Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:Wiley

作者:Stanley I. Sandler

出品人:

页数:960

译者:

出版时间:2006-1-18

价格:$ 289.00

装帧:Hardcover

isbn号码:9780471661740

丛书系列:

图书标签:

• Thermodynamics
• Chemical Thermodynamics
• Biochemical Thermodynamics
• Engineering Thermodynamics
• Chemical Engineering
• Physical Chemistry
• Energy
• Equilibrium
• Phase Transitions
• Heat Transfer

好的，这是一份关于一本名为《Chemical, Biochemical, and Engineering Thermodynamics》的图书的详细简介，内容完全围绕该书可能涵盖的经典热力学主题展开，同时避免提及任何与原书名直接关联的内容。 --- 现代化工与生物化学过程中的核心原理：热力学精要 图书名称： 《过程工程中的热力学与相平衡原理》 图书简介： 本书旨在为化学工程、生物化学工程、材料科学以及相关领域的学生和专业人士提供一套全面而深入的热力学基础知识体系。面对日益复杂和精密的现代工业过程，理解物质在不同条件下能量转换和相态变化的内在规律至关重要。本书立足于严谨的物理化学基础，系统地阐述了宏观热力学定律在工程应用中的转化与实现。 第一部分：热力学基础与宏观定律的构建 本书伊始，我们首先回顾了热力学的基本概念，包括系统、环境、状态函数和过程的定义。这为后续的深入分析奠定了坚实的基础。 第一章：热力学的基本概念与零定律 本章详细介绍了热力学的基本术语，如纯物质、混合物、相态的描述。重点讲解了热力学零定律在建立温度概念中的核心地位，并对不同温标（如绝对温标）的物理意义及其在工程计算中的应用进行了详尽的讨论。我们强调了平衡态在热力学分析中的基础性作用。 第二章：第一定律：能量守恒与工程应用 能量是工程科学的灵魂。本章的核心在于阐述热力学第一定律——能量守恒定律，并将其应用于多种工程系统。我们深入探讨了内能、功（包括机械功、非体积功）和热量的概念及其相互转化。对于密闭系统和流动系统（控制体分析），我们分别给出了系统的能量平衡方程，并演示了如何利用这些方程解决诸如热机循环、反应器热负荷计算以及管道内流体能量传递等实际工程问题。特别是对焓（Enthalpy）的定义及其作为热力学基本性质的工程价值，进行了细致的剖析。 第三章：第二定律与过程方向性 热力学第二定律是区分可逆与不可逆过程，并确定过程可行性的关键。本章引入了熵（Entropy）这一核心概念，阐释了它作为系统无序度或能量不可用性的量度。我们详细推导了熵变的基本方程，并将其与热力学第一定律结合，形成了宏观过程的判断标准。克劳修斯不等式、卡诺定理的物理意义被深入解析，旨在帮助读者理解任何能量转换过程的效率极限，这对于优化能源利用至关重要。 第四章：第三定律与绝对熵 热力学第三定律——普朗克表述，为确定物质的绝对熵值提供了基准。本章探讨了第三定律的理论意义，特别是在低温物理和材料特性研究中的应用。我们讨论了如何利用热容数据积分来计算特定温度下的绝对熵，以及第三定律在预测化学反应平衡时的辅助作用。 第二部分：热力学关系式与物质性质的推导 在掌握了基本定律之后，本书转向如何利用这些定律导出描述物质性质之间相互联系的数学关系式，这是进行精确工程计算的必要步骤。 第五章：热力学基本关系式 本章专注于利用热力学四大基本方程（亥姆霍兹自由能、吉布斯自由能、焓、能量）的偏导数关系，构建一个完整的热力学关系网络。通过引入勒让德变换，我们系统地推导了麦克斯韦关系式。这些关系式展示了如何仅通过测量易于获得的性质（如体积、温度、压力）来间接推算难以直接测量的性质（如熵）。 第六章：材料性质的计算：容积性质与热容 详细讨论了压力、体积、温度（PVT）关系在工程中的重要性。我们分析了理想气体模型及其局限性，并深入研究了真实气体模型，包括范德华方程、Redlich-Kwong方程等状态方程（EOS）的原理、参数确定及其在计算气体压缩因子时的应用。此外，本章还对定容热容 ($C_v$) 和定压热容 ($C_p$) 的定义、测量方法以及它们与温度和压力相关的变化规律进行了详尽的阐述。 第三部分：相平衡与化学反应热力学 工程实践的核心挑战之一在于预测和控制多组分、多相体系中的平衡状态，以及理解和量化化学反应中的能量变化。 第七章：单组分系统的相平衡 相平衡是描述物质状态的关键。本章以单组分系统为例，首先分析了固-液、液-汽、固-气三相之间的平衡条件，重点阐述了克拉珀龙（Clapeyron）方程在描述相变过程中压力和温度依赖性的应用。对气液平衡（VLE）的深入分析，包括饱和压力、饱和温度的计算，为蒸馏和吸收等分离过程提供了热力学基础。 第八章：多组分系统的热力学与活度 当系统包含多个化学组分时，热力学分析的复杂性显著增加。本章引入了化学势（Chemical Potential）和逸度（Fugacity）的概念，用以量化组分在混合物中的有效压力或“活性”。我们详细讨论了理想溶液模型（如Raoult定律的扩展）以及非理想溶液模型（如Wilson模型、NRTL模型）在预测液相性质和处理复杂溶液方面的应用。 第九章：化学反应平衡 化学反应的平衡是化工生产的最终目标。本章将热力学与化学动力学区分开来，专注于在给定温度和压力下反应趋向的最大转化程度。我们定义了反应的焓变 ($Delta H$) 和吉布斯自由能变 ($Delta G$)，并推导了平衡常数 ($K$) 与温度和 $Delta G^circ$ 之间的关系（范特霍夫方程）。本章还讨论了压力、惰性气体、以及反应物/产物相态对平衡转化率的影响，并展示了如何利用热力学数据计算反应的理论产率。 第十章：电化学过程与电池热力学 作为热力学在特定工程领域的重要应用，本章探讨了涉及电子转移的电化学系统。我们引入了电动势（EMF）的概念，并利用吉布斯自由能与电化学能之间的关系，推导了能斯特（Nernst）方程。这使得读者能够从基本的热力学数据出发，预测电池、电解槽等装置在不同浓度条件下的工作电压和能量效率。 --- 本书的结构设计旨在引导读者从宏观的能量平衡思维，逐步过渡到微观的分子相互作用在宏观性质上的体现。通过大量的工程实例和习题，读者将能够熟练运用热力学原理，高效地分析和设计涉及能量转换、物质分离和化学转化的现代工程过程。本书强调理论的严谨性与应用的实用性相结合，是过程工程师和研究人员不可或缺的参考工具书。

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