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出版者:石油工业出版社

作者:陈光进

出品人:

页数:218

译者:

出版时间:2006-1

价格:20.00元

装帧:简裝本

isbn号码:9787502157142

丛书系列:

图书标签:

• 应用化学
• 化工热力学
• 热力学
• 化学工程
• 传热
• 相平衡
• 溶液热力学
• 化学反应
• 热力学性质
• 工程热力学
• 热力学计算

《化學熱力學》 本書深入探討化學熱力學的核心概念、原理及應用，旨在為讀者建立紮實的理論基礎，並學會運用這些知識解決實際的化學工程問題。 第一部分：基礎概念與定律 熱力學系統與環境： 本章首先定義熱力學系統、環境以及它們之間的界限，並介紹了孤立系統、封閉系統和開放系統的區別，為後續內容奠定基礎。 狀態函數與路徑函數： 詳細闡述了狀態函數（如溫度、壓力、體積、內能、焓、熵、吉布斯自由能）的定義及其特性，強調它們的數值僅取決於系統的當前狀態，與系統如何達到該狀態無關。同時，區分了路徑函數（如功和熱）的概念。 第一定律：能量守恆： 深入剖析熱力學第一定律，即能量守恆定律。通過對內能、焓、功和熱的定義及相互關係的闡述，解釋了能量在不同形式之間的轉化，以及它們在封閉系統中的變化。特別關注了理想氣體和真實氣體的可逆與不可逆過程中的能量變化計算。 第二定律：熵與過程的自發性： 系統地介紹了熱力學第二定律的各種表述，包括卡諾定理、克勞修斯不等式和熵的定義。本章詳細闡述了熵的概念，理解其作為衡量系統無序度或混亂度的指標，並探討了過程的自發性與熵增原理之間的聯繫。將重點放在了不同系統（如孤立系統、封閉系統）和過程（如可逆過程、不可逆過程）的熵變計算。 第三定律：絕對零度與絕對熵： 闡述了熱力學第三定律，即在絕對零度時，完美晶體的熵為零。解釋了絕對熵的概念，以及如何利用第三定律計算絕對熵，並討論了絕對熵在判定化合物穩定性方面的應用。 第二部分：熱力學的應用 熱力學性質的計算： 本部分將焦點放在如何計算和預測物質的熱力學性質。包括： 理想氣體與真實氣體的熱力學性質： 深入探討理想氣體狀態方程及其熱力學性質的計算，並介紹了真實氣體狀態方程（如范德華方程）及其在計算真實氣體熱力學性質上的優勢和局限性。 相變熱力學： 詳細分析了物質在不同相態（固、液、氣）之間的相變過程，包括熔化、汽化、凝華等。重點講解了相變焓、相變熵的計算，以及克勞修斯-克拉佩龍方程在描述相平衡關係中的應用。 溶液的熱力學： 探討了稀溶液和濃溶液的熱力學性質，包括溶液的依數性、活度、逸度、溶液的生成焓和熵等。重點分析了拉烏爾定律、亨利定律及其適用範圍，並介紹了化學勢的概念及其在多組分系統中的應用。 化學反應的熱力學： 焓變與熵變： 闡述了化學反應的焓變（生成焓、燃燒焓、中和焓等）和熵變的計算方法，以及如何利用赫斯定律和標準生成焓、標準燃燒焓等數據進行計算。 吉布斯自由能與反應的自發性： 系統介紹了吉布斯自由能（G）的概念，及其作為判斷化學反應在定溫定壓下自發性的重要判據。詳細講解了反應的吉布斯自由能變（ΔG）與反應焓變（ΔH）、反應熵變（ΔS）之間的關係（ΔG = ΔH - TΔS），並探討了反應平衡常數（K）與吉布斯自由能變之間的關係（ΔG° = -RTlnK）。 化學平衡： 深入解析了化學平衡的概念，包括平衡的定義、動態平衡的特徵。重點講解了如何利用平衡常數預測反應方向和程度，以及勒夏特列原理在多種條件（溫度、壓力、濃度）變化時對平衡移動的影響。 電化學熱力學： 電化學電池的電動勢： 介紹了電化學電池的工作原理，以及電池電動勢（EMF）與吉布斯自由能變之間的關係。 能斯特方程： 詳細闡述了能斯特方程，解釋了其如何描述非標準條件下電池電動勢的變化，以及其在電化學測量中的重要應用。 電化學反應的自由能變： 闡述了電化學反應的自由能變與反應物和產物的濃度、分壓以及標準電動勢之間的聯繫，並探討了其在預測電化學反應自發性中的作用。 第三部分：進階主題與現代應用 統計熱力學簡介： 簡要介紹了統計熱力學的基本思想，即從微觀粒子的運動和分佈來理解宏觀熱力學性質。介紹了配分函數的概念，及其在計算熱力學性質中的作用。 非平衡熱力學： 概述了非平衡熱力學的基本概念和研究方法，探討了系統在遠離平衡狀態時的行為，以及能量和物質傳遞的過程。 熱力學在化工中的應用案例： 本章將理論知識與實際應用緊密結合，通過分析具體的化工過程，展示熱力學在以下方面的應用： 反應器設計與優化： 如何利用熱力學原理預測反應的平衡轉化率、判斷反應條件（溫度、壓力）對平衡的影響，從而優化反應器設計和操作。 分離過程的熱力學： 例如蒸餾、吸收、萃取等過程，如何利用相平衡、活度係數等熱力學參數來進行設計和分析。 能源轉化與儲存： 如蒸汽動力循環、製冷循環、燃料電池等，其效率和性能都離不開熱力學的分析。 材料的熱力學性質： 如合金的相圖、固體溶解度的熱力學解釋等。 本書力求通過清晰的講解、豐富的例題和詳實的數據，幫助讀者深刻理解化學熱力學的精髓，並將所學知識有效地應用於化學工程的各個領域，提升解決實際工程問題的能力。

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这本《化工热力学》真是让我眼前一亮，完全超出了我作为一名化工专业学生的预期。首先，它的内容组织结构极其严谨和逻辑清晰。从最基础的宏观热力学定律引入，逐步深入到相平衡、化学平衡等复杂概念，每一步的过渡都显得那么自然而然，仿佛作者早已料到读者在学习过程中可能遇到的困惑点，并提前给出了详尽的解释和例证。特别是对于熵和吉布斯自由能这些抽象概念的处理，书中的图示和类比非常到位，让我这个过去一直觉得“抓不住重点”的学生，也能迅速抓住其核心物理意义。不仅仅是理论的堆砌，它还穿插了大量的工程应用实例，比如关于反应器设计、分离过程优化的案例分析，这使得理论知识不再是纸上谈兵，而是真正能指导实际生产的工具。这本书读起来有一种踏实感，仿佛手中握着一把通往化工核心技术的万能钥匙，让人对未来的学习和工作充满了信心。它绝不是那种囫囵吞枣就能读完的书，需要沉下心去体会每一个公式背后的物理情景，但这种投入感带来的回报是巨大的。

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我必须得说，这本书的深度和广度都令人惊叹。作为一本参考书，它几乎涵盖了所有关键的热力学应用领域，而且在某些特定主题上的探讨，其详尽程度甚至超过了我校研究生阶段推荐的教材。我尤其欣赏作者在处理非理想体系和多相平衡时的那份细致入微。市面上很多教材为了简化教学，往往会快速跳过复杂的修正模型，但《化工热力学》却花了大量的篇幅来剖析范德华方程的局限性以及如何运用更高级的活动系数模型（如NRTL、UNIQUAC）来精确预测复杂混合物的行为。对于那些希望在过程模拟和优化领域深耕的读者来说，这种对底层模型精确性的追求是至关重要的。阅读这本书的过程，与其说是学习，不如说是一场智力的探险，每攻克一个复杂的平衡计算，都有一种醍醐灌顶的成就感。它不满足于“大概知道”，而是追求“精确掌握”，这种学术上的严谨性，是这本书最大的价值所在。

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从一个实际应用者的角度来看，这本书的实用性简直是无与伦比。它不仅仅停留在理论推导的层面，而是紧密围绕化工生产中的核心问题展开。比如，在涉及到化学反应平衡章节，它详尽地阐述了温度和压力对平衡常数的影响，并给出了在不同反应条件下如何通过改变操作变量来最大化产率的实用指导。更让我印象深刻的是，书中对于过程强化和节能减排的关注。它并没有将热力学视为一个静态的知识体系，而是将其置于现代可持续发展的大背景下进行讨论，探讨如何利用更优化的热力循环或反应路径来减少能源消耗。这本书成功地搭建了理论知识与工程实践之间那座至关重要的桥梁，让我深刻体会到，化工热力学并非遥不可及的纯理论，而是驱动现代工业高效运转的底层逻辑。

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坦白讲，初次翻开这本书时，我内心是有些抗拒的，因为“热力学”三个字本身就带着一种令人望而生畏的数学复杂性。然而，这本书的叙述风格却出人意料地“亲民”。它没有那种高高在上的学术腔调，作者的语言更像是一位经验丰富、耐心十足的导师在耳边细细道来。它成功地将那些密密麻麻的微积分和偏微分方程“人化”了。例如，在推导克劳修斯-克拉佩龙方程时，作者并没有直接抛出最终形式，而是通过描述一个微小的、可逆的相变过程，一步步引导读者去感受分子间能量变化的微观图像，直到最后自然地引出数学关系。这种“讲故事”式的教学方法，极大地降低了学习曲线的陡峭程度，让原本枯燥的公式推导变得生动有趣，大大提高了阅读的连贯性和吸收效率。

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这本书的排版和插图设计，体现了极高的专业素养和对读者的尊重。在这个信息爆炸的时代，一本优秀的教材不仅要内容扎实，视觉体验同样重要。这本书的纸张质量上乘，墨色清晰，长时间阅读也不会感到眼睛疲劳。更值得称赞的是，所有的图表，尤其是那些关于相图、T-x-y图的绘制，都极其精美且准确无误。很多教科书的插图模糊不清，或者标注混乱，但这本书中的每一个相平衡图，都清晰地标记出了共轭线、共存区以及关键的临界点，这对于理解多组分系统的行为至关重要。我可以毫不夸张地说，仅仅是看着那些清晰的图表，很多复杂的原理就能在脑海中构建出一个清晰的三维模型，这在很大程度上弥补了纯文字描述的不足。这种对细节的把控，让它完全可以作为一本高质量的工具书长期保留。

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