化工热力学（第五版）

　　《化工热力学》（第五版）介绍了经典热力学原理及其在化工中的应用。本书在介绍热力学基本概念、性质和结构体系的基础上，详细介绍了p-V-T关系和状态方程、均相封闭系统热力学原理及其应用、均相敞开系统热力学及相平衡准则、非均相系统的热力学性质计算，另外还介绍了流动系统的热力学原理及应用、化学反应平衡和常用热力学基础数据。本书新增了典型工程应用案例，读者可扫描书中二维码获取。为方便教与学、提高教学效率，本书还配有计算程序ThermalCal，有需要者可登录www.cipedu.com.cn免费下载。 《化工热力学》（第五版）是化学工程与工艺专业的本科生教材，也可供化学类、化工与制药类、材料类和能源动力类专业的教师、研究生和工程技术人员参考。

　　陈新志，浙江大学 化学工程与生物工程学院，教授，师从化工热力学专家、中国科学院院士侯虞钧教授，并获得硕士、博士学位。学位论文均是化工热力学的研究及应用，热力学基础较好。 完成了多项化工热力学科研项目，如“大型合成氨中热力学性质及模型（原石化总公司项目）”，“新形状因子对应态原理的研究及应用（国家自然科学基金No.29876033）”，“状态方程的研究及应用（教育部博士点基金No.98033508）”，“适用于固体物系的状态方程研究（浙江省自然科学基金No.298030）”等；以第 一作者或通信作者发表化工热力学方面的科研论文62篇，化工热力学应用能力较强。 长期在本科生和研究生教学第一线，参与教学改革。主持了若干教材建设和教改项目，如主持了教育部新世纪网络工程项目“化工热力学网络教材”，通过教育部验收；主编了教育部面向21世纪教材“化工热力学”；主编了教学参考书“化工热力学习题精解”；负责完成了“化工热力学CAI建设”（浙大课程建设基金）。发表的化工热力学教材和教学研究方论文如下： 陈新志，“化工热力学”教材设计，高等工程教育研究，2000，增刊：69 陈新志，“化工热力学”教材改革，化工高等教育，2000，3：25

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3
1.3教材的结构体系5
1.4热力学性质6
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9

第2章p-V-T关系和状态方程10
2.1引言10
2.2纯物质的p-V-T相图11
2.3状态方程14
2.4立方型状态方程15
2.4.1van der Waals（vdW）方程15
2.4.2Redlich-Kwong（RK）方程16
2.4.3Soave（SRK）方程16
2.4.4Peng-Robinson（PR）方程17
2.5多常数状态方程18
2.5.1virial方程18
2.5.2Benedict-Webb-Rubin（BWR）方程19
2.5.3Martin-Hou（MH）方程20
2.6混合法则21
2.6.1virial方程的混合法则22
2.6.2立方型方程22
2.6.3BWR方程23
2.6.4MH-81方程23
*2.7状态方程体积根的求解23
2.7.1状态方程体积根在ｐ-V图上的几何形态24
2.7.2状态方程体积根的求解25
习题29
参考文献30

第3章均相封闭系统热力学原理及其应用31
3.1引言31
3.2热力学定律与热力学基本关系式32
3.3Maxwell关系式34
3.4偏离函数36
3.5以T、p为独立变量的偏离函数38
3.6以T、V为独立变量的偏离函数41
3.7逸度和逸度系数44
3.7.1逸度和逸度系数的定义44
3.7.2逸度系数与p-V-T的关系46
3.7.3逸度和逸度系数随T、p的变化46
3.8均相热力学性质计算50
3.8.1纯物质50
3.8.2定组成混合物52
3.9纯物质的饱和热力学性质计算54
3.9.1纯物质的汽-液平衡原理54
3.9.2饱和热力学性质计算55
3.10热力学性质图、表58
3.10.1T-S图和lnp-H图的一般形式59
3.10.2热力学性质图、表的制作原理60
习题63
参考文献64

第4章均相敞开系统热力学及相平衡准则65
4.1引言65
4.2均相敞开系统的热力学关系66
4.3相平衡准则67
4.4非均相平衡系统的相律69
4.5偏摩尔性质69
4.6摩尔性质和偏摩尔性质之间的关系70
4.6.1用偏摩尔性质表达摩尔性质70
4.6.2用摩尔性质表达偏摩尔性质71
4.6.3偏摩尔性质之间的关系——Gibbs-Duhem方程72
*4.7混合过程性质变化73
4.8混合物中组分的逸度75
4.8.1定义75
4.8.2由组分逸度表示的相平衡准则76
4.8.3组分逸度的性质77
4.9组分逸度系数的计算77
4.10理想溶液和理想稀溶液81
4.11活度系数定义及其归一化83
4.11.1活度系数的对称归一化83
4.11.2活度系数的不对称归一化84
4.12超额性质86
4.12.1超额吉氏函数86
4.12.2混合焓89
4.12.3其他超额性质89
4.13活度系数模型90
4.13.1二元Margules方程90
4.13.2二元van Laar方程90
4.13.3Wilson方程91
4.13.4NRTL方程91
*4.13.5基团贡献法预测液体混合物的活度系数简介92
习题98
参考文献99

第5章非均相系统的热力学性质计算100
5.1引言100
5.2混合物的汽-液平衡101
5.2.1混合物的气-液相图101
5.2.2汽-液平衡的准则和计算方法104
5.2.3汽-液平衡计算类型105
5.2.4状态方程法（EOS法）计算混合物的汽-液平衡108
5.2.5关于相互作用参数110
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114
5.2.7气体在液体中的溶解度117
5.2.8固体在流体中的溶解度118
5.2.9活度系数模型参数的估算119
*5.2.10无模型法（NM法）简介123
5.2.11汽-液平衡数据的一致性检验124
5.3其他类型的相平衡计算127
5.3.1液-液平衡128
5.3.2汽-液-液平衡132
*5.3.3固-液平衡133
*5.4混合物热力学性质的相互推算136
5.4.1EOS法136
5.4.2活度系数法137
习题138
参考文献141

第6章流动系统的热力学原理及应用142
6.1引言142
6.2热力学第一定律143
6.2.1封闭系统的热力学第一定律143
6.2.2稳定流动系统的热力学第一定律143
6.3热力学第二定律和熵平衡145
6.3.1热力学第二定律145
6.3.2熵及熵增原理145
6.3.3封闭系统的熵平衡146
6.3.4稳定流动系统的熵平衡146
6.4有效能与过程的热力学分析148
6.4.1理想功148
6.4.2损失功149
6.4.3有效能150
6.4.4有效能分析152
6.5流体的压缩与膨胀过程154
6.5.1流体的压缩154
6.5.2流体的膨胀154
6.6动力循环157
6.6.1朗肯循环（Rankine Cycle）157
6.6.2朗肯循环的改进160
6.7制冷循环162
6.7.1蒸汽压缩制冷循环162
6.7.2吸收制冷循环原理介绍166
6.7.3气体的液化167
6.8化工过程的能源高效利用168
6.8.1热泵技术与应用168
6.8.2多效蒸发172
习题175
参考文献178

第7章化学反应平衡179
7.1引言179
7.2化学反应的化学计量179
7.3化学反应平衡准则180
7.3.1化学反应进行方向与平衡常数180
7.3.2压力对平衡的影响182
7.3.3温度对平衡的影响184
7.4相平衡与化学反应平衡187
7.5多重化学反应平衡189
习题191
参考文献192

第8章常用热力学基础数据193
8.1引言193
8.2热力学数据查阅方法与工具193
8.2.1数据手册193
8.2.2数据库194
8.3热力学数据的估算195
8.3.1对应态原理195
8.3.2基团贡献法202
8.3.3混合物热力学数据的估算226
参考文献236

附录238
附录A纯物质的物理性质表238
附录B三参数对应态普遍化热力学性质表240
附录C水的性质表251
附录D热力学性质图256
附录E若干公式的推导260
附录F热力学性质计算软件261
参考文献262

主要符号表263