TOPTEXTBOOK.COM ศูนย์รวมตำราแปล และ Textbook ชั้นนำจากทั่วโลก

หลักเทอร์โมไดนามิกส์สำหรับวิศวกรรมเคมี-Thermodynamics for Chemical Engineering

฿480.00
หนังสือ “หลักเทอร์โมไดนามิกส์สำหรับวิศวกรรมเคมี” เล่มนี้ จัดทำขึ้นเพื่อใช้ประกอบการเรียนการสอนรายวิชาเทอร์โมไดนามิกส์เบื้องต้น สำหรับนักศึกษาในสาขาวิชาวิศวกรรมเคมีซึ่งส่วนต้นของตำรา
เหลือ 48 ชิ้น
ซื้อเลย
หยิบลงตะกร้า
  • หมวดหมู่ : Thermodynamics for Chem Eng
  • รหัสสินค้า : 000899

รายละเอียดสินค้า หลักเทอร์โมไดนามิกส์สำหรับวิศวกรรมเคมี-Thermodynamics for Chemical Engineering

หนังสือ หลักเทอร์โมไดนามิกส์สำหรับวิศวกรรมเคมีเล่มนี้ จัดทำขึ้นเพื่อใช้ประกอบการเรียนการสอนรายวิชาเทอร์โมไดนามิกส์เบื้องต้น สำหรับนักศึกษาในสาขาวิชาวิศวกรรมเคมี  ซึ่งส่วนต้นของตำรานี้เป็นส่วนที่เกี่ยวข้องกับพลังงาน กฎทางเทอร์โมไดนามิกส์ อีกทั้งยังกล่าวถึงความสัมพันธ์ระหว่างสมบัติต่าง ๆ ของสาร ในขณะที่ส่วนหลังของตำราเน้นถึงสมดุลในสภาพต่าง ๆ ได้แก่ สมดุลวัฏภาค สมดุลในระบบของสารผสม และสมดุลของการเกิดปฏิกิริยาเคมี ทั้งนี้เนื้อหาในวิชานี้สามารถประยุกต์ใช้ในการแก้ปัญหาต่าง ๆ ทางวิทยาศาสตร์และวิศวกรรมศาสตร์ เช่น การคำนวณหาค่าความร้อนและงานที่ต้องใช้ในการเกิดกระบวนการทางกายภาพและกระบวนการทางเคมี การหาสภาวะสมดุลของปฏิกิริยาเคมีและสมดุลของการถ่ายโอนของสารระหว่างสถานะ เป็นต้น

 

บทที่ 1 บทนำ .................................... 1

1.1 นิยามและขอบเขตของอุณหพลศาสตร์......................... 1

1.2 มิติและหน่วย .......................................................... 2

1.3 มาตรวัดปริมาณหรือขนาด ................................. 3

1.4 คำจำกัดความของคำศัพท์ที่ใช้ในวิชาอุณหพลศาสตร์......... 3

1.5 แรง (Force) ............................................................... 6

1.6 อุณหภูมิ (Temperature) ............................................. 7

1.7 ความดัน (Pressure) ................................................. 8

1.8 งาน (Work) ...................................................... 10

1.9 พลังงาน (Energy) ........................................... 11

1.10 ความร้อน (Heat) ......................................... 15

แบบฝึกหัดบทที่ 1 ......................................................... 17

บทที่ กฎข้อที่หนึ่งและแนวคิดพื้นฐาน ........................... 19

2.1 การทดลองของจูล ....................................................... 19

2.2 พลังงานภายใน (Internal Energy) ........................... 20

2.3 กฎข้อที่หนึ่งของอุณหพลศาสตร์ ............................... 20

2.4 สมการสมดุลพลังงานสำหรับระบบปิด ........................... 21

2.5 สภาวะทางอุณหพลศาสตร์และฟังก์ชันสภาวะ

(Thermodynamic states and state function) ......................... 23

2.6 สมดุล ............................................................. 23

2.7 กฎของสถานะ (Phase Rule) .................................... 25

2.8 กระบวนการผันกลับได้ ............................................. 26

2.9 กระบวนการปริมาตรคงที่และความดันคงที่ ................... 32

2.10 เอนทัลปี .................................................... 33

ix

2.11 ความจุความร้อน (Heat Capacity) .............................. 34

2.12 สมการสมดุลมวลสารและสมดุลพลังงานสำหรับระบบเปิด .. 38

แบบฝึกหัดบทที่ 2 ........................................................ 48

บทที่ สมบัติของสารบริสุทธิ์ ......................................... 51

3.1 แผนภาพแสดงสมบัติ PVT ของสารบริสุทธิ์ ..................... 51

3.2 ตารางแสดงสมบัติ .................................................. 60

3.3 สารบริสุทธิ์สถานะเดียว ........................................... 61

3.4 ค่าคุณภาพไอหรือค่าความแห้งของไอ

(Quality หรือ Dryness Fraction, x) ........................... 63

3.5 สมการสภาวะ (Equation of State) ........................ 65

3.6 สมการรูปทั่วไปสำหรับแก๊ส (Generalized Correlation for Gases) ............ 93

3.7 สมการรูปทั่วไปสำหรับของเหลว (Generalized Correlations for Liquids) ......... 98

แบบฝึกหัดบทที่ 3 ................................... 100

บทที่ 4 อิทธิพลของความร้อน .................................... 103

4.1 ความร้อนที่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิของสารบริสุทธิ์

(Sensible Heat Effect) ...................................... 104

4.2 ความร้อนแฝงของสารบริสุทธิ์ (Latent Heats of Pure Substances) .......... 109

4.3 ความร้อนมาตรฐานของการเกิดปฏิกิริยา (Standard Heat of Reaction) ....... 111

4.4 ความร้อนมาตรฐานของการเผาไหม้ (Standard Heat of Combustion) ........ 116

4.5 ความสัมพันธ์ของ Ho กับอุณหภูมิ ..................................... 116

4.6 อิทธิพลของความร้อนสำหรับปฏิกิริยาในอุตสาหกรรม ............. 119

แบบฝึกหัดบทที่ 4 ................................................... 127

บทที่ กฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์ ..................... 129

5.1 เครื่องจักรกลความร้อน ......................................... 129

5.2 แหล่งสะสมพลังงานความร้อน (Thermal Energy Reservoir) ......... 131

5.3 ประสิทธิภาพของเครื่องจักรกลความร้อน (Thermal Efficiency) ....... 132

5.4 วัฏจักรคาร์โนต์ (Carnot Cycle) .......................... 132

5.5 คำกล่าวของกฎข้อที่สองของอุณหพลศาสตร์.................. 135

5.6 สเกลของอุณหภูมิเชิงอุณหพลศาสตร์ (The Thermodynamic Temperature Scale) ... 136

x

5.7 เอนโทรปี (Entropy) ........................ 139

5.8 การเปลี่ยนแปลงเอนโทรปีของแก๊สอุดมคติ ................ 142

5.9 กฎข้อที่สองในรูปสมการคณิตศาสตร์ ........................ 145

5.10 งานที่ได้รับจากเครื่องจักรกลความร้อนจริง ................. 146

5.11 สมดุลของเอนโทรปี ............................................... 147

5.12 สมดุลของเอนโทรปีในระบบเปิด ............................. 148

5.13 งานอุดมคติ (Ideal Work) ................................ 153

5.14 งานที่สูญเสียไป (Lost Work) ............................... 156

5.15 กฎข้อที่สามของอุณหพลศาสตร์ ............................ 160

แบบฝึกหัดบทที่ 5 ...................................................... 161

บทที่ สมบัติทางอุณหพลศาสตร์ของของไหล .............. 163

6.1 ความสัมพันธ์ของสมบัติในระบบวัฏภาคเนื้อเดียว .......... 163

6.2 สมบัติรีซิดวล (Residual Properties) ........................ 172

6.3 การหาสมบัติรีซิดวลโดยใช้ Equation of State ............ 177

6.4 ระบบที่ประกอบไปด้วยสองวัฏภาค (Two–Phase Systems) ....... 182

6.5 สมการรูปทั่วไปของความสัมพันธ์อุณหพลศาสตร์ของแก๊ส .......... 186

แบบฝึกหัดบทที่ 6 ....................................... 195

บทที่ การประยุกต์ใช้อุณหพลศาสตร์กับกระบวนการไหลต่างๆ .... 197

7.1 อุปกรณ์ทางวิศวกรรม ................................................. 197

7.2 อุณหพลศาสตร์กับกระบวนการไหลต่าง ๆ ........................ 199

แบบฝึกหัดบทที่ 7 ........................................................... 220

บทที่ การผลิตกำลังจากความร้อน ................................. 223

8.1 เครื่องจักรกลไอน้ำ ................................................ 223

8.2 เครื่องจักรกลสันดาปภายใน (Internal–Combustion Engine) ...... 233

แบบฝึกหัดบทที่ 8 ............................................................. 244

บทที่ กระบวนการทำความเย็นและการทำให้เป็นของเหลว ... 247

9.1 เครื่องทำความเย็น (Refrigerators) ................................. 248

9.2 เครื่องทำความเย็นแบบคาร์โนต์ (Carnot Refrigerator) ....... 250

9.3 วัฏจักรไออัดตัว (Vapor–Compression Cycle) ...... 251

9.4 การเลือกสารหล่อเย็น (Refrigerant) ........................... 254

9.5 เครื่องทำความเย็นแบบดูดซึม (Absorption Refrigeration) ........ 255

9.6 ปั๊มความร้อน (Heat Pumps) ............................... 257

9.7 กระบวนการทำให้เป็นของเหลว (Liquefaction Processes) ......... 259

แบบฝึกหัดบทที่ 9 ................................. 264

บทที่ 10 สมดุลระหว่างวัฏภาคที่เป็นไอและของเหลว ................. 267

10.1 ธรรมชาติของสภาวะสมดุล ................................. 268

10.2 กฎของสถานะ (Phase Rule) และ Duhem’s Theorem ......... 269

10.3 พฤติกรรมของวัฏภาคไอ/ของเหลว ..................... 270

10.4 โมเดลอย่างง่ายสำหรับสมดุลไอ/ของเหลว ............. 280

10.5 การอธิบายสมดุลไอ/ของเหลวด้วย Raoult’s law ที่ได้รับการปรับเปลี่ยน ... 289

10.6 การอธิบายสมดุลไอ/ของเหลวด้วย K–value ........... 293

แบบฝึกหัดบทที่ 10 .......................... 300

บทที่ 11 อุณหพลศาสตร์ของสารละลาย : ทฤษฎี ............ 307

11.1 สมการความสัมพันธ์ของสมบัติพื้นฐาน (Fundamental Property Relation) ...... 308

11.2 Chemical Potential กับสมดุลวัฏภาค ................ 309

11.3 สมบัติ Partial Property .............................. 310

11.4 โมเดลสำหรับสารผสมของแก๊สอุดมคติ ................. 320

11.5 Fugacity และ Fugacity Coefficient ในกรณีสารบริสุทธิ์ ......... 323

11.6 Fugacity และ Fugacity Coefficient ของสารที่อยู่ในสารละลาย ........ 330

11.7 สมการรูปทั่วไปสำหรับ Fugacity Coefficient ............ 336

11.8 โมเดลสำหรับสารละลายอุดมคติ .................. 339

11.9 Excess Property ....................... 341

แบบฝึกหัดบทที่ 11 ......................................... 349

บทที่ อุณหพลศาสตร์ของสารละลาย : การใช้งาน .......... 355

12.1 สมบัติของวัฏภาคของเหลวจากข้อมูล VLE ........... 355

12.2 โมเดลสำหรับ Excess Gibbs Energy ..................... 371

12.3 ค่าการเปลี่ยนแปลงสมบัติจากการผสม (Property Changes of Mixing) ..................... 375

12.4 ผลทางความร้อนของกระบวนการผสม .................. 381

แบบฝึกหัดบทที่ 12 .......................................... 397

บทที่ สมดุลของการเกิดปฏิกิริยาเคมี ..................... 407

13.1 The Reaction Coordinate ................................. 407

13.2 การใช้หลักการของสมดุลกับปฏิกิริยาเคมี ................. 411

13.3 ค่าการเปลี่ยนแปลง Gibbs Energy ที่สภาวะมาตรฐานกับค่าคงที่สมดุล ....... 412

13.4 อิทธิพลของอุณหภูมิต่อค่าคงที่สมดุล ................ 415

13.5 การประเมินค่าคงที่สมดุล ............................... 418

13.6 ความสัมพันธ์ระหว่างค่าคงที่สมดุลกับสัดส่วนองค์ประกอบ........ 420

13.7 ค่า Conversion ที่สภาวะมาตรฐานสำหรับปฏิกิริยาเคมีเดียว ......... 424

13.8 กฎวัฏภาคและ Duhem’s theorem สำหรับระบบที่เกิดปฏิกิริยาเคมี ... 437

13.9 สมดุลของปฏิกิริยาเคมีหลายปฏิกิริยา ............ 441

13.10 เซลเชื้อเพลิง ............................................ 451

แบบฝึกหัดบทที่ 13 .......................................... 456

บทที่ สมดุลวัฏภาค ..................................................... 465

14.1 การพัฒนาค่า Gamma/Phi ของสมดุล VLE ............... 465

14.2 การคำนวณสมดุล VLE โดยใช้ Cubic Equation of State ..... 477

14.3 สมดุลกับความเสถียร ................................. 496

14.4 สมดุลของเหลว/ของเหลว (LLE) ..................... 502

14.5 สมดุลไอ/ของเหลว/ของเหลว (VLLE) ............ 510

14.6 สมดุลของแข็ง/ของเหลว (SLE) ........................ 518

14.7 สมดุลของแข็ง/ไอ (SVE) ................................. 522

14.8 การดูดซับของแก๊สบนของแข็งที่สภาวะสมดุล........ 526

14.9 สมดุลออสโมติก (Osmotic Equilibrium)

และความดันออสโมติก (Osmotic Pressure) ................ 541

แบบฝึกหัดบทที่ 14 ............................. 545

บทที่ 15 การวิเคราะห์กระบวนการในเชิงอุณหพลศาสตร์ .............. 553

15.1 การวิเคราะห์เชิงอุณหพลศาสตร์ของกระบวนการไหลแบบคงตัว ..... 553

แบบฝึกหัดบทที่ 15 ............................. 562

ภาคผนวก

ภาคผนวก A /ภาคผนวก B /ภาคผนวก C /ภาคผนวก D /ภาคผนวก E /ภาคผนวก F /ภาคผนวก G /

ภาคผนวก H : วิธี UNIFAC /ภาคผนวก I : วิธี Newton’s method