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| 內容簡介： |
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《化工热力学》为适用于应用型人才培养的化工热力学教材。全书以能量与物质为主线，共分为7章，包含绪论，流体的p-V-T 关系和状态方程，纯流体热力学性质焓和熵的计算，化工过程能量分析，动力循环与制冷循环，溶液热力学性质的计算和相平衡热力学。各章开头所设引言，简练地介绍了该章主要内容和知识点之间的逻辑关系。章后附有本章小结，将各章知识点总结为“至简公式”，融合知识点与学习方法。同时，每章均设置了课程思政内容及多种题型的习题，为教学提供便利。《化工热力学》为化学工程与工艺专业本科教材，也能作为应用化学、制药工程、环境工程、高分子材料与工程等本科专业的教学用书，对从事相关工作的工程技术人员也具有一定的参考价值。
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| 關於作者： |
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向丽，武汉工程大学邮电与信息工程学院 化工与材料工程学院副院长，副教授。闫志国，武汉工程大学 化工与制药学院副院长，教授。金士威，中南民族大学 化学与材料科学学院副院长，教授。
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| 目錄：
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第1章 绪论 0011.1 化工热力学的产生 0021.2 化工热力学的研究内容 0041.3 化工热力学的研究方法 0041.3.1 状态函数法 0051.3.2 演绎法 0051.3.3 理想化加校正的方法 0061.4 化工热力学的学习方法 006专业认知教育 007习题 008第2章 流体的p-V-T 关系和状态方程 009引言 0102.1 纯物质的p-V-T 关系 0102.1.1 纯物质的p-V-T 相图 0102.1.2 T-V 图 0112.1.3 p-V 图 0122.1.4 p-T 图 0132.2 纯流体的状态方程 0142.2.1 理想气体状态方程 0142.2.2 立方型状态方程 0152.2.3 多常数状态方程 0212.2.4 对应态原理和普遍化状态方程 0232.3 纯物质的饱和热力学性质 0282.3.1 纯物质的饱和蒸气压 0282.3.2 相变焓和相变熵 0292.3.3 液体的p-V-T 关系 0302.4 真实流体混合物的p-V-T关系 0322.4.1 混合规则 0322.4.2 临界参数的混合规则 0322.4.3 维里系数的混合规则 0332.4.4 立方型状态方程常数的混合规则 0342.5 状态方程的比较和选用 034本章小结 036人生观漫谈 036习题 037第3章 纯流体热力学性质焓和熵的计算 040引言 0413.1 热力学性质间的关系 0413.1.1 热力学基本方程 0413.1.2 Maxwell关系式 0423.1.3 热容关系式 0443.2 热力学性质H 、S 的计算关系式 0463.2.1 H 、S 随T 、p 变化的关系式 0463.2.2 理想气体H 、S 的计算关系式 0483.2.3 真实气体H 、S 的计算关系式 0493.3 真实流体的剩余性质 0493.3.1 剩余性质的定义 0493.3.2 剩余性质的计算 0503.3.3 用立方型状态方程计算剩余性质 0513.3.4 用普遍化状态方程计算剩余性质 0533.4 纯流体的热力学性质图和表 0593.4.1 热力学性质图 0593.4.2 热力学性质表 0613.4.3 热力学性质图和表的应用和局限 063本章小结 064科学方法论 064习题 065第4章 化工过程能量分析 068引言 0694.1 热力学基本概念 0704.1.1 体系与环境 0704.1.2 平衡状态与热力学过程 0704.1.3 可逆过程与循环过程 0704.1.4 状态函数与过程函数 0714.1.5 热和功 0714.2 热力学第一定律及其应用 0724.2.1 稳流系统的热力学第一定律 0724.2.2 稳流系统的热力学第一定律的简化与应用 0734.3 热力学第二定律与熵平衡 0774.3.1 封闭体系的熵平衡方程 0784.3.2 孤立体系的熵平衡方程 0784.3.3 敞开体系的熵平衡方程 0794.4 熵分析法 0814.4.1 理想功 0814.4.2 损失功 0834.4.3 热力学效率 0854.4.4 化工传递过程的熵分析 0864.5 有效能分析法 0914.5.1 能量的级别与有效能 0924.5.2 稳流过程有效能计算 0924.5.3 有效能平衡方程与有效能效率 0974.6 化工过程能量分析及合理用能 1004.6.1 热力学分析的三种方法 1004.6.2 合理用能基本原则 108本章小结 109熵增原理感悟 110习题 112第5章 动力循环与制冷循环 115引言 1165.1 气体的压缩与膨胀 1165.1.1 气体的压缩 1165.1.2 气体的膨胀 1205.2 蒸汽动力循环 1245.2.1 卡诺循环 1245.2.2 朗肯循环 1265.3 内燃机和燃气轮机热力过程分析 1345.3.1 内燃机热力过程分析 1345.3.2 燃气轮机热力过程分析 1365.4 制冷循环 1375.4.1 逆卡诺循环 1375.4.2 蒸汽压缩制冷循环 1385.4.3 制冷工质的选择 1415.4.4 吸收式制冷循环 1425.4.5 热泵和热管 143本章小结 146社会责任感 147习题 148第6章 溶液热力学性质的计算 152引言 1536.1 均相敞开体系的热力学基本方程和化学势 1536.2 偏摩尔性质 1556.2.1 偏摩尔性质的定义 1556.2.2 偏摩尔性质之间的关系 1576.2.3 偏摩尔性质的计算 1576.2.4 偏摩尔性质间的Gibbs-Duhem方程 1606.3 混合变量 1616.3.1 混合变量的定义 1626.3.2 混合体积变化 1626.3.3 混合焓变 1636.4 逸度和逸度系数 1646.4.1 逸度和逸度系数的定义 1656.4.2 逸度和逸度系数的计算 1676.4.3 液体的逸度 1726.4.4 温度和压力对逸度的影响 1736.5 理想溶液和标准态 1746.5.1 理想溶液的定义与标准态 1746.5.2 理想溶液的特征及关系式 1766.5.3 理想溶液模型的用途 1766.6 活度系数和超额性质 1776.6.1 活度和活度系数的定义 1786.6.2 活度系数标准态的选择 1796.6.3 超额性质 1806.7 活度系数模型 1836.7.1 Redlich-Kister经验式和溶液理论 1836.7.2 Margules方程 1846.7.3 van Laar方程 1856.7.4 局部组成概念与Wilson方程 1866.7.5 NRTL方程 1896.7.6 UNIQUAC方程 1896.7.7 基团溶液模型与UNIFAC方程 1906.7.8 不同活度系数模型的比较和选择 191本章小结 191科学家精神 193习题 195第7章 相平衡热力学 201引言 2027.1 相平衡判据和相律 2027.2 汽液平衡相图 2047.2.1 二元理想溶液相图 2047.2.2 完全互溶的二元真实溶液相图 2057.2.3 部分互溶的二元真实溶液相图 2077.2.4 二元定组成体系相图 2087.3 汽液平衡比的计算 2087.3.1 汽液平衡比的定义 2097.3.2 状态方程法 2097.3.3 活度系数法 2107.3.4 两种计算方法的比较 2147.4 汽液平衡计算 2147.4.1 泡点和露点计算 2147.4.2 闪蒸过程计算 2197.4.3 汽液平衡数据的热力学一致性检验 2217.5 其他类型相平衡 2237.5.1 液液平衡 2237.5.2 气液平衡 2247.5.3 固液平衡 226本章小结 226科学家精神 227习题 229附录 233附录1 常用单位换算表 234附录2 一些物质的基本物性数据表 235附录3 Antoine方程常数 237附录4 一些物质的理想气体摩尔热容与温度的关联式系数表 238附录5 水的性质表 240附录5.1 饱和水与饱和蒸汽表(按温度排列) 240附录5.2 饱和水与饱和蒸汽表(按压力排列) 242附录5.3 未饱和水与过热蒸汽表 243附录6 氨饱和液态与饱和蒸气的热力学性质表 248附录7 空气中的T-S 图 251附录8 氨的T-S 图 252附录9 氨的lnp-H 图 253附录10 水蒸气的H-S 图 254主要符号说明 255参考文献 256
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化工热力学是化学工程学科的一个重要组成部分和基础分支学科，是国内外化学工程与工艺专业的主干课程，是化工过程研究、开发和设计的理论基础。本书为武汉工程大学化学工程与工艺专业国家级一流本科专业建设成果教材。本书坚持“守正创新”“立德树人”的教育理念，以夯实理论基础、面向工程应用、引导科学思维、启发创新意识为编写原则。在叙述中由浅入深，注重知识点之间的逻辑关系，同时注重与先修课程物理化学和后续课程分离工程等的衔接，力争做到化繁为简。为适用于应用型人才培养，本书主要具备以下特点。(1)主线清晰。本书以能量和物质为两条主线，分析能量和物质有效利用极限，科学指导节能减排，为实现我国“碳达峰”和“碳中和”目标提供理论基础。(2)内容精练。本着少而精的原则，围绕能量和物质的有效利用，本书共设置7章内容，各章节内容均进行仔细推敲和甄选，力争帮助学生掌握化工热力学的基本概念、基本理论和基本方法，配备一定的例题，并且在章末设置填空、选择、判断和解答题等多个类型的习题，帮助学生举一反三，实用性强。(3)学习方法创新。本书将两千年前老子的“大道至简”和五百年前王阳明的“知行合一”的朴素哲学思想与化工热力学的专业知识相融合，将各章知识点总结为“至简公式”列于章末的本章小结部分，融汇知识点与学习方法，为学生化繁为简。(4)配套计算软件。化工热力学概念抽象，公式复杂，理论性强，学习难度大。本书配套开发了ChemEngThermCal计算软件，可实现纯物质和混合物的状态方程计算和汽液平衡计算等(微信扫描本书前言所附二维码可免费下载使用)。“轻推导、重应用”的教学理念，让学生的注意力回归到基本概念，并指导学生利用计算机技术解决工程应用问题。(5)强化课程思政。本书注重凝练专业课程中的思政元素，每章末设置延伸内容帮助学生树立正确的专业思想，具备家国情怀和国际视野，将立德树人和知识传授相结合，培养学生践行社会主义核心价值观。全书共7章。第1章为绪论，第2章介绍流体的p-V-T 关系和状态方程，是化工过程的基石，也是后续各章内容的基础。第3章是纯流体热力学性质焓和熵的计算，为第4章化工过程能量分析提供基础。第5章是动力循环与制冷循环。通过第2～5章能量线的学习，学生能够运用热力学原理分析典型化工过程的能量利用情况，提出改进措施，科学指导节能。第6章是溶液热力学性质的计算，第7章是相平衡热力学。这两章建立在第2、3章的基础上，用于指导传质分离过程，主要围绕汽液平衡设计计算展开，实现物质的最大化回收，从而达到减排的目的。本书第1、2、5、6章由武汉工程大学邮电与信息工程学院向丽编写，第3、7章由武汉工程大学化工与制药学院闫志国编写，第4章由中南民族大学化学与材料科学学院金士威编写。南卫理公会大学(Southern Methodist University)宋子林博士、武汉工程大学化工与制药学院闫志国教授和宣爱国教授等为本书开发了配套计算软件。全书由武汉工程大学化工与制药学院宣爱国教授主审。在本书的编写过程中，得到了武汉工程大学化工与制药学院教师田琦峰、刘安昌、史利娟、黄玲、戴亚芬、汪淼、宋文静、杨犁和杨小俊的帮助；也得到了中南民族大学化学与材料科学学院洪景萍教授的帮助；此外，武汉工程大学邮电与信息工程学院化学工程与工艺专业本科生林阳、黄宇琛和万丽娇等参与了部分勘误工作。同时，还得到了武汉工程大学绿色化工过程重点实验室的支持及教务处教材建设经费资助。在此一并表示深深的感谢!为了方便教师教学，凡是选用本书作为教材的学校，可联系编者获取以下电子版资料： 《化工热力学》教学大纲、多媒体课件、配套计算软件及课后习题答案等，联系邮箱：92000086@wit.edu.cn。由于编者水平有限，书中难免存在不妥之处，衷心希望读者给予批评指正，以便进一步修订完善。编者2022年8月
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