ترمودینامیک (Thermodynamics) شاخه ای از علوم طبیعی است که به بحث راجع به گرما و نسبت آن با انرژی و کار می پردازد. ترمودینامیک موضوع بخش گسترده ای از علم و مهندسی است همانند: موتور، گذار فاز، واکنش های شیمیایی، پدیده های انتقال، محاسبات ترمودینامیکی برای زمینه های فیزیک، شیمی، مهندسی شیمی، مهندسی هوافضا، مهندسی مکانیک، زیست شناسی یاخته، مهندسی پزشکی، دانش مواد و حتی اقتصاد لازم است. از دیدگاه تاریخی ترمودینامیک با آروزی بازده موتورهای بخار گسترش یافت. فیزیکدان انگلیسی، لرد کلوین، نخستین کسی بود که در سال 1854 تعریفی کوتاه برای ترمودینامیک ارائه داد: ترمودینامیک عنوان مبحثی است که روابط حاکم بر ارتباط حرارت با نیروهای وارد بر یک پیکر پیوسته و همچنین رابطه بین حرارت با الکتریسیته را بیان می کند. مطالب کتاب منطبق با کتاب مقدمه ای بر ترمودینامیک مهندسی شیمی ( ویرایست هفتم ) بوده و در نگارش این کتبا علاوه برحل مسایل مربوط به فصل ها، توضیحی درباره مطالب موجود در هر فصل و سوالات تالیفی هم استفاده شده است. مطالعه این کتاب برای دانشجویان رشته های مختلف گروه های مهندسی شیمی و مکانیک و شیمی پیشنهاد می شود.

مقدمه

اثر حاضر بر اساس ویرایش هفتم کتاب
“Introduction to Chemical Engineering Thermodynamics”
تالیف J.M.Smith, Hendrick Van ness, Michael Abbott است که توسط انتشارات McGraw-Hill's منتشر شده است. کتاب فوق به عنوان مرجع اصلی درس ترمودینامیک مهندسی شیمی معرفی شده است. این کتاب در برنامه¬های درسی مهندسی شیمی و مکانیک گنجانده شده است.
ترمودینامیک شاخه¬ای از علوم طبیعی است که به بحث درباره گرما و نسبت آن با انرژی و کار می¬پردازد. چهار قانون بنیادی ترمودینامیک شامل قانون صفرم، اول، دوم و سوم عمده قوانین تجربی موجود در ترمودینامیک را بیان می¬کنند. از دیدگاه تاریخی ترمودینامیک با آرزوی افزایش بازده موتورهای بخار گسترش یافت به ویژه به سبب تلاش¬های فیزیکدان فرانسوی، نیکولا لئونارد سعدی کارنو که اعتقاد داشت افزایش بازده موتورهای بخار می¬تواند رمز پیروزی فرانسه در نبردهای ناپلئون باشد. شروع ترمودینامیک از ساخت اولین پمپ خلأ در سال ۱۶۵۰ میلادی و توسط اتو وان گریکه شروع شد. انرژی درونی، انرژی آزاد هلمهولتز، انتالپی و انرژی گیبس به عنوان چهار پتانسیل مهم در ترمودینامیک مطرح هستند که توسط روابط ماکسول تعریف می¬شوند.
برای هر فصل سعی شده تا توضیحی مختصر و مفید درباره مطالب موجود ارایه شود همچنین از سوالات تالیفی برای مباحث مختلف استفاده شده و مسایل آخر فصل هم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفته و راه حل¬هایی مناسب برای آنها ارایه شده است. به عنوان سخن آخر هر چند سعی شده که کتاب حاضر بدون هرگونه ایراد و اشتباهی تقدیم دانشجویان و خوانندگان محترم شود اما به طور حتم خالی از اشتباه و خطا نخواهد بود به همین دلیل از کلیه عزیزان خواهش می¬شود مولفین را از نظرات و پیشنهادات خویش محروم ننمایند تا در چاپ¬های بعدی کتاب مدنظر قرار گیرد.
 

سجاد پرگر
مهدی آیین جمشید

 

فهرست مطالب

فصل 1 1
حل مسائل فصل اول 8

فصل 2 21
حل مسائل فصل دوم 33

فصل 3 55
حل مسائل فصل سوم 79

فصل 4 153
حل مسائل فصل چهارم 164

فصل 5 219
حل مسائل فصل پنجم 242

فصل 6 277
حل مسائل فصل ششم 298

فصل 7 375
حل مسائل فصل هفتم 390