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出版者:化学工业

作者:陈新志//蔡振云//胡望明//钱超

出品人:

页数:293

译者:

出版时间:2009-4

价格:33.00元

装帧:

isbn号码:9787122047731

丛书系列:

图书标签:

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

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具体描述

《化工热力学(第3版)》介绍了经典热力学原理及其在化工中的应用。《化工热力学(第3版)》在简介热力学基本概念、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、热力学在其他领域的应用以及常用热力学基础数据。为方便教与学和提高教学效率，《化工热力学(第3版)》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3版)》是化学工程与工艺专业本科生的化工热力学教材，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。

《现代材料科学进展》前言材料是人类文明发展的重要基石，从石器时代的石器，到青铜时代的青铜器，再到铁器时代的钢铁，材料的进步直接推动了社会生产力的飞跃。进入21世纪，随着科技的飞速发展，我们对材料的需求不再仅仅局限于强度、硬度等宏观性能，而是更加关注其微观结构、原子排列、电子行为以及与环境的相互作用。新兴材料的涌现，如纳米材料、智能材料、生物材料等，正在以前所未有的速度改变着我们的生活，催生着新能源、生物医药、信息技术等众多前沿领域的革命性突破。《现代材料科学进展》一书，正是基于对材料科学前沿发展的深刻洞察，汇集了国内外顶尖研究者的最新成果和独到见解，旨在为读者构建一个全面、深入、前瞻性的现代材料科学图景。本书并非对某一特定材料或某一特定领域进行孤立的介绍，而是着力于展现材料科学的共性原理、跨学科的交叉融合，以及未来发展的重要趋势。我们希望通过这本书，能够激发读者对材料科学的浓厚兴趣，为相关领域的科研工作者提供有价值的参考，为跨学科的研究者搭建沟通的桥梁，为行业内的工程师和技术人员提供创新的思路。本书的编写团队由来自不同学术背景和研究方向的专家学者组成，他们不仅在各自的领域拥有深厚的学术造诣，更具备广阔的学术视野和敏锐的洞察力。在内容组织上，我们力求严谨、系统，同时又富有启发性，避免了枯燥的理论堆砌，而是通过丰富的案例分析、前沿实验数据和发展趋势预测，将抽象的科学原理生动地呈现在读者面前。本书的结构设计，从基础理论的梳理到前沿技术的探讨，再到未来的发展展望，层层递进，环环相扣。我们相信，通过阅读本书，读者将能够深刻理解现代材料科学是如何从微观尺度揭示宏观性能的奥秘，如何通过精密的化学设计和物理调控来创造具有特定功能的材料，以及这些材料将如何引领下一轮的科技革命和产业变革。第一部分：微观世界的奇妙旅程——原子、分子与材料结构本部分将带领读者走进材料的微观世界，深入理解材料的本质。我们将从原子尺度出发，详细阐述不同元素的原子结构、电子排布及其对元素化学性质的影响。接着，我们将探讨原子如何通过化学键（如离子键、共价键、金属键）相互作用，形成稳定的分子和晶体结构。原子与分子结构：深入解析原子核的构成、电子云模型、量子数等基本概念，以及不同元素的电子结构如何决定其在元素周期表中的位置和化学活性。我们将讨论分子轨道理论，解释共价键的形成和性质，并以水分子、氧气分子等典型例子进行说明。晶体结构与非晶态：详细介绍晶体结构的基本概念，如晶胞、点阵、晶面、晶向等。我们将重点讲解金属、陶瓷、聚合物等常见材料的典型晶体结构（如面心立方、体心立方、六方密堆积等），并通过晶体结构图示进行可视化讲解。同时，我们将探讨非晶态材料（如玻璃、某些聚合物）的结构特点及其与晶体材料的性能差异。缺陷与非晶态：材料的性能往往受到微观缺陷的显著影响。本章将详细介绍点缺陷（如空位、置换原子、间隙原子）、线缺陷（如位错）和面缺陷（如晶界、孪晶界）的形成机制、种类及其对材料力学性能、扩散性能、电学性能等的影响。我们将强调，缺陷并非总是负面的，在某些情况下，适度的缺陷可以提升材料的性能。第二部分：材料的功能化设计与制备——从概念到现实理解了材料的微观结构，我们便可以着手设计和制备具有特定功能的材料。本部分将聚焦于材料的设计原理、合成方法以及加工技术。高分子材料的设计与合成：详细介绍高分子链的结构（如单体、重复单元、分子量、支化度、立体规整性）如何影响高分子的宏观性能，如玻璃化转变温度、熔点、力学强度、溶解性等。我们将探讨不同聚合反应机理（如加聚、缩聚、开环聚合），以及控制聚合过程以获得所需分子量和分子量分布的方法。纳米材料的特性与制备：纳米材料因其独特的量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应，展现出与块体材料截然不同的物理、化学和生物学性质。本章将介绍纳米颗粒、纳米线、纳米管、纳米薄膜等常见纳米材料的结构特点。我们将深入探讨各种制备方法，包括自上而下的制备技术（如研磨、刻蚀、裂解）和自下而上的制备技术（如化学气相沉积、溶胶-凝胶法、模板法、生物合成法）。智能材料及其应用：智能材料能够响应外界环境变化（如温度、光、电、磁、pH值等）而改变其自身性能或形态。本章将介绍形状记忆合金、压电材料、热电材料、磁致伸缩材料、光敏材料、pH响应聚合物等，并阐述其基本工作原理和在传感器、执行器、自修复材料、药物缓释等领域的应用前景。先进陶瓷与复合材料：陶瓷材料在高温、耐磨、绝缘等方面具有优异性能。我们将介绍先进陶瓷（如氧化铝、氮化硅、碳化硅）的制备工艺、显微结构控制以及在航空航天、电子封装、生物医学等领域的应用。复合材料是指由两种或两种以上不同材料通过物理或化学方法复合而成的新材料。本章将重点介绍纤维增强复合材料（如碳纤维增强聚合物）和颗粒增强复合材料的设计原理，以及如何通过优化界面设计和基体选择来获得高性能的复合材料。第三部分：材料的性能表征与测试——量化理解与优化如何准确地表征和测试材料的性能，是材料科学研究和工程应用的关键环节。本部分将介绍一系列常用的材料表征技术，帮助读者理解如何从不同尺度、不同角度来评价材料的质量和性能。显微结构分析技术：包括光学显微镜、扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等。我们将详细介绍这些显微镜的工作原理、样品制备要求、成像方式以及它们在观察材料表面形貌、微观结构、晶粒尺寸、相分布等方面的能力。成分分析技术：如X射线衍射（XRD）用于分析晶体结构和物相组成，能谱分析（EDX/EDS）和波谱分析（WDS）用于元素成分分析，X射线光电子能谱（XPS）用于表面化学成分和化学态分析。力学性能测试：拉伸试验、压缩试验、弯曲试验、硬度试验、冲击试验、疲劳试验等。我们将讲解这些试验的基本原理、如何设计试验方案、如何解读试验结果，以及不同材料在不同力学性能方面的表现。热学与电学性能测试：热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）用于分析材料的热稳定性、相变行为；电阻率、介电常数、霍尔效应等用于评价材料的电学性能。第四部分：材料科学的前沿探索与未来展望材料科学是一个充满活力和不断创新的领域。本部分将对当前材料科学的热点研究方向进行梳理，并对未来的发展趋势进行展望。可持续与绿色材料：随着环境问题日益严峻，开发可再生、可降解、低能耗的绿色材料已成为必然趋势。我们将探讨生物基聚合物、可降解塑料、环保型涂料、低碳建筑材料等，并分析其在循环经济中的重要作用。能源材料：能源问题是人类面临的重大挑战。本章将聚焦于新能源技术的关键材料，包括太阳能电池材料（如钙钛矿、有机太阳能电池）、锂离子电池正负极材料、超级电容器材料、燃料电池催化剂等，分析其工作原理、性能瓶颈和未来发展方向。生物医用材料：随着医学的进步，生物医用材料在疾病诊断、治疗和康复中扮演着越来越重要的角色。我们将介绍医用植入物材料（如钛合金、生物陶瓷）、药物载体材料、组织工程支架材料、生物传感器等，并讨论其生物相容性、降解性以及与人体组织的相互作用。计算材料学与人工智能在材料科学中的应用：计算材料学利用高性能计算和模拟技术来预测材料的结构、性能和行为，极大地加速了材料的研发进程。人工智能（AI）和机器学习（ML）正在被广泛应用于材料的筛选、设计、性能预测和过程优化。本章将介绍这些新兴技术如何与传统材料科学相结合，引领材料科学研究进入一个全新的时代。材料科学的未来挑战与机遇：最后，我们将对材料科学的未来发展进行展望，探讨其在解决气候变化、资源枯竭、人口老龄化等全球性问题中的关键作用，并提出未来研究可能面临的挑战和机遇。《现代材料科学进展》一书，力求为读者提供一次深入的、多维度的材料科学探索之旅。我们希望通过对微观结构、功能化设计、性能表征以及前沿趋势的系统梳理，帮助读者建立起对现代材料科学的全面认知，并为未来的科学研究和技术创新提供坚实的理论基础和丰富的灵感。

作者简介

目录信息

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2
13教材的结构体系5
14热力学性质5
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8
第2章ｐＶＴ关系和状态方程9
21引言9
22纯物质的ｐVT相图9
23状态方程12
24立方型状态方程13
241van der Waals（vdW）方程13
242RedlichKwong（RK）方程14
243Soave（SRK）方程14
244ＰengRobinson（PR）方程15
25多常数状态方程16
251virial方程16
252BenedictWebbRubin（BWR）方程17
253MartinHou（MH）方程18
26混合法则19
261virial方程的混合法则20
262立方型方程20
263BWR方程21
264MH81方程21
27状态方程体积根的求解21
271状态方程体积根在ｐV图上的几何形态21
272状态方程体积根的求解23
习题25
参考文献27
（标“”内容建议自学）
第3章均相封闭系统热力学原理及其应用28
31引言28
32热力学定律与热力学基本关系式28
33Maxwell关系式31
34偏离函数33
35以Ｔ，ｐ为独立变量的偏离函数35
36以T，V为独立变量的偏离函数38
37逸度和逸度系数40
371逸度和逸度系数的定义40
372逸度系数与pVT的关系42
373逸度和逸度系数随T，p的变化42
38均相热力学性质计算46
381纯物质46
382定组成混合物48
39纯物质的饱和热力学性质计算50
391纯物质的汽液平衡原理50
392饱和热力学性质计算51
310热力学性质图、表54
3101TS图和lnpH图的一般形式55
3102热力学性质图、表的制作原理56
习题58
参考文献60
第4章均相敞开系统热力学及相平衡准则61
41引言61
42均相敞开系统的热力学关系62
43相平衡准则63
44非均相平衡系统的相律64
45偏摩尔性质65
46摩尔性质和偏摩尔性质之间的关系65
461用偏摩尔性质表达摩尔性质66
462用摩尔性质表达偏摩尔性质67
463偏摩尔性质之间的依赖关系——GibbsDuhem方程67
47混合过程性质变化69
48混合物中组分的逸度70
481定义71
482由组分逸度表示的相平衡准则72
483逸度的性质72
49组分逸度系数的计算73
410理想溶液和理想稀溶液77
411活度系数定义及其归一化78
4111活度系数的对称归一化78
4112活度系数的不对称归一化79
412超额性质81
4121超额吉氏函数81
4122混合焓84
4123其他超额性质85
413活度系数模型85
4131二元Margules方程85
4132二元van Laar方程86
4133Wilson方程86
4134NRTL方程87
4135基团贡献法预测液体混合物的活度系数简介87
习题92
参考文献94
第5章非均相系统的热力学性质计算95
51引言95
52混合物的汽液平衡95
521混合物的气液相图96
522汽液平衡的准则和计算方法99
523汽液平衡计算类型100
524状态方程法（EOS法）计算混合物的汽液平衡102
525关于相互作用参数105
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108
527低压气体在液体中的溶解度111
528固体在流体中的溶解度113
529活度系数模型参数的估算113
5210无模型法(NM法)简介117
5211汽液平衡数据的一致性检验118
53其他类型的相平衡计算121
531液液平衡122
532汽液液平衡126
*533固液平衡127
*54混合物热力学性质的相互推算129
541EOS法129
542活度系数法130
习题131
参考文献134
第6章流动系统的热力学原理及应用135
61引言135
62热力学第一定律135
621封闭系统的热力学第一定律135
622稳定流动系统的热力学第一定律136
63热力学第二定律和熵平衡137
631热力学第二定律137
632熵及熵增原理138
633封闭系统的熵平衡139
634稳定流动系统的熵平衡139
64有效能与过程的热力学分析140
641理想功140
642损失功141
643有效能141
644有效能分析143
65气体的压缩与膨胀过程145
651气体的压缩145
652气体的膨胀146
66动力循环149
661朗肯循环(Rankine Cycle)149
662朗肯循环的改进152
67制冷循环153
671蒸汽压缩制冷循环153
672吸收制冷循环原理介绍157
673气体的液化158
68热泵159
习题160
参考文献162
第7章热力学在其他领域的应用163
71界面热力学基础163
711引言163
712界面吸附和界面张力163
713界面张力对于液体的影响169
714溶液界面吸附170
715气固界面吸附173
72电解质溶液热力学基础176
721引言176
722电解质溶液热力学177
723电解质溶液模型简介181
724挥发性电解质水溶液的相平衡188
725蛋白质的双水相分离190
73聚合物系统热力学简介192
731引言192
732聚合物溶液理论193
733聚合物溶液的渗透压200
734聚合物溶液的相平衡202
735聚合物凝胶205
74非平衡态热力学初步206
741引言206
742局部平衡假设207
743不可逆过程的熵产208
744非平衡态的线性区域210
745最小熵产原理211
746非平衡态的非线性区域212
747应用213
75环境热力学简介215
751引言215
752分配系数215
753化学物质在环境中的分布221
754生物体内化学物质的积累和放大效应224
参考文献225
第8章常用热力学基础数据227
81引言227
82热力学数据查阅方法与工具227
821数据手册227
822数据库228
83热力学数据的估算229
831对应态原理229
832基团贡献法236
833混合物热力学数据的估算259
参考文献265
附录267
附录A纯物质的物理性质表267
A1正常沸点、临界参数和偏心因子267
A2Antoine方程常数267
A3修正的Ｒａｃｋｅｔｔ方程268
A4理想气体摩尔热容269
附录B三参数对应态普遍化热力学性质表269
B1压缩因子270
B2焓272
B3熵274
B4逸度276
B5比定压热容278
附录C水的性质表280
C1饱和水280
C2过热水蒸气281
C3过冷液体水284
附录D热力学性质图285
附录E若干公式的推导289
E1式（469）的推导289
E2式（４７０）的推导289
E3证明290
附录F热力学性质计算软件290
F1项目290
F2子菜单291
参考文献291
主要符号表292
· · · · · · (收起)

读后感

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用户评价

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这本《分子砌块的奇妙旅程》简直是化学界的“哈利·波特”！我原以为打开一本关于基础有机化学的书籍会像在沙堆里找金子一样枯燥，没想到作者用一种近乎魔幻的方式，将那些复杂的分子结构描绘得栩栩如生。书中对碳骨架的构建、官能团的“性格”描述，以及它们之间如何通过奇特的化学反应“握手言欢”的过程，写得极为生动。特别是书中对几种新型聚合物合成路径的解读，那种层层递进、抽丝剥茧的逻辑感，让我这个非专业人士也仿佛置身于分子实验室中，亲眼目睹奇迹的发生。作者似乎拥有将无形的原子世界具象化的超能力，每一个反应机理的阐述都配上了精妙的类比，比如将亲电取代反应比作一场精心策划的“舞会”，每一步的位点选择都充满了戏剧性。读完后，我对那些排列组合的化学式不再感到畏惧，反而充满了探索的渴望，感觉自己仿佛掌握了一套构建新物质的“魔法咒语”。这本书的深度和广度都拿捏得恰到好处，既有坚实的理论支撑，又不失阅读的趣味性，绝对是化学爱好者不可多得的宝藏。

评分☆☆☆☆☆

《全球能源转型：风云变幻中的可持续之路》这本书给我带来的冲击是全方位的，它不仅仅是一本关于能源技术的科普读物，更像是一份对未来几十年人类文明走向的深度剖析报告。作者的叙事视角极为宏大，从地缘政治的博弈，到微观的电池材料学突破，再到宏观的城市规划调整，无不涉及。我尤其欣赏其中关于“能源贫困”和“技术可及性”的辩证分析，它没有陷入乐观主义的陷阱，而是极其冷静地指出了光伏发电和储能技术在发展中国家普及过程中所面临的实际困难，比如电网的承载力、政策的连续性等。书中对不同国家“碳中和”路径的对比分析，特别是对北欧模式和东亚模式的优劣势剖析，展现了极其扎实的跨学科研究功底。行文风格沉稳老练，数据详实却不堆砌，作者总能在一个复杂的数据链条中迅速提炼出核心的趋势。读完全书，我感觉自己对“绿色经济”的理解不再停留在口号层面，而是上升到了一个需要综合考量经济、社会、工程、环境的复杂系统工程的高度。这本书让人对能源的未来既感到紧迫，又充满理性的希望。

评分☆☆☆☆☆

《量子纠缠的哲学迷宫》这本书读起来像是在进行一场高强度的智力体操。我必须承认，要跟上作者在某些章节中对哥本哈根诠释与多世界理论的深入探讨，需要极大的专注力，甚至需要时不时地回溯几页，以确保自己没有在逻辑的岔路口迷失。作者的风格非常大胆且富有思辨性，他不仅仅是在阐述物理学家的发现，更是在挑战我们对“实在性”、“观测”以及“信息”的根本定义。书中对薛定谔的猫悖论的剖析，超越了物理实验的范畴，直接深入到了形而上学的核心——当我们谈论一个客观世界时，我们到底在谈论什么？那种行云流水般的哲学推演，结合了最新的实验数据，使得阅读过程充满了紧张的思辨快感。它没有提供任何“标准答案”，反而抛出了更多尖锐的问题，迫使读者自己去构建认知框架。这本书的排版和术语运用都显得极为专业，需要一定的逻辑基础才能领略其精妙之处，但对于任何热衷于终极问题探讨的人来说，这无疑是一次思想上的极限挑战，让人在困惑中获得智识的提升。

评分☆☆☆☆☆

我最近体验了一本关于叙事心理学的著作，书名大概是《镜厅效应：自我认知的多重叙事结构》。这本书的视角非常独特，它没有从传统的心理学角度去分析“我”是谁，而是将“自我”看作是一个持续不断、自我编织的故事集合体。作者用极其细腻的笔触，解剖了我们在面对失败、成就、人际冲突时，大脑是如何自动生成“剧本”来维持我们心理平衡的。书中对“叙事不一致性”如何导致焦虑和抑郁的分析，提供了极为实用的洞察，比如，当我们的“过去叙事”（我如何走到今天）与“未来预期”（我希望成为谁）产生巨大裂痕时，这种精神上的不适感便油然而生。作者的文风是那种充满人文关怀的学者风格，既有严谨的案例分析，又不失温暖的共情力量。最让我印象深刻的是其中关于“身份重塑”的章节，它提供了一套清晰的步骤，教导读者如何有意识地去“编辑”那些限制性的旧叙事，并构建更有生命力的“新剧本”。读完此书，我感觉自己不仅仅是读完了一本书，更像是完成了一次深度的自我对话和系统重置，对自己的行为模式有了前所未有的清晰感。

评分☆☆☆☆☆

我最近沉迷于一本名为《失落的文艺复兴：15世纪佛罗伦萨的艺术与权力》的史学著作。这本书的魅力在于，它彻底颠覆了我对“文艺复兴”这一概念的传统认知。作者没有将焦点仅仅放在达芬奇和米开朗基罗这些耳熟能详的名字上，而是深入挖掘了美第奇家族背后的金融运作、行会制度的制约，以及当时城邦共和国的政治生态如何直接塑造了艺术的表达形式。书中对“赞助人制度”的分析尤其精彩，作者细致地梳理了每一笔委托背后隐藏的政治动机和家族荣耀的较量，使得那些精美的湿壁画和雕塑不再是孤立的艺术品，而成为了特定历史时期权力斗争的缩影。这本书的语言带着一种历史学特有的厚重感，但叙事节奏极快，仿佛带着读者穿越时空，亲临美第奇宫廷的宴会，感受那种表面繁华下暗流涌动的紧张氛围。读完后，我再看任何文艺复兴时期的作品时，都会下意识地去探究它背后的“金主”是谁，以及它试图传递何种政治信号。它成功地将艺术史、经济史和政治史熔于一炉，为我打开了一扇全新的历史观察窗口。

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