具体描述
《化工热力学(第3版)》是教育部普通高等教育“十一五”国家级规划教材。全书共9章。《化工热力学(第3版)》在第二版基础上修订,对内容作了增删,重新改写了第二版的第1、2章,把第2章内容进行了扩充和分割,增添了第3章,即纯流体的热力学性质计算,以加强这方面的基础。另外,部分改写了6~9章,精练了文字和更换了例题、补充附录。《化工热力学(第3版)》包括:绪论、流体的状态方程、纯流体的热力学性质计算、热力学第一定律及其应用、热力学第二定律及其应用、化工过程热力学分析、溶液热力学基础、流体相平衡、化学反应平衡及附录。
《化工热力学(第3版)》可作为化学工程与工艺专业本科生教材,也可供从事化学、化工、轻工、材料和热能动力的教师、研究生和工程技术人员参考。
作者简介
目录信息
11化工热力学的范畴和任务1
111化工热力学发展简述1
112热力学的基础1
113化工热力学的研究范畴和在过程开发中的作用2
12经典热力学的特点和分子热力学的兴起6
121经典热力学的特点6
122分子热力学的兴起7
13化学工程师需要热力学8
参考文献10
第2章流体的压力、体积、温度关系:状态方程式11
21纯物质的pVT行为11
22流体的状态方程式12
221理想气体方程式12
222维里(Virial)方程式13
223立方型方程式14
224多参数状态方程式20
23对应态原理的应用21
231普遍化状态方程式21
232两参数普遍化压缩因子图23
233偏心因子与三参数压缩因子图24
234普遍化第二维里系数关联式27
235立方型状态方程的对比形式29
*236临界参数和偏心因子的估算30
24液体的pVT关系36
241Rackett方程式36
242YenWoods关系式36
243Lydersen,Greenkorn和Hougen对应态法36
*244基团贡献法38
25真实气体混合物41
251混合规则和组合规则41
252Amagat定律和普遍化压缩因子图联用42
253混合物的状态方程式43
*26立方型状态方程的剖析45
261vdW方程的合理化分析45
262RK方程在工程应用中的进程48
263其他的立方型状态方程52
习题58
参考文献58
第3章纯流体的热力学性质计算59
31热力学关系式59
311热力学基本方程式59
312Maxwell关系式59
32以T、p为变量的焓变和熵变计算60
33剩余性质61
331自由焓可作为母函数61
332剩余性质的引入62
333剩余性质与偏离性质的异同63
34用剩余性质计算气体热力学性质63
341真实气体的焓和熵63
342用普遍化关联计算剩余性质66
343用状态方程计算剩余性质74
35液体的热力学性质77
351以T和p为变量表达焓变和熵变77
352以T和V为变量表达内能、熵的变化78
36两相系统81
361Clapeyron方程式81
*362蒸气压估算82
*363汽化焓估算88
习题92
参考文献93
第4章热力学第一定律及其应用94
41闭系非流动过程的能量平衡94
42开系流动过程的能量平衡94
43稳流过程的能量平衡96
431开系稳流过程的能量平衡式96
432稳流过程能量平衡式的简化形式及其应用98
433轴功103
434热量衡算107
44气体压缩过程111
441压缩过程热力学分析111
442单级压缩机可逆轴功的计算112
443多级压缩功的计算115
444气体压缩的实际功耗116
445叶轮式压缩机117
习题117
参考文献118第5章热力循环——热力学第二定律及其应用119
51热力学第二定律119
52熵120
521热力学第二定律用于闭系122
522孤立系统熵平衡式123
523开系熵平衡式124
53热力学图表及其应用126
531TS图的构成和性质127
532焓熵图(hs图)132
533压焓图(ph图)132
54水蒸气动力循环132
541卡诺循环132
542朗肯(Rankine)循环134
543朗肯循环的改进136
55制冷139
551制冷原理与逆卡诺循环139
552蒸气压缩制冷循环141
553吸收式制冷循环143
554制冷工质的选择144
56热泵145
习题146
参考文献147
第6章化工过程热力学分析149
61基础理论149
611能量的级别149
612理想功Wid151
613不可逆过程的损耗功WL157
62化工单元过程的热力学分析160
621流体流动过程160
622传热过程161
623分离过程163
624化学反应过程164
63三种常规的过程热力学分析法167
631与167
632两种损失和两种效率174
633三种常规的热力学分析法汇总176
64节能理论进展和合理用能184
641分析法的理论进展184
*642非平衡热力学分析法简介186
643过程系统节能的夹点技术简介191
644合理用能基本原则194
习题194
参考文献196
第7章溶液热力学基础197
71溶液的热力学性质197
711均相敞开系统的热力学关系式和化学位197
712偏摩尔性质199
713偏摩尔性质的计算200
72逸度和逸度系数203
721定义203
722纯气体逸度204
723凝聚态物质的逸度209
724混合物中组分的逸度和逸度系数210
725温度和压力对逸度的影响216
73理想溶液和标准态217
74流体均相混合时的性质变化219
741混合体积变化220
742混合过程的焓变和焓浓图221
743过量热力学性质224
75活度和活度系数226
751定义226
752标准态和归一化227
753温度和压力对活度系数的影响228
76吉布斯杜亥姆(GibbsDuhem)方程229
77活度系数模型231
771非理想溶液的过量自由焓与活度系数231
772正规溶液理论232
773Wohl型方程234
774聚合物溶液的似晶格理论(QuasiLattice Theory)235
775局部组成型方程236
78电解质溶液热力学简介238
781活度、活度系数和标准态238
782渗透系数和过量自由焓239
783电解质溶液的活度系数模型240
习题241
参考文献243
第8章流体相平衡244
81相平衡基础244
811相平衡的判据244
812Gibbs相律245
813状态方程法处理相平衡246
814活度系数法处理相平衡247
815两类相平衡处理方法的比较250
82汽液平衡250
821相平衡处理方法的简化250
822二元汽液平衡相图252
823汽液平衡计算类型254
824活度系数法计算汽液平衡256
*825状态方程法计算汽液平衡263
826热力学一致性检验264
83气液平衡268
831含超临界组分系统的热力学268
832用状态方程计算气液平衡272
84液液平衡273
841部分互溶系统的热力学274
842液液平衡相图276
843液液平衡计算277
*844物质的萃取和分配——液液平衡的应用281
85液固平衡和气(汽)固平衡283
851液固平衡及固体在液体中的溶解度283
*852气(汽)固平衡及固体在气体中的溶解度287
*853液体或气体在固态聚合物中的溶解度288
86基团贡献法估算相平衡289
861相平衡的估算方法290
*862基团贡献法估算相平衡290
习题293
参考文献295
第9章化学反应平衡296
91化学计量学和反应进度296
92均相化学反应平衡299
921化学反应平衡的判据和约束条件300
922化学反应平衡常数与温度的关系300
923真实气体混合物中的反应平衡302
924液相混合物中的反应平衡305
93非均相化学反应平衡308
931不考虑相平衡的非均相化学反应309
932考虑相平衡的非均相化学反应310
933缔合或溶剂化系统的相平衡热力学316
94复杂化学反应平衡320
941化学反应系统的相律320
942复杂化学反应平衡问题的分析323
943复杂化学反应平衡计算——平衡常数法325
944复杂化学反应平衡计算——最小自由焓法326
习题329
参考文献331附录一附表332
附表1临界常数和偏心因子332
附表2理想气体热容333
附表3水蒸气热力学性质(水蒸气表)334
附表4一些物质的热力学函数342
附表5龟山吉田环境模型的元素化学346
附表6主要的无机和有机化合物的摩尔标准化学EXC以及温度修正系数ξ(EXC用龟山吉田环境模型计算)347
附表7流体的普遍化数据348
附表8单位换算表357
附表9*推算298K时有机化合物的偏心因子和液体摩尔体积所用的一阶基团贡献值358
附表10*推算298K时有机化合物的偏心因子和液体摩尔体积所用的二阶基团贡献值359
附录二热力学平均温度的推导360
附录三组分逸度系数方程式的推导361
· · · · · · (收起)
读后感
用户评价
这本《化工热力学》的书,给我的感觉就像是一幅徐徐展开的化学反应画卷,作者如同一个技艺精湛的画师,用他手中的笔,勾勒出物质世界运动的轨迹和能量转化的奥秘。我特别喜欢书中关于“化学反应热”的章节。作者不仅仅列举了燃烧热、生成热等基本概念,还深入探讨了恒容反应热和恒压反应热的区别,以及如何利用赫斯定律来计算间接反应的热效应。更让我惊喜的是,他还联系了实际的化工过程,例如在炼油厂或化工厂中,如何准确计算反应热对于安全生产和工艺控制至关重要。他通过一个具体的炼油催化裂化过程的例子,详细阐述了反应热的测量和估算方法,以及这些数据如何影响反应器的设计和操作参数的确定。这让我深刻体会到,热力学知识并非只停留在书本上,而是与我们的实际生活和工业生产息息相关。书中关于“熵”的阐述也非常精彩。作者并没有将熵仅仅定义为“无序度”,而是从统计力学的角度,将其与分子运动的概率和微观状态的数量联系起来,让我对熵有了更深入的理解。他用了一个非常生动的例子,描述了一盒有序的扑克牌在随意洗牌后变得混乱的概率,来解释熵增的必然性,这让我对熵的概念有了更直观的认识。这本书不仅传授了知识,更重要的是培养了我对科学的探索精神和严谨的态度。
这本书《化工热力学》,给我最直观的感受就是它的“实用性”和“启发性”,它并没有将理论知识束之高阁,而是像一位经验丰富的导师,将那些抽象的概念,通过生动的案例和深入的剖析,一一呈现在我们面前。我特别喜欢书中关于“能量转化效率”的章节。作者并没有仅仅停留于理论公式的推导,而是深入分析了各种能量转化过程中的不可逆损失,以及如何通过技术手段来减小这些损失。他通过一个关于内燃机效率的例子,详细说明了卡诺效率的理论极限,以及实际内燃机由于摩擦、热损耗等原因造成的效率降低。然后,他又探讨了如何通过改进发动机设计、使用新型材料等方式来提高实际效率,这让我看到了热力学原理在汽车工业中的巨大应用价值。书中关于“相变过程”的讲解也同样精彩。作者不仅区分了熔化、蒸发、升华等不同类型的相变,还深入探讨了相变过程中能量的变化,例如熔化潜热、汽化潜热等。他通过一个关于工业制冷和空调的例子,详细说明了制冷剂的蒸发和冷凝过程如何实现热量的转移,以及如何利用相变原理来达到制冷的目的。这让我对生活中常见的制冷设备有了更深入的了解。这本书不仅仅是一本知识的集合,更是一本智慧的宝库,它让我看到了化工热力学的强大力量,也让我对未来的学习和工作充满了期待。
《化工热力学》这本书,给我最大的触动,是它所展现出的对科学原理的深刻洞察和对工程实践的精准把握,它就像一座连接理论与应用的桥梁,让我看到了抽象概念如何在现实世界中发挥巨大的作用。我非常喜欢作者在讲解“反应平衡”时的逻辑性和严谨性。他不仅仅给出了平衡常数的定义和计算方法,而是深入探讨了影响平衡的各种因素,例如温度、压力、浓度等,以及它们如何通过勒夏特列原理来预测平衡的移动方向。他通过一个关于合成氨工业生产的案例,详细说明了如何在高温、高压、催化剂的协同作用下,将平衡向产物方向移动,以获得高产率的氨。这让我深刻理解了理论知识与工程实践的完美结合。书中关于“传热与传质”的章节,也让我受益匪浅。作者不仅区分了传导、对流、辐射等不同的传热方式,还深入探讨了传热速率的计算和影响因素。他通过一个关于列管换热器的设计案例,详细说明了如何根据传热系数、传热面积和温差来计算换热器的传热量,以及如何优化换热器的结构以提高传热效率。这让我对工业生产中的热量交换过程有了更清晰的认识。这本书不仅仅是一本教材,更是一本激发我探索和创新的源泉,它让我看到了化工热力学领域广阔的应用前景,也让我对未来的学习和职业生涯充满了信心。
这本《化工热力学》在我手中,仿佛变成了一本充满魔力的指南,它以一种极其清晰且引人入胜的方式,引领我穿梭于物质世界能量流转的奇妙旅程。我尤其为作者在阐述“状态函数”时的细腻处理而折服。他并没有将状态函数仅仅定义为“只取决于初始和最终状态而与过程无关的量”,而是通过一系列的生动类比,比如登山时,你从山脚爬到山顶,无论你选择哪条路,你爬升的高度(状态的变化)是相同的,但你走的距离(过程)可能完全不同。这种直观的理解方式,让我瞬间 grasp 了状态函数的精髓。紧接着,作者将这一概念巧妙地运用到热力学定律的推导中,例如内能、焓、熵、吉布斯自由能等,都得到了清晰的物理意义和数学表达。我特别欣赏他对“吉布斯自由能”的讲解,他将其视为“系统在恒温恒压条件下,能够对外做有用功的最大能力”,这极大地深化了我对化学反应方向性和平衡性的理解。书中关于“多组分体系的热力学性质”的阐述,也让我茅塞顿开。作者用通俗易懂的语言,解释了偏摩尔量、化学势等概念,并将其与实际的混合过程、相平衡过程联系起来。他通过一个关于空气分离的工业案例,详细说明了如何利用热力学原理来计算分离过程的功耗,以及如何优化操作条件以降低能耗。这让我深刻体会到,即使是看似微小的热力学理论,也能在工业生产中发挥巨大的作用。这本书让我感受到了科学的严谨与美丽,它不仅教会了我知识,更培养了我独立思考和解决问题的能力。
这本《化工热力学》给我的感觉就像是在探寻宇宙深处的规律,虽然表面上它讨论的是化学反应和物质的相变,但背后蕴含的却是关于能量、熵以及系统演化的深刻道理。作者的叙述方式非常独特,他仿佛不是在写一本教材,而是在娓娓道来一个关于物质世界运行逻辑的宏大故事。书中对于“不可逆性”的讨论,让我印象深刻。他没有简单地将不可逆过程看作是“不理想”的,而是将其视为自然界普遍存在的现象,并深入分析了造成不可逆性的根源,例如摩擦、混合以及化学反应的自发性。这种辩证的视角,让我对化工过程中的效率损失有了更深刻的理解,也促使我思考如何在实际操作中尽量减小这些不可逆的影响。书中的热力学图表绘制和解读部分,简直是一场视觉盛宴。作者巧妙地将复杂的相平衡关系,用清晰而优美的图形呈现出来,让我能够直观地感受到不同条件下的物质状态变化。我曾经花了很多时间去理解各种相图,但在这本书里,我发现了很多全新的理解角度,例如作者如何通过连接三个相点来判断三相共存的条件,以及如何通过观察相图的斜率来推断相变过程的焓变。这种直观的学习方式,极大地提升了我对相平衡理论的掌握。而且,作者在讲解过程中,时常穿插一些历史典故和科学家的故事,让原本严肃的科学理论变得更加生动有趣,也让我感受到科学探索的艰辛与伟大。读这本书,我不仅学习到了化工热力学的知识,更是在进行一次关于物质世界本质的哲学思考,这是一种非常难得的学习体验。
这本书《化工热力学》的叙述语言,可以说是既严谨又充满智慧,它并没有刻意去使用晦涩难懂的专业术语来“卖弄”知识,反而是用一种非常平实、却又极具穿透力的文字,将那些复杂的概念一步步地剥开,展现在我们面前。我尤其欣赏作者在讲解“偏摩尔性质”时的处理方式。在很多教材中,这个概念往往被描述得非常抽象,让人难以把握其物理意义。但在这本书里,作者通过一个非常形象的比喻,将偏摩尔体积解释为“当一个组分加入混合物时,所引起的体系体积的变化量”,这瞬间就让这个原本模糊的概念变得清晰起来。而且,他还进一步解释了偏摩尔吉布斯自由能与化学势的关系,并将其与实际的相平衡和相变过程联系起来,让我深刻理解了化学势作为相平衡判据的本质。书中关于“循环过程”的讲解也让我耳目一新。作者不仅详细推导了卡诺循环等经典循环的效率,还进一步探讨了实际循环过程中的能量损失以及如何通过优化设计来提高效率。他甚至还联系了现代能源技术,比如热电联产和制冷循环,让我看到了热力学原理在当今能源危机中的重要作用。这本书的内容充实,逻辑严密,每一章都环环相扣,让我感觉像是在跟随作者进行一次严谨而精彩的科学探索。我曾经因为觉得热力学计算过于繁琐而感到沮丧,但在阅读了这本书之后,我发现很多计算是可以被简化和理解的,关键在于抓住其背后的物理意义。
作为一个在化工领域摸爬滚打了多年的工程师,我曾经觉得《化工热力学》这本书对我来说已经没有太多新鲜的东西了,毕竟大学时期已经学过,工作实践中也一直在运用。然而,当我拿到这本书,并开始认真翻阅时,我才发现自己低估了它的价值。这本书的深度和广度都远超我的预期。作者在基础理论的阐述上,进行了更加深入的挖掘,不仅仅停留在公式的推导和应用,而是深入探讨了热力学定律的哲学意义以及它们在更广阔的科学领域中的普适性。比如,在讨论能量守恒定律时,作者不仅回顾了其历史发展,还联系了现代物理学中的一些前沿概念,让我对能量这个最基本而又最神秘的概念有了更宏观的认识。书中的案例分析也做得非常出色,远比我以前接触到的教材更贴近实际工业生产中的复杂情况。作者没有回避那些非理想状态下的计算,而是详细讲解了如何利用修正模型和图表来处理实际问题,比如高压下的气体行为,或者多组分溶液的相平衡。这对于我在实际工作中遇到的各种挑战,提供了非常有效的指导。我尤其欣赏作者在“活度系数”和“偏摩尔量”等概念的讲解上,他用了一种非常有启发性的方式,将抽象的数学模型与实际的物质性质联系起来,让我对这些关键概念有了更深刻的理解,也能够更灵活地运用它们。此外,书中还涉及了化工过程的优化和模拟,这部分内容对于我这样需要进行工艺设计和改进的工程师来说,具有极高的参考价值。作者通过具体的例子,展示了如何利用热力学原理来降低能耗,提高产率,减少污染,这无疑是化工行业可持续发展的关键。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位经验丰富的导师,在为我揭示化工热力学领域更深层次的奥秘,让我重新审视自己过去积累的知识,并从中获得新的启发和动力。
我对《化工热力学》这本书的初印象,是它的厚重感和内容的严谨性,然而,在深入阅读之后,我发现它远不止于此,它还蕴含着作者对化工事业的深切热爱和对科学真理的执着追求。我非常欣赏作者在介绍“相平衡”时所展现出的耐心和细致。他并没有急于给出复杂的数学模型,而是首先从我们熟悉的日常生活现象出发,例如一杯水在不同温度下的蒸发速率,或者固体在液体中的溶解度,引导读者一步步地进入相平衡的世界。然后,他才逐步引入相律、相图等概念,并结合大量的实例,例如多组分多相体系的平衡计算,以及如何利用相图来指导工业生产中的分离和提纯过程。他用一个关于炼油过程中烃类分离的案例,详细说明了如何利用相图来确定最佳的蒸馏操作条件,以获得高纯度的产品。这让我对相平衡理论在实际化工生产中的重要性有了更深刻的认识。书中关于“活度”的概念,也给我留下了深刻的印象。作者没有简单地将活度视为“有效浓度”,而是深入分析了活度系数的来源,以及它如何影响化学反应的平衡常数。他通过一个关于氨合成反应的例子,详细说明了在高温高压条件下,氮气和氢气的活度如何变化,以及这对反应的平衡转化率有何影响。这让我对非理想溶液中的化学反应有了更深入的理解。这本书不仅仅是一本教科书,更是一本充满智慧的启迪之书,它让我看到了化工热力学的魅力所在,也让我对未来的学习和工作充满了信心。
《化工热力学》这本书,给我的感觉就像是在探索一个宏大的宇宙,作者通过对物质世界最基本规律的阐述,带领我们一步步揭示其背后的奥秘。我尤其被书中关于“自由能”的章节所吸引。作者并没有将自由能仅仅定义为一个数学公式,而是将其与“做有用功的能力”联系起来,让我瞬间明白了它在判断过程方向和可行性上的重要意义。他通过对不同类型的做功过程的分析,例如绝热过程、等温过程等,来阐述自由能变化在其中的作用,让我对“功”这个概念有了更深刻的理解。然后,他又将自由能与化学反应联系起来,详细讲解了吉布斯自由能变如何判断反应的自发性,以及温度、压力等条件对反应平衡的影响。他通过一个关于电化学电池的例子,说明了自由能的降低如何转化为电能输出,这让我看到了热力学原理在能源转化技术中的巨大应用潜力。书中关于“热容”的讲解也同样精彩。作者不仅区分了定容热容和定压热容,还深入探讨了它们的物理意义,以及它们如何影响物质在加热过程中的吸热量。他通过一个关于锅炉设计和燃料燃烧的案例,详细说明了如何利用热容数据来计算锅炉所需的加热功率,以及如何优化燃料的消耗,以提高能源利用效率。这让我深刻体会到,即使是看似简单的热容概念,在实际工程中也具有重要的应用价值。这本书不仅仅是一本教科书,更像是一位充满智慧的长者,在娓娓道来关于物质世界的运行之道,让我受益匪浅。
这本《化工热力学》简直是我的救星,原本我以为这本书会像很多教科书一样枯燥乏味,充斥着晦涩难懂的公式和抽象的概念,让我望而却步。然而,翻开第一页,我就被作者流畅而富有条理的叙述吸引住了。他并没有一开始就抛出复杂的数学推导,而是从最基本的生活现象入手,比如一杯热水如何冷却,或者冰块在阳光下融化,引导我们思考能量的转化和物质的变化。这种“由浅入深”的学习方式,让我这个对化工热力学几乎一无所知的小白,也能轻松理解其核心思想。书中大量的图示和流程图更是锦上添花,将那些原本抽象的概念具象化,比如相平衡图的绘制和解读,我曾经为此头疼不已,但在这本书里,我看到了清晰的几何图形和生动的解释,仿佛一位经验丰富的老师在我耳边细细讲解,让我豁然开朗。而且,作者在讲解每一个公式时,都会详细阐述其物理意义和应用场景,而不是简单地罗列。他会告诉我们,为什么需要这个公式,它解决了什么问题,以及在实际的化工生产中是如何应用的。例如,在介绍吉布斯自由能时,他不仅给出了公式,还联系了实际的反应方向和条件,让我深刻理解了吉布斯自由能作为判断反应自发性的判据的强大之处。这本书的语言风格也非常平易近人,没有使用过多的专业术语,即使有,作者也会及时给出通俗易懂的解释,让我感觉像是在读一本引人入胜的故事书,而不是在啃一本艰涩的学术著作。我特别喜欢其中关于“熵增原理”的阐述,作者用一种诗意的语言描绘了宇宙万物趋于混乱的必然性,让我对宏观世界的运行规律有了全新的认识,也对化工过程中的不可逆性有了更深刻的理解。总而言之,这本书颠覆了我对化工热力学教材的刻板印象,它既有严谨的科学逻辑,又不失生动的趣味性,是一本值得反复阅读的优秀教材。
本学期看的最认真的一本书,但事实证明,看书不如看题,看题不如做题。。
本学期看的最认真的一本书,但事实证明,看书不如看题,看题不如做题。。
本学期看的最认真的一本书,但事实证明,看书不如看题,看题不如做题。。
本学期看的最认真的一本书,但事实证明,看书不如看题,看题不如做题。。
这本是浙大南大教授合编的化工热力学教材,是化工社最经典一系列教材中的一本,我在图书馆借来参考使用的,我的学习着重点主要还是着重于纯流体热力性质的一些内容。