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CREATIVE CHEMICAL ENGINEERING COURSE 7
「熱力学-基本の理解と応用」

石田 愈 著
化学工学会監修 \1700+税

本書は、熱力学の基本を理解し、応用できるよう工夫された教科書・参考書である.「熱力学を丁寧に教えても、第一法則の段階で40%,第二法則に至っては80%以上の学生が落ちこぼれてしまう」と米国の著名な大学のある教授を嘆かせるほど、熱カ学は理解しづらい学問と言われている.著者は,その原因を調ベ上げ、全く新しい学び方を示している.
すなわち、熱力学を“物質”“プロセス”“システム”のそれぞれの熱力学に分けた説明と、熱力学第一、第二法則と“水の量と水位のモデル”との比較が、本書をわかりやすくしている.応用面ではヒートポンプや燃料電池、基礎面ではエクセルギーやエネルギーの質などが詳しく、しかもやさしく説明されている.大学学生・研究者はもとより、企業で熱力学を必要とする初心者にも役立つ画期的な書である。

PART1系統的に熱力学を構築する
  1. 新しいプロセスの創造のための熱力学とは
    1・1熱力学が教えてくれるもの
    1・2熱力学のめざすところ
    1・3基礎学問としての熱力学
  2. 物質の熱力学
    2・1三種類の熱力学で熱力学は構成される
    2・2物質とは
    2・3物質のエネルギーHとエントロピーS
  3. プロセスの熱力学
    3・1プロセスとは
    3・2エネルギー変化量ΔHとエントロピー変化量ΔS
    3・3物質の特定を省略したプロセス
  4. システムの熱力学
    4・1熱力学で扱うシステムとは
    4・2熱力学第一法則と第二法則
    4・3水モデルによる第一法則と第二法則の解釈
  5. 熱力学の応用の第一ステップ
    5・1エネルギー変化量ΔHと反応熱Qrとの関係
    5・2反応の組み合わせによる未知の反応のΔHの計算
    5・3発熱反応と吸熱反応を熱力学で解析する
    5・4電気分解を熱力学で解析する
    5・5ループを熱力学で解析する  
PART2物質の特性と化学平衡
  1. 物質の熱力学の式
    6・1純物質の1molのエネルギーhとエントロピーSの微分形
    6・2気体のエネルギーHとエントロピーSの計算法
    6・3液体のエネルギーHとエントロピーSの計算法
    6・4固体のエネルギーHとエントロピーSの計算法
    6・5多相を含む物質のHとSの計算法
  2. 化学平衡
    7・1現象が進むことのできる極限を考える
    7・2気体反応の平衡条件
    7・3多相系反応の平衡条件
    7・4応用の第二ステップ−平衡定数Kpの応用
    7・5応用の第二ステップ−平衡関係の温度変化の応用
PART3熱力学をシステム合成に応用する
  1. エクセルギー変化量の導入と熱カ学のベクトルによる表示
    8・1エクセルギー変化量ΔεとエネルギーレベルA
    8・2熱源,熱溜,仕事源.仕事溜
    8・3二次元座標(熱力学コンパス)で考える熱力学
    8・4コンパス上でのプロセスの分類とシステム構成の可能性
    8・5仲介エネルギーの質とエクセルギー損失
    8・6熱力学コンパス上でのプロセスの表現
  2. プロセスシステム合成−応用の第三ステップ
    9・1平衡論の視点
    9・2エネルギー変換の視点
    −その1組み合わせプロセスの選択
    9・3エネルギー変換の視点
    −その2組み合わせプロセスの分解
    9・4エネルギー変換の視点
    −その3目的プロセスの分解
  3. より広い応用に向けて
    10・1化学電池と燃料電池
    10・2実在気体・実在液体の取扱い
    10・3部分モル量と化学ポテンシャルμ
    10・4大きなシステムの合成
    10・5これまでの熱力学との関連
    10・6本書のアプローチの特徴−あとがき