化学和工程热力学（第3版）

　　随着中国社会主义现代化建设进入新的阶段，以高质量的高等教育培养千百万专门人才，迎接新世纪的挑战，是实现“科教兴国”战略的基础工程，也是完成“十五”计划各项奋斗目标的重要保证。为切实加强高等学校本科教学并提高教学质量，教育部于2001年专门下发文件提出12条意见，对高等学校教学工作从认识、管理、教师队伍到教学方法和教学手段等给予指导。文件强调，按照“教育要面向现代化、面向世界、面向未来”的要求，为适应经济全球化和科技国际化的挑战，本科教育要创造条件使用英语等外语进行公共课和专业课教学。在文件精神指导下，全国普通高等学校尤其是重点高校中兴起了使用国外教材开展教学活动的潮流。如生物技术与工程、环境科学与工程、材料科学与工程及作为其学科基础理论重要组成部分的化学技术和化学工程技术又是这股潮流中最为活跃的领域之一。在教育部“化工类专业人才培养方案及教学内容体系改革的研究与实践”项目组及“化工类专业创新人才培养模式、教学内容、教学方法和教学技术改革的研究与实践”项目组和“全国本科化学工程与工艺专业教学指导委员会”的指导和支持下，化学工业出版社及时启动了引进国外名校名著的教材工程。出版社组织编辑人员多次赴国外学习考察，通过国外出版研究机构对国外著名的高等学校进行调查研究，搜集了一大批国际知名院校的现用教材选题。他们还联络国内重点高校的专家学者组建了“国外名校名著评价委员会”，对国外和国内高等本科教学进行比较研究，对教材内容质量进行审查评议，然后决定是否引进。他们与国外许多著名的出版机构建立了联系，有的还建立了长期合作关系，以掌握世界范围内优秀教材的出版动态。以其化学化工专业领域的优势资源为基础，化学工业出版社的教材引进主要涉及化学、化学工程与工艺、环境科学与工程、生物技术与工程、材料科学与工程、制药工程等专业，对过程装备与控制工程、自动化等传统专业教材的引进也在规划之中。

　　STANLEY I.SANDLER earned the B．Ch．E．degree in 1962 from the City College of New Y0rk．and the Ph．D．in chemical engineering from the University of Minnesota in 1966．He was then a National Science Foundation Postdoctoral Fellow at　the Institute for Molecular Physics at the University of Maryland for the 1966-67　academic year．He joined the faculty of the University of Delaware in 1967 as all assistant professor，and was promoted to associate professor in 1970．professor in 1973 and Henry Belin du Pont Professor of Chemical Engineering in 1982．He was department chairman from 1 982 to 1986．He currently is also professor of chemistry and biochemistry at the University of Delaware and founding director of its Center for Molecular and Engineering Thermodynamics．He has been a visiting professor at Imperial College（London），the Technical University of Berlin．the University of Queensland（Australia）and the University of California．Berkeley．In addition to this book．Professor Sandier is the author of 225 research papers and a monograph，and he is the editor of a book on thermodynamic modeling and five conference proceedings．Among his many awards and honors are a Faculty Scholar Award（1971）from the Camille and Henry Dreyfus Foundation，a Research Fellow-ship（1980）and US．Senior Scientist Award（1988）from the Alexander von Humboldt Foundation（Germany），the 3M Chemical Engineering Lectureship Award （1988）from the American Society for Engineering Education，the Professional Progress（1984）and Warren K．Lewis Awards（1996）from the American Institute of Chemical Engineers，the E．V Murphree Award（1996）from the American Chemical Society， the Rossini Lectureship Award（1 997）from the International Union of Pure and Applied Chemistry， and election to the US．National Academy of Engineering

  NOTATION  CHAPTENR  1        INTRODUCTION                                   1.1  the  Central  Problems  of  Thermodynamics       11.2 A  System  of  Units        31.3 The  Equilibrium  State        51.4 Pressure ,  Temperature ,  and  Equilibrium        71.5 Heat ,  Work ,  and    the   Conservation  of  Energy        121.6 Specification  of  the  Equilibrium  State ;  Intensive  and  Extensive  Variables;  Equations  of  State        151.7 A  Summary  of  Important  Experimental  Observations        181.8 A  Comment  on  the  Development  of Thermodynamics         20
  CHAPTER    2         CONSERVATION  OF  MASS  AND  ENERGY    22                                   2.1  A  General   Balance  Equation  and  Conserved                                             Quantities         23                                   2.2  Conservation  of  Mass         272.3 Conservation  of  Energy        302.4 The  Thermodynamic  Properties  of   Matter    432.5 Applications   of  the  Mass  and  Energy  Balances        512.6 Conservation  of  Momentum        752.7 The  Microscopic  Equations  of  Change  for  Thermodynamics  and  Fluid  Mechanics (Optional)         76
  CHAPTER  3           ENTROPY:  AN  ADDITIONAL   BALANCE                                   EQUATION             893.1 Entropy:  A  New  Concept         903.2 The  Entropy  Balance  and  Reversibility        973.3 Heat,  Work ,  Engines,   and  Entropy        1033.4 Entropy  Changes  of  Matter        1123.5 Applications  of  the  Entropy  Balance        1153.6 Liquefaction        1283.7 Power    Generation    and    Refrigeration    Cycles         1323.8 The  Thermodynamics  of  Mechanical  Explosions        1543.9 The   Microscopic   Entropy   Balance     (Optional)        163
  CHAPTER   4          THE  THERMODYNAMIC  PROPERTIES  OF                                    REAL  SUBSTANCES         1754.1 Some  Mathematical  Preliminaries         1754.2 The  Evaluation  of  Thermodynamic  partial  Derivatives         1794.3 The  Ideal  Gas  and  Absolute-Temperature  Scales         1944.4 The  Evaluation  of  Change  in  the  Thermodynamic  Properties  of  Real  Substances  Accompanying  a  Change  of  State        1954.5 An  Example  Involving  the  Change  of  State  of  a  Real  Gas        2194.6 The  Principle  of  Corresponding  States        2254.7 Generalized  Equations  of  State        2384.8 The  Third  Law  of  Thermodynamics         2424.9 More  About  Thermodynamic Partial  Derivatives (Optional )         243
  CHAPTER  5           EQUILIBRIUM  AND  STABILITY  IN  ONE-                                   COMPONENT   SYSTEMS         2605.1 The  Criteria  for  Equilibrium        2605.2 Stability  of  Thermodynamic  Systems        2655.3 Phase  Euqilibria :  Application  of  the  Equilibrium  and  Stability         2725.4 The  Molar  Gibbs  Free  Energy  and  Fugacity  of  a  Pure  Component        2795.5 The  Calculation  of  Pure  Fluid-Phase  Equilibrium:  The  Computation  of  Vapor  Pressure  from  an  Equilibrium  of  State        2955.6 The  Specification  of  the  Equilibrium Thermodynamic  State  of  a  System  of  Several  Phases :  The  Gibbs  Phase  Rule  for   a  One-Component  System         3035.7 Thermodynamic  Properties  of  Phase  Transitions        307  CHAPTER  6           THE  THERMODYNAMICS  OF                                     MULTICOMPONENT  MIXTURES          3246.1 The   Thermodynamic   Description   of    Mixtures        3246.2 The  Partial  Molar  Gibbs  Free  Energy  and  the  Generalized  Gibbs-Duhem  Equation        3336.3 A  Notation  for  Chemical  Reactions        3376.4 The  Equations  of  Change  for  a  Multicomponent  System        3406.5 The  Heat  of  Reaction  and  a  Convention  for  the  Thermodynamic  Properties  of Reacting  Mixtures        3496.6 The  Experimental  Determination  of  the  Partial  Molar  Volume  and  Enthalpy         3546.7 Criteria  for  Phase  Equilibrium  in  Multicomponent  Systems         3646.8 The   Criteria   for   Chemical  Equilibrium,   and  Combined    Chemical  and   Phase      Equilibrium          3686.9 The  Specifica