高等化工热力学

第1章 基础热力学

1.1 热力学基本方程

1.2 雅可比行列式

1.3 剩余函数和超额函数

1.3.1 剩余函数

1.3.2 超额函数

1.4 逸度和逸度系数

1.4.1 纯气体的逸度

1.4.2 混合物中组分的分逸度

1.5 活度和活度系数

1.6 相平衡关系

1.6.1 气液相平衡

1.6.2 液液相平衡

参考文献

第2章 分子间作用能和位能函数

2.1 分子间作用能

2.1.1 离子间静电能

2.1.2 偶极分子偶极分子相互作用能

2.1.3 极性分子与非极性分子间的诱导能

2.1.4 非极性分子间的色散能

2.1.5 分子间的排斥能

2.2 位能函数

2.2.1 硬球位能函数

2.2.2 方阱位能函数

2.2.3 萨日兰位能函数

2.2.4 LennardJones位能函数

2.2.5 Kihara位能函数

2.2.6 Yukawa位能函数

2.2.7 Stockmayer位能函数

2.2.8 分子力场

参考文献

第3章 统计系综

3.1 正则系综

3.1.1 正则系综与正则配分函数

3.1.2 正则配分函数与热力学量的关系

3.1.3 正则配分函数在经典统计力学相空间中的形式

3.2 巨正则系综

3.2.1 巨正则系综和巨正则配分函数

3.2.2 巨正则系综配分函数与热力学量的关系

3.3 微正则系综

3.4 等温等压系综

3.5 涨落

3.5.1 正则系综中体系能量的涨落

3.5.2 巨正则系综中体系粒子数的涨落

3.5.3 等温等压系综中体系体积的涨落

参考文献

第4章分布函数理论

4.1 分布函数

4.2 径向分布函数

4.3 径向分布函数与流体热力学性质的关系

4.3.1 能量方程

4.3.2 压力方程

4.3.3 压缩性方程

4.4 径向分布函数的理论计算

4.4.1 OrnsteinZernike积分方程

4.4.2 PercusYevick方程

4.4.3 超网链方程

4.4.4 平均球近似方法

参考文献

第5章 流体状态方程

5.1 立方型状态方程

5.1.1 普遍化vanderWaals配分函数

5.1.2 纯流体状态方程

5.1.3 立方型方程的混合规则

5.2 对应状态原理

5.2.1 宏观对应态

5.2.2 对应态的分子理论

5.3 维里状态方程

5.3.1 维里方程的统计力学基础

5.3.2 由分子间位能函数计算第二维里系数

5.3.3 第二维里系数的估算

5.4 硬球状态方程

5.4.1 纯硬球流体状态方程

5.4.2 硬球流体混合物状态方程

参考文献

第6章 液体的微扰理论

6.1 微扰理论基本原理

6.2 基于硬球参考体系的一阶微扰理论

6.2.1 一阶微扰理论的热力学函数表达式

6.2.2 简单的一阶微扰方法

6.3 微扰状态方程

6.3.1 vanderWaals方程

6.3.2 微扰硬链方程

6.3.3 微扰软链方程

6.3.4 硬球链方程

6.4 BarkerHenderson微扰理论

6.4.1 软球参考体系的一阶微扰理论

6.4.2 二阶BarkerHenderson微扰理论

6.4.3 混合物的BarkerHenderson微扰理论

6.5 ChandlerWeeksAnderson微扰理论

6.5.1 实际软球参考体系的微扰理论

6.5.2 混合物的CWA理论

参考文献

第7章 电解质溶液

7.1 电解质溶液的基本概念

7.1.1 参考态与标准态

7.1.2 电解质活度与离子活度的关系

7.1.3 电解质溶液的渗透系数

7.1.4 电解质溶液的渗透系数和平均离子活度系数与超额Gibbs自由能的关系

7.1.5 电解质溶液理论的分类

7.2 DebyeHückel理论

7.2.1 离子氛

7.2.2 DebyeHückel活度系数方程

7.3 Pitzer电解质溶液理论

7.3.1 Pitzer方程的统计力学基础

7.3.2 单一电解质溶液的Pitzer方程

7.3.3 混合电解质溶液的Pitzer方程

7.4 电解质溶液局部组成模型

7.4.1 单一电解质溶液的CHENNRTL方程

7.4.2 混合电解质混合溶剂体系的CHENNRTL方程

7.4.3 其他电解质溶液局部组成模型简介

7.5 电解质溶液的原始平均球近似模型

7.5.1 电解质溶液原始平均球近似方法

7.5.2 平均球近似方法计算离子活度系数

7.6 电解质溶液的非原始平均球近似模型

参考文献

第8章 高分子溶液

8.1 格子模型：FloryHuggins方程

8.1.1 无热溶液的FloryHuggins方程

8.1.2 非无热溶液的FloryHuggins方程

8.1.3 高分子溶液的液液平衡

8.1.4 FloryHuggins方程的改进

8.2 胞腔模型：PrigogineFloryPatterson方程

8.2.1 纯流体的状态方程

8.2.2 二元混合物的状态方程

8.3 统计缔合流体理论：SAFT方程

8.3.1 纯流体的SAFT方程

8.3.2 混合物的SAFT方程

8.3.3 SAFT方程在相平衡中的应用

8.3.4 SAFT方程的改进

参考文献

第9章 生物大分子溶液

9.1 生物大分子溶液的带电胶体性质

9.1.1 聚电解质溶液的双电层结构

9.1.2 DLVO理论

9.1.3 聚电解质溶液的Donnan平衡

9.2 McMillanMayer渗透压统计理论

9.3 蛋白质溶液的渗透压

9.3.1 维里方程法

9.3.2 Yukawa状态方程法

9.3.3 积分方程法

9.4 蛋白质溶液的扩散

9.4.1 一般化StokesEinstein方程

9.4.2 BSA电解质水溶液互扩散系数的预测

9.5 蛋白质在双水相体系中的分配

9.5.1 扩展的渗透维里方程

9.5.2 Baskir吸附格子模型及其扩展

9.6 DNA电解质溶液的结构性质

9.6.1 简化的DNA分子模型

9.6.2 基于基本度量理论的双电层密度泛函

9.6.3 电解质小离子围绕聚离子DNA的分布

9.6.4 电势分布

9.7 DNA电解质溶液的有择作用系数

9.7.1 有择作用系数

9.7.2 单一电解质溶液的有择作用系数

9.7.3 混合电解质溶液的有择作用系数

9.8 DNA电解质溶液的渗透系数

9.8.1 DNA溶液的胞腔模型

9.8.2 基于胞腔模型的密度泛函理论

9.8.3 DNA溶液的渗透系数

参考文献

附录A单位换算与基本常数

附录B纯物质的特性常数

《高等化工热力学》在系统讲述统计热力学原理及方法的基础上，详细介绍了统计热力学在流体状态方程、电解质溶液、高分子溶液和生物大分子溶液各领域中的应用和最新进展。全书共9章，第1章简要总结了必备的热力学基础知识。第2~4章分别深入地讲述流体的分子力和位能函数、系综原理和分布函数等统计热力学基本内容。第5章系统阐述立方型方程、对应态方程、维里方程和硬球方程及其统计力学处理方法。第6章介绍了适用于化学工程的微扰理论。第7~9章详细讲述了电解质溶液、高分子溶液和生物大分子溶液的分子热力学理论和模型，并介绍其前沿领域的最新进展。《高等化工热力学》可作为化工、化学、生物、环境及热能等专业研究生热力学课程的教学参考书，也可供本科高年级学生和有关科研人员参考使用。

《高等化工热力学》既是一本研究生教材，也是一本分子热力学专著。作者深入浅出地阐述了统计热力学的基本原理，同时以较大篇幅详细介绍了流体状态方程，以及电解质溶液、高分子溶液和生物大分子溶液的分子热力学模型、前沿进展和工程应用。
《高等化工热力学》可作为高等院校化工类及相关专业研究生化工热力学课程的教材，也可供化学工程领域相关科技人员参考使用。