冶金原理——高等学校教材

本书是为原有色冶金和钢铁冶金专业合并组建的冶金工程专业编写的教材。编写过程中参考了原冶金工业部有色冶金专业力钢铁冶金专业《冶金原理》统编教材的内容和要求。在内容编排上，按照冶金方法，即火法冶金、湿法冶金和电冶金进行归类。考虑到和基础课《物理化学》有机结合，本教材中增加了物理化学基础部分。这样，本书的内容将由三个部分组成：第一篇为冶金物理化学基础，简要地介绍了复杂纳物理化学的基本概念和定律，并将相图基础和冶金动力学基础等安排在这一篇；第二篇为火法冶金，介绍火法冶金过程的物理化学及其基本原理。

第一篇 冶金物理化学基础
第1章 冶金热力学基础
1.1 引言
热力学是自然科学的一个重要分支，按它的实际内容，它是研究物质的热运动和运动形式相互关系的一门科学。热力学适用于宏观体系，它的基础主要是热力学第一定律和热力学第二定律。这两个定律是人类长期实践经验的总结，有其广泛、坚实的实验基础。将热力学基本原理用于研究冶金过程、化学变化及相关的物理现象即为热力学。其中第一定律用于研究这些变化中的能量转化问题，第二定律用于研究上述变化过程的方向、限度以及化学平衡和相平衡的理论。
热力学方法的特点是既不考虑物质内部的微观结构，也不涉及过程的速率和机理。这一特点决定了它的局限性，即只指出某一变化在一定条件下能否发生，若能发生，其方向和限度如何，而无法解释其发生的道理，也不可能预测实际产量。只预测反应发生的可能性，而不问其现实性；只指出反应的方向、变化前后的状态，而不能得出变化的速率。
1.2 热力学基本概念
一、系统与环境
热力学中将研究的对象作为体系，体系以外与体系密切相关的其他部分则称为环境。体系与环境之间的界面可以是真实的，也可以是虚构的。体系与环境的划分是相互的，主要取决于研究问题的需要和方便。
体系和环境的选取方法不同，体系变量的取值也不同。
二、体系的性质、状态、状态函数
体系表现出来的宏观性质称为体系的热力学性质，也称热力学变量。如质量、温度、体积、压力、密度、表面张力、电导率等。
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