性检验183

6.6.1 热力学一致性检验183

6.6.2 热力学一致性检验的定性描述185

6.6.3 热力学一致性检验的定量描述186

6.7 液液平衡190

6.7.1 液液平衡相图190

6.7.2 溶液的稳定性194

6.7.3 二元体系液液平衡的计算196

7 压缩、膨胀、蒸气动力循环和制冷循环198

7.1 压缩过程热力学分析199

7.2 单级压缩机可逆轴功的计算201

7.2.1 等温压缩201

7.2.2 绝热压缩201

7.2.3 多变压缩203

7.2.4 真实气体压缩功的计算203

7.3 多级压缩功的计算206

7.4 气体压缩的实际功耗208

7.5 叶轮式压缩机209

7.6 卡诺循环209

7.7 蒸气动力循环212

7.7.1 朗肯循环212

7.7.2 朗肯循环的改进217

7.8 制冷、热泵和深冷循环222

7.8.1 蒸气压缩制冷循环223

7.8.2 制冷能力228

7.8.3 多级蒸气压缩制冷循环229

7.8.4 吸收制冷循环233

7.8.5 蒸气喷射制冷循环241

7.8.6 热泵及其应用244

7.8.7 深度冷冻循环245

8 化学反应平衡253

8.1 化学反应平衡基础254

8.1.1 单一反应254

8.1.2 复杂反应体系256

8.2 均相化学反应258

8.2.1 真实气体混合物中的反应259

8.2.2 液相混合物中的反应265

8.3 非均相化学反应271

8.4 化学反应平衡常数及有关计算276

8.4.1 化学反应平衡的判据276

8.4.2 标准自由焓变化与平衡常数277

8.4.3 平衡常数的计算279

8.5 温度对平衡常数的影响282

8.6 工艺参数对化学平衡组成的影响285

8.6.1 温度的影响286

8.6.2 压力的影响286

8.6.3 惰性气体的影响287

8.6.4 反应物组成的影响288

8.7 复杂化学反应平衡290

8.7.1 化学反应体系的相律290

8.7.2 复杂化学反应平衡问题的分析295

8.7.3 复杂化学反应平衡计算298

附录302

附录1 纯物质的物理性质表302

附录2 三参数对应态普遍化热力学性质304

附录3 水蒸气表313

附录4 氨（NH3）的饱和蒸气表319

附录5 氟利昂－12（CF2Cl2）的饱和蒸气表319

附录6 氨的lgp-H图320

附录7 空气的T-S图321

附录8 烃类的p-T-K列线图322

参考文献325