کتاب مبانی ترمودینامیک مهندسی شیمی - اسمیت

کتاب مبانی ترمودینامیک مهندسی شیمی تألیف جی. ام. اسمیت، اچ. سی. ون نس و ام.ام. ابوت با ترجمه ی محمد سلطانیه و غلامرضا وکیلی نژاد توسط مرکز نشر دانشگاهی به چاپ رسیده است.

علم ترمودینامیک  به صورت کاملاً اتفاقی در هنگام اختراع و توضیح عملکرد ماشین های بخار کشف شد که به بررسی رابطه میان کار، گرما و انرژی می پردازد. ترمودینامیک یک توده ماده را به عنوان سیستم در نظر می گیرد که حالت ها و پارامترهای مختلف آن از جمله دما، انرژی داخلی، انتروپی و فشار  که انجام شدن و یا نشدن واکنش را پیش بینی می کند. اثر آنتروپی، فرآیندهای شیمیایی مختلف را بررسی می کند. مهندسی شیمی اصول ترمودینامیک را با استفاده از سنتیک، واکنش، پدیده اتصال، دانش فیزیک و ریاضی در تولید محصولات بهتر و با ارزش به کار می گیرد. در واکنش های شیمیایی پدیده اتصال ترمودینامیک نقش مهمی دارد و  برای انجام محاسبات رشته های فیزیک، شیمی، مهندسی شیمی و حتی اقتصاد از آن استفاده می شود. کتاب "مبانی ترمودینامیک مهندسی شیمی" به بررسی قوانین ترمودینامیک، خواص ترمودینامیکی سیالات، تولید توان از گرما، سرد سازی و مایع سازی می پردازد؛  که می کوشد ترمودینامیک را از دیدگاه مهندسی شیمی به صورت موثری تحلیل و شرح دهد. نویسنده با زبانی ساده و سلیس، استفاده از تصاویر، نمودار ها، مثال های متعدد همراه با پاسخ تشریحی، جهت آموزش مطالب، روش صحیح حل مسائل  ترمودینامیک و کاربرد آن در مهندسی شیمی را آموزش داده است.  در هر فصل  مسائلی جهت تمرین بیشتر دانشجویان آورده شده و در آخر کتاب ضمیمه های جهت آموزش روش انجام محاسبات ریاضی، ترمودینامیکی و پارامترهای مورد نیاز می باشد که به دانشجویان در حل مسائل کمک می کند. "مبانی ترمودینامیک مهندسی شیمی" مناسب دانشجویان کارشناسی مهندسی شیمی می باشد.

 

برشی از متن کتاب

"کلی رسیدن انر" بجز مورد نیروی هسته ای، خورشید منبع همه انرژیهای مکانیکی مورد استفاده نوع بشر است. سرعت ژی خورشیدی به زمین، بهت آور، ولی سرعت رسیدن این انرژی به یک متر مربع سطح زمین، کوچک است. انرژی گردآوری شده دریک سطح بزرگ مستلزم عملی ساختن استفاده از آن به صورت تولید کار در مقیاس بزرگ است. با وجود این، از پیلهای فوتووستایی خورشیدی برای تولید نیروی برق در کاربردهای با مقیاس کوچک استفاده می شود. تابش خورشیدی، کاربردهای مستقیمی برای گرمایش آب و ساختمانها، برای تولید دماهای بالا در کاربردهای متالورژیکی (کوره های خورشیدی)، و برای تبخیر آب در تولید نمک پیدا کرده است. از انرژی جنبشی همراه با بادهای اتمسفری در چند موقعیت مطلوب برای تولید توان به وسیلۀ آسیبهای بادی استفاده می شود. انرژی پتانسیل جزرو مدها، منبع نیروی ممکن دیگری است، ولی میزان تولید توان از این منابع در مقایسه با نیازهای جهانی انرژی حائز اهمیت نیست. تولید توان حاصل از تبدیل انرژی پتانسیل آب به کار نیز به میزان چشمگیری انجام می گیرد و اساساَ این فرایند می تواند دارای بازدهی 100 درصد باشد. با وجود این، تاکنون، مهمترین منابع تولید توان انرژی شیمیایی (مولکولی) سوختها و انرژی هسته ای می باشند. تأسیسات بزرگ مقیاسی که برای این منظور به کار می روند بستگی به تحول گرما و تبدیل ناکامل بعدی آن به کار دارند. علی رغم اجرای اصلاحات در طراحی تجهیزات، بازدهی این تبدیل به 100 درصد نمی رسد. این وضعیت، پیامد قانون دوم است. بازدهی نیروگاههای بخاری معمولی که از سوخت فسیلی استفاده می کنند به ندرت از 35 درصد فراتر می رود. ولی در نیروگاههای سیکل ترکیبی با تولید نیروی دوگانه می توان به بازدهی 50 درصد دست یافت: از توربینهای گازی با فناوری پیشرفته. از سیکلهای نیروی بخار که با گرمای بازیافتنی گازهای داغ خروجی از توربین کار می کنند. وسیله ای که به طور معمول، انرژی شیمیایی را مستقیماَ و بدون تولید گرمای میانی به انرژی الکتریکی تبدیل می کند، پل الکتروشیمیایی، مثلاَ باطری است. یک نمونه از این وسیله، پیل سوختی است که در آن واکنش دهنده ها، پیوسته الکترودها را تغذیه می کنند.

فهرست

پیشگفتار فهرست نمادها 1 مقدمه قلمرو ترمودینامیک ابعاد و یکاها مقیاسهای مقدار یا اندازه نیرو دما فشار کار انرژی گرما 2 قانون اول و سایر مفاهیم اساسی آزمایشهای ژول انرژی داخلی موازنه انرژی برای سیستمهای بسته تعادل قاعدۀ فاز فرایند برگشت ناپذیر آنتالپی ظرفیت گرمایی موازنه های جرم و انرژی برای سیستمهای باز  3 خواص حجمی سیالات خالص معادلات حالت ویریال گاز ایده آل کاربرد معادلات ویریال روابط تعمیم یافته برای گازها روابط تعمیم یافته برای مایعات  4 آثار گرمایی آثار گرمایی محسوس گرمای نهان مواد خالص گرمای تشکیل استاندارد آثار گرمایی واکنشهای صنعتی  5 قانون دوم ترمودینامیک گزاره های قانون دوم موتورهای گرمایی آنتروپی تبیین ریاضی قانون دوم محاسبه کار ایده آل کار اتلافی آنتروپی از دیدگاه میکروسکوپی  6 خواص ترمودینامیکی سیالات روابط خواص فازهای همگن خواص باقیمانده سیستمهای دو فازی جداول خواص ترمودینامیکی روابط تعمیم یافته خواص ترمودینامیکی گازها 7 کاربرد ترمودینامیک برای فرایندهای جریانی جریان سیالات تراکم پذیر در مجاری فرایندهای تراکم توربینها(منبسط کننده ها) 8 تولید توان از گرما نیروگاه بخاری موتورهای احتراق داخلی موتورهای جت؛ موتورهای موشک 9 سرد سازی و مایع سازی واحد سرد سازی کارنو چرخه تراکم بخار انتخاب مادۀ سرمازا واحد سرد سازی جذبی پمپ گرما فرایند های مایع سازی 10 تعادل بخار/ مایع: مقدمه ماهیت تعادل قاعده فاز. قضیۀ دوهم مدلهای ساده برای تعادل بخار/ مایع VLE به وسیلۀ قانون اصلاح شده رائول تعیین VLE از همبستگیهای مقدار K 11 ترمودینامیک محلولها: نظریه رابطۀ بنیادی خاصیت پتانسیل شیمیایی و تعادلهای فازها مخلوطهای گاز ایدهآل فوگاسیته و ضریب فوگاسیته همبستگیهای تعمیم یافته برای ضریب فوگاسیته محلول ایده آل خواص اضافی 12 ترمودینامیک محلول: کاربردها مدلهای انرژی گیبس اضافی تغییرات خواص ناش از اختلاط آثار گرمایی فرایندهای اختلاط 13 تعادلهای واکنشهای شیمیایی مختصۀ واکنش کاربرد معیارهای تعادل در واکنشهای شیمیایی اثر دما بر ثابت تعادل رابطه ثابتهای تعادل با ترکیب تکین قاعده فاز و قضیه دوهم برای سیستمهای واکنش دهنده پیلهای سوختی  14 مباحثی دربارۀ تعادلهای فازها تعادل و پایداری تعیین VLE از روی معادلات حالت تعادل جامد/ مایع (SLE) تعادل جامد/ بخار (SVE) جذب سطحی تعادلی گازها روی جامدات تعادل اسمزی و فشار اسمزی 15 تحلیل ترمودینامیکی فرایندها تحلیل ترمودینامیکی فرایندهای حالت یکنواخت 16 مقدمه ای بر ترمودینامیک مولکولی نظریۀ مولکولی سیالات تعیین ضرایب ویریال دوم از روی تابعهای پتانسیل انرژی داخلی گازهای ایده آل: دیدگاه میکروسکوپی خواص ترمودینامیکی و مکانیک آماری پیوند هیدروژنی و کمپلکس انتقال بار رفتار خواص اضافی مبنای مولکولی برای رفتار مخلوط VLE به روش مشابه سازی مولکولی پیوست ها نمایه

• نویسندگان: جی.ام. اسمیت - اچ.سی. ون نس - ام.ام. ابوت
• مترجمان: دکتر محمد سلطانیه - غلامرضا وکیلی نژاد
• انتشارات: مرکز نشر دانشگاهی