ترموديناميك به معني قدرت گرما و يا توان ناشي از گرماست كه منعكس كننده منشأ آن در تحليل ماشين هاي بخار مي باشد.

كاربرد ترموديناميك در هر مسئله حقيقي با شناسائي ماده به خصوص از جسم به عنوان كانون توجه آغاز مي شود و حالت ترموديناميكي آن به وسيله تعدادي خواص ماكروسكوپيك قابل اندازه گيري تعريف مي شود.

تمامي اينها بستگي به ابعاد اساسي علم داشته كه از ميان آنها طول، زمان، جرم، دما و مقدار ماده قابل توجه اند.

هدف اين كتاب مسير نمودن بررسي معارفه اي ترموديناميك از ديدگاه يك مهندس شيمي است.

دو فصل اول كتاب تعاريف بنيادين و توسعه قانون اول را كه در فرآيندهاي ساكن و جاري پايدار ساده به كار مي رود، ارائه مي نمايد. فصل هاي سوم و چهارم رفتار فشار، حجم و دما را براي سيالات و برخي آثار گرمائي مورد بررسي قرار داده و كاربرد ابتدائي قانون اول را براي مسائل مهم مهندسي امكان پذير مي كند. قانون دوم و برخي كاربردهايش در فصل پنجم ملاحظه مي شوند.

بررسي خواص ترموديناميكي سيالات خالص در فصل 6 مورد استفاده قوانين اول و دوم را براي فرآيندهاي جاري به طور كلي در فصل 7 و براي توليد نيرو و فرآيندهاي سردسازي در فصل 8 و 9 امكان پذير مي كند. در فصل 10 كتاب، توصيفي ساده از رفتار مخلوط همراه با كاربرد آن در تعادل مايع – بخار را ارائه مي نمايد. مطالب تا فصل 15 مربوط به مخلوط سيالات در حوزه معيني از ترموديناميك مهندسي شيمي است و بالاخره فصل 16 تحليل ترموديناميكي فرآيندهاي حقيقي را ارائه مي نمايد.

كتاب حاضر براي دانشجويان به طور مناسب جامع بوده و بايد به عنوان مرجعي مفيد براي تمرين مهندسين شيمي مورد استفاده قرار گيرد.

كتاب «ترموديناميك مهندسي شيمي» در 640 صفحه و به قيمت 70 هزار ريال به چاپ رسيده است.

پيشگفتار مترجم................................................................................................... 4

ديباچه................................................................................................................. 5

فهرست علائم....................................................................................................... 12

1 – مقدمه............................................................................................................ 19

1 – 1 ديدگاه ترموديناميك......................................................................................... 19

2 – 1 ابعاد و آحاد................................................................................................... 20

3 – 1 نيرو............................................................................................................. 21

4 -1 دما............................................................................................................... 23

5 – 1 كميت هاي تعريف شده، حجم.......................................................................... 28

6 – 1 فشار........................................................................................................... 29

7 – 1 كار.............................................................................................................. 32

8 – 1 انرژي........................................................................................................... 33

9 – 1 گرما............................................................................................................ 40

مسائل................................................................................................................ 43

2 – قانون اول و ساير مفاهيم اساسي................................................................. 45

1 – 2 تجربيات ژول.................................................................................................. 45

2 – 2 انرژي داخلي................................................................................................. 46

3 – 2 فرمولاسيون قانون اول ترموديناميك.................................................................... 47

4 – 2 حالت ترموديناميكي و توابع حالت..................................................................... 49

5 – 2 آنتالپي........................................................................................................ 56

6 – 2 فرآيندهاي جاري حالت – پايدار......................................................................... 59

7 – 2 تعادل........................................................................................................... 68

8 – 2 قانون فاز...................................................................................................... 69

9 – 2 فرآيند برگشت پذير......................................................................................... 71

10 – 2 تذكر، فرآيندهاي حجم – ثابت و فشار – ثابت..................................................... 79

11 – 2 ظرفيت گرمائي............................................................................................ 81

مسائل................................................................................................................ 88

3 – خواص حجمي سيالات.................................................................................. 93

1 – 3 رفتار فشار – حجم – دماي مواد خالص............................................................... 93

2 – 3 معادله ويريال................................................................................................. 101

3 – 3 گاز آرماني.................................................................................................... 106

4 – 3 كاربرد معادله ويريال........................................................................................ 126

5 – 3 معادلات درجه سوم حالت............................................................................... 130

6 – 3 روابط تعميم يافته گازها................................................................................... 136

7 – 3 روابط تعميم يافته مايعات................................................................................. 150

مسائل................................................................................................................ 154

4 – آثار گرمائي................................................................................................... 164

1 – 4 آثار گرمائي محسوس..................................................................................... 165

2 – 4 آثار گرمائي همراه با تغييرات فاز مواد خالص........................................................ 175

3 – 4 گرماي معيار واكنش........................................................................................ 178

4 – 4 گرماي معيار تشكيل....................................................................................... 180

5 – 4 گرماي معيار احتراق........................................................................................ 186

6 – 4 اثر دما بر گرماي معيار واكنش........................................................................... 186

7 – 4 آثار گرمائي واكنش هاي صنعتي....................................................................... 191

مسائل................................................................................................................ 200

5 – قانون دوم ترموديناميك.................................................................................. 207

1 – 5 بيان قانون دوم.............................................................................................. 208

2 – 5 ماشين گرمائي............................................................................................. 209

3 – 5 مقياس دماي ترموديناميكي............................................................................. 213

4 – 5 چرخه كارنو براي يك گاز آرماني، مقياس كلوين (به عنوان يك مقياس دماي

ترموديناميكي)...................................................................................................... 215

5 – 5 آنتروپي........................................................................................................ 219

6 – 5 تغييرات آنتروپي يك گاز آرماني.......................................................................... 224

7 – 5 اصل افزايش آنتروپي....................................................................................... 228

8 – 5 آنتروپي از ديدگاه ميكروسكوپيك (ترموديناميك آماري)............................................ 233

9 – 5 قانون سوم ترموديناميك.................................................................................. 237

مسائل................................................................................................................ 240

6 – خواص ترموديناميكي سيالات......................................................................... 245

1 – 6 روابط بين خواص ترموديناميكي يك فاز همگون با جزء ثابت..................................... 246

2 – 6 خواص باقيمانده............................................................................................. 254

3 – 6 دستگاههاي دو – فازي................................................................................... 264

4 – 6 نمودارهاي ترموديناميكي................................................................................ 268

5 – 6 جداول خواص ترموديناميكي............................................................................. 271

6 – 6 روابط تعميم يافته خواص ترموديناميكي گازها...................................................... 275

مسائل................................................................................................................ 292

7 – ترموديناميك فرآيندهاي جاري......................................................................... 300

1 – 7 معادلات اساسي........................................................................................... 301

2 – 7 جريان در لوله ها............................................................................................ 312

3 – 7 فرآيندهاي انبساط.......................................................................................... 314

4 – 7 فرآيندهاي تراكم............................................................................................. 333

مسائل................................................................................................................ 343

8 – تبديل گرما به كار توسط چرخه هاي نيرو......................................................... 351

1 – 8 نيروگاه بخار.................................................................................................. 353

2 – 8 ماشين هاي درون – سوز................................................................................ 366

3 – 8 ماشين اوتو.................................................................................................. 367

4 – 8 ماشين ديزل................................................................................................. 370

5 – 8 نيروگاه توربين – گازي..................................................................................... 373

6 – 8 ماشين هاي جت، ماشين هاي راكت................................................................ 377

مسائل................................................................................................................ 380

9 – سردسازي و مايع سازي............................................................................... 384

1 – 9 سردساز كارنو............................................................................................... 384

2 – 9 چرخه تراكم بخار............................................................................................ 386

3 – 9 مقايسه چرخه هاي سردسازي........................................................................ 388

4 – 9 انتخاب سردساز............................................................................................ 394

5 – 9 سردساز جذبي............................................................................................. 399

6 – 9 پمپ گرمائي................................................................................................. 401

7 – 9 فرآيندهاي مايع سازي.................................................................................... 403

مسائل................................................................................................................ 410

10 – دستگاههاي جزء متغير، رفتار آرماني........................................................... 413

1 – 10 رابطه خاصيت بنيادين................................................................................... 413

2 – 10 پتانسيل شيميائي به عنوان ملاكي از تعادل فاز................................................. 415

3 – 10 مخلوط گاز – آرماني..................................................................................... 416

4 – 10 محلول آرماني............................................................................................. 420

5 – 10 قانون رائولت............................................................................................... 422

مسائل................................................................................................................ 440

11 – دستگاههاي جزء متغير، رفتار غيرآرماني...................................................... 445

1 – 11 خواص جزئي............................................................................................... 445

2 – 11 فوگاسيتي و ضريب فوگاسيتي....................................................................... 452

3 – 11 فوگاسيتي و ضريب فوگاسيتي براي ماده I در محلول.......................................... 459

4 – 11 روابط تعميم يافته براي ضريب فوگاسيتي.......................................................... 463

5 – 11 انرژي گيبس اضافي...................................................................................... 474

6 – 11 ضرائب فعاليت براي ارقام VLEو........................................................................ 477

مسائل................................................................................................................ 492

12 – ترموديناميك فرآيندهاي جاري....................................................................... 497

1 – 16 رابطه قانون دوم براي فرآيندهاي جاري حالت – پايدار........................................... 497

2 – 16 محاسبه كار آرماني...................................................................................... 498

3 – 16 كار گم شده................................................................................................ 505

4 – 16 تحليل ترموديناميكي فرآيندهاي جاري حالت – پايدار........................................... 507

مسائل................................................................................................................ 518

ضمائم................................................................................................................ 525

الف – ضرائب تبديل و مقادير ثابت گازها...................................................................... 525

ب – ثابت هاي بحراني و ضرائب بي مركزي................................................................. 527

ث – جداول بخار..................................................................................................... 529

د – روش UNIFACو................................................................................................. 632

ي – روش نيوتن..................................................................................................... 640