分子热力学性质手册

出版时间：2009-7  出版社：化学工业出版社  作者：张宇英，张克武　编著  页数：615  字数：797000  

前言

在工程科学、工业设计、化工工艺研发和新型材料研究中，需要精确的物理化学性质、热力学性质和热物理学性质数据，这三者可概括地称为“分子热力学基础数据”,它们是生产流程能否完善，设计能否先进的前提条件。设计者利用电子计算机进行流程模拟时往往需要进行反复的物性计算，这也从另一个角度说明物性数据的精确度对化工流程和装置的技术经济性有很重要的影响。事实上，高精确度的物性数据现已成为一些新型工业快速发展的瓶颈。目前国内外已出版了不少物性数据手册，但是存在一些普遍问题：大多数手册介绍一个具体问题时，局限于复现一两个或几个人的工作结果，没有更多地关注其质量并进行必要的评价；时常把估算值与实验值不加区分地混在一起，造成读者查询使用时的不清晰；对近几年不断出现的新的实验数据引入较少。一本基础数据手册的先进性应在于博采百家之长，尽可能地挖掘众多研究者的贡献和良好的实验结果，就像蜜蜂采百花酿蜜一样，将百家的成就和优秀的建树融会贯通，整理成翔实可靠的科技资料，这样才能发挥工具书的作用。本书作者多年从事工程物性的理论研究，深知若实验数据不可靠，研究就会失败，因此必须严查数据获取的实验条件，五十余年来整理出大量可信度相对较高的数据。需要说明的是，本书称为《分子热力学性质手册——计算方法与最新实验数据》，是因为作者一直在分子热力学基础研究领域探索，认为流体的平衡态物性如摩尔热容、焓、熵、临界参数等以及非平衡态物性如黏度、热导率、扩散率等，根据作者提出的张克武氩模型理论从微观角度来分析，都是流体分子中的微观粒子（分子、基团、原子、键和电子等）的移动、转动和振动中的相互吸引和排斥这些复杂运动形式的不同组合（形成不同结构类型的纯物质）在特定条件下的宏观表现，因此研究上述各种物理现象必须应用分子热力学。分子热力学是从纯物质的微观结构出发，以统计力学原理找到宏观现象的微观机理，运用数理统计方法，建立表征特定物理现象的理论的定量计算方法。本书第一部分对近百年来的物性估算法进行简评和推荐，系统阐述了作者张克武教授提出的理论式和半理论式。他创立的两个新理论体系：张克武氩模型理论微分方程和有机分子的半金属结构理论，“在一个国际热门研究领域——分子热力学方面赢得了国内外学术界的高度评价”（人民日报《情况汇编》第255期）。前者获得第十四届国际科联国际科技数据（CODATA’94）学术委员会的高度重视，CODATA主席、国际著名物理有机化学家Dubois教授在邀请函中表示：“94国际学术会议极为高兴地欢迎这些重大贡献，这些重大贡献来自中国”。1998年底，Springer出版社在德国、法国、美国等十个国家同时出版的专著中于首章首篇的位置全文刊登了这个新理论体系的成果之一。有机分子的半金属结构理论也得到了美国CODATA前秘书长Westrum教授的高度赞扬，认为在大多数情况下比Benson等世界上几位知名科学家的工作更精确，“在科技上非常重要的分子熵值计算方面已作出了极大楷模”。2000年经《国家自然科学基金资助项目研究成果年报——化学科学》审定后，该成果作为国家化学科学部29项重要研究成果之一，被称为“张克武气体不平衡状态理论方程”。本书作者在推荐估算公式时采取“双严”的态度，在大范围内进行严格的验算，并与理论分析联系起来鉴别估算方法的优劣。在第一部分中引用了美国科学院院士Prauznise与Reid等人对Benson法、Lyderson法、Riedel法和Pitzer法所做的部分工作，作者利用大量可信度高的实验数据进行验算后发现，很多估算式的精确度较低，最大误差达到50％～160%者不少，还应用有机分子的半金属结构理论剖析了Benson基团法在理论上的不足。在众多研究中需要用到许多实验数据。如果所用的数据不可靠，研究就不可能获得成功，甚至得到荒谬的结果。所以，作者以谨慎的态度筛查数据来源、实验测定法、样品纯度和实验技术水平，并进行严格的审评，日积月累收集整理了许多可信度较高的实验数据。本书第二部分内容包括的性质有：熔点，沸点，临界温度，临界压力，临界体积，临界压缩因子，偏心因子，偶极距，折射率，相变焓，升华焓，燃烧焓，标准熵（g,l），标准生成Gibbs自由能（g,l），标准生成焓（g,l）等，还有十项物性是温度的函数：气体比热容，液体比热容，液体表面张力，气体黏度，液体黏度，气体热导率，液体热导率，蒸气压，蒸发焓，液体密度。这些性质的数据全部是实测值，有的物性还列出多个数据作对比，且每个实测值均标注出了原始文献来源。全书收集整理的有机纯物质有1428个。C—H化合物（饱和烃、烯烃、炔烃、二烯烃、环烃、环烯烃、芳烃等）317个；卤代烃、混合卤代烃共229个，含氧有机物（醇、醚、醛、酸、酸酐、酯、含氧多基团有机物）506个；含氮有机物（胺、氰、腈、吡啶类、肼等）131个，含C—H—N—O有机物（硝基烃、醇胺、酰胺、含氧氮环化物等）82个；含C—H—S，C—H—S—O，C—H—S—N有机物（硫醇、硫醚、亚砜、噻吩类、砜等）72个；含C—H—O—X，C—H—N—X，C—H—N—O—X的有机物（卤醇、卤醚、卤酮、卤酚、卤醛、卤酸、卤酯、硝基卤、卤胺等）91个。值得特别提出的是，纯物质的Tc实测值散见在各期刊中极难收集，而其在物性计算、过程模拟和理论研究中的价值都很大。本书作者收集到800多个纯物质的Tc实测值，对精细化工等领域来说十分重要。书中的所有实验数据均来自权威性手册或文献，引用文献1087个，包括Reid（1987年）、Poiling（2001年）、Vargaftik、Majer、Timmermans和Viswanath等学者的专著，TRC手册，兰氏手册，LandoltBornstein Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology（New Series, Group Ⅳ）,Physical Chemistry（Berlin, Springer,Vol 8）,Thermodynamic Properties of Organic Compounds and their Mixtures等，所引用的学术期刊数目有90多种，包括美国、德国、英国、俄罗斯、日本、加拿大、前苏联等国的学术期刊。本书还对近几十年来至2007年新测定的物性数据进行了大量摘录引用，例如推荐了375种重要液体纯物质的热导率实测值等，力求适应技术向新领域快速扩展的趋势，缩小对可靠物性数据的供需之间的差距，以减少研究人员和工程师们寻找可靠数据所花费的时间和精力。在此，谨向给予作者热情指导、提供有关研究信息以及鼎力帮助鼓励的中国科学院资深院士黄葆同研究员，中国科学院长春应用化学研究所博导冯之榴、景遐斌、唐涛研究员，哈尔滨工业大学强亮生教授，黑龙江大学陈念陔教授，《黑龙江大学学报》的袁建平主编、李丽副主编，吉林化工学院欧阳福承教授，东北师范大学苏忠民教授、盛连喜教授、郭黎平教授，长春工业大学副校长张会轩教授、张龙教授、李国安教授，北京化工大学李成岳教授、沈曾民教授、常维璞教授和张学军教授致以最诚挚的感谢。感谢资助作者开展课题研究的国家自然科学基金委员会，首钢总公司和吉林省科委。谨向著名实业家和慈善家李春平先生给予作者的资助表示深深的感谢。尽管我们做了多次校勘，但亦难免挂一漏万，敬请读者和专家对本书提出宝贵意见。

内容概要

本书第一部分对国际上近百年来的物性估算法进行简评和推荐，系统阐述了作者提出的一系列具有创新性的理论式和半理论式，供读者对比选用；第二部分收集整理了1428个有机纯物质的分子热力学基础数据，全部为文献发表的实测值，并且均标注出原始文献来源，经过作者的分析对比后予以推荐。     本书可供动力工程、化学化工、医药工业等行业的科研和生产工作者参考。

书籍目录

第一部分　分子热力学性质基础与理论计算方法 　第一章　分子热力学性质的估算和理论预测 　　1.1　估算式的适用范围　　1.2　理论方程的重大价值和深远影响　　参考文献　第二章　分子热力学基础物性常数 　　2.1　纯质的临界点及临界温度计算误差高限的研究　　2.2　四种类型的临界性质计算公式　　2.3　预测Tc的新理论方程　　2.4　偏心因子　　2.5　临界压缩因子　　2.6　偶极矩　　参考文献　第三章　汽化热 　　3.1　理论概念　　3.2　计算不同温度下的汽化热　　3.3　应用示例对比　　3.4　计算正常沸点下的汽化热　　3.5　各种公式对比　　3.6　结论　　参考文献　第四章　气体和液体的摩尔热容 　　4.1　气体热容的基本理论概念　　4.2　理想气体的摩尔热容的估算　　4.3　气体定压热容理论计算法　　4.4　讨论与结论　　4.5　液体热容的基本概念　　4.6　液体热容的估算　　4.7　液体热容的理论计算法　　4.8　定理的实验证明及应用示例　　4.9　讨论与结论　　参考文献　第五章　液体P-V-T性质 　第六章　气体和液体的黏度 　第七章　气体与液体的热导率 　第八章　表面张力 第二部分　分子热力学性质实验数据 　第一章　CH化合物 　第二章　CHO化合物　第三章　CHN化合物　第四章　CHNO化合物　第五章　CHS、 CHSO、CHSN化合物　第六章　CHX卤化物 　第七章　CHOX、CHNX、CHNOX化合物

章节摘录

插图：第一部分 分子热力学性质基础与理论计算方法第一章 分子热力学性质的估算和理论预测1.1 估算式的适用范围根据科学发展史，在科学和技术上有两种描述自然现象的数学式：①经验式，没有坚实的理论依据，仅仅根据实验结果整理出来的估算式，内插外推功能很差；②理论方程，用函数描述定理或定律的解析式。经验式一般只是在特定的实验范围内是有效的，例如著名的Joback临界温度经验式在烷烃、烯烃等烃类适用性较好，但对醇类等的计算误差高达4％或5％以上，并且几乎都是负误差。这与Joback在研究一0H时对醇的氢键和缔合性考虑不周有关。按照文献阐明的临界温度Tc理论式和文献中建议的Tc误差上限应

编辑推荐

《分子热力学性质手册:计算方法与最新实验数据》还对近几十年来至2007年新测定的物性数据进行了大量摘录引用，例如推荐了375种重要液体纯物质的热导率实测值等，力求适应技术向新领域快速扩展的趋势，缩小对可靠物性数据的供需之间的差距，以减少研究人员和工程师们寻找可靠数据所花费的时间和精力。

用户评论 (总计2条)

•   方法介绍很少，以数据为主。优点是所有数据均标明了参考文献，是一本可核对的手册。
•   培训用书籍和查阅资料用，实用性强。