本書是根據(jù)教育部制訂的普通高等教育“工程熱力學(xué)”課程(多學(xué)時)教學(xué)基本要求,結(jié)合作者的教學(xué)實踐和學(xué)生反饋,總結(jié)作者近年來教學(xué)研究和教學(xué)改革成果編寫而成的。
全書除緒論外共有19章,第1~18章講述了工程熱力學(xué)的基本概念、基本定律,氣體與蒸汽的熱力性質(zhì),各種熱力過程和循環(huán)的分析計算等,第19章加入了作者對熱力學(xué)一些理論知識的思考和新的認(rèn)識。本書在現(xiàn)有教材嚴(yán)謹(jǐn)系統(tǒng)地講述概念和理論的基礎(chǔ)上,力求通過更為生動、活潑的講述方式講清基本概念、理清理論體系脈絡(luò),以使工程熱力學(xué)變得更為親切而有趣。
書中各章中附有例題,每章后附有思考題和習(xí)題,在某些章節(jié)還通過專題、無標(biāo)準(zhǔn)答案的習(xí)題等形式鼓勵讀者自行探索和獨(dú)立思考。附錄中有較為詳細(xì)的工質(zhì)熱物性資料。本書的在線數(shù)字資源內(nèi)包含多媒體課件、各章思考題和習(xí)題的提示和答案,供讀者參考。
本書可作為普通高等學(xué)校能源動力類、機(jī)械類、航空航天類、交通運(yùn)輸類、化工與制藥類、材料工程類、建筑工程類、生物工程類等專業(yè)的工程熱力學(xué)教科書,也可供有關(guān)科技工作者參考。此外,本書中的生活實例、部分專題和熱力學(xué)史的內(nèi)容也可用于在廣大青少年中普及熱力學(xué)知識。
緒論——熱力學(xué)暢談
0-1 熱力學(xué)研究什么?
0-2 熱力學(xué)很抽象嗎?
第1章 基本概念
1-1 熱力系
1-2 熱力系的描述
1-3 基本狀態(tài)參數(shù)
1-4 狀態(tài)公理
1-5 狀態(tài)方程式和狀態(tài)坐標(biāo)圖
1-6 熱力過程
思考題
習(xí)題
第2章 能量
2-1 能量發(fā)展概述
2-2 熱力系的儲存能
2-3 通過系統(tǒng)邊界傳遞的能量——熱量和功量
2-4 流動功和焓
專題 熱的本質(zhì)的思考
思考題
習(xí)題
第3章 熱力學(xué)第一定律
3-1 熱力學(xué)第一定律的實質(zhì)
3-2 熱力學(xué)第一定律的一般數(shù)學(xué)表達(dá)式
3-3 閉口系的能量守恒方程
3-4 穩(wěn)定流動的能量守恒方程
3-5 穩(wěn)定流動能量守恒方程的應(yīng)用
3-6 非穩(wěn)定流動的能量守恒方程
專題 能量守恒定律雜談
思考題
習(xí)題
第4章 理想氣體的性質(zhì)
4-1 理想氣體的概念及狀態(tài)方程式
4-2 比熱容的定義
4-3 理想氣體的熱力學(xué)能、焓和比熱容
補(bǔ)充 固體和液體的熱力學(xué)能、焓和比熱容
思考題
習(xí)題
第5章 熱力學(xué)第二定律
5-1 為什么需要熱力學(xué)第二定律
5-2 熱機(jī)、制冷機(jī)和熱泵
5-3 熱力學(xué)第二定律的幾種表述
5-4 卡諾定理
5-5 熱力學(xué)溫標(biāo)
5-6 卡諾循環(huán)
專題一 熱力學(xué)之父卡諾
專題二 我們需要的是最大功量還是最大功率
思考題
習(xí)題
第6章 熵
6-1 熵
6-2 熱力學(xué)第二定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式
6-3 熵變的計算
6-4 熵平衡方程
6-5 熵分析舉例
專題一 熵·傷·商
專題二 冬季為什么要生火?(能熵之爭)
思考題
習(xí)題
第7章 焩(可用能)
7-1 什么是煙(可用能)?
7-2 系統(tǒng)的煙
7-3 進(jìn)入和離開系統(tǒng)的量
7-4 煙平衡方程
7-5 孤立系的煙減原理
7-6 煙分析舉例
專題一 閉口系所能做的最大有用功是從復(fù)合系得到的能量
專題二 熵的宏觀物理意義的探索
專題三 熵和煙的比較
思考題
習(xí)題
第8章 理想氣體的熱力過程
8-1 分析熱力過程的目的和研究方法
8-2 四種基本熱力過程
8-3 多變過程
思考題
習(xí)題
第9章 蒸氣的熱力性質(zhì)和純物質(zhì)的相圖
9-1 純物質(zhì)及其相變概述
9-2 蒸氣的定壓發(fā)生過程
9-3 純物質(zhì)的相圖
9-4 蒸氣熱力性質(zhì)表
9-5 蒸氣熱力性質(zhì)圖
思考題
習(xí)題
第10章 氣體與蒸汽的流動
10-1 概述
10-2 穩(wěn)定流動的基本方程式
10-3 滯止參數(shù)
10-4 聲速和馬赫數(shù)
10-5 促使流速改變的條件
10-6 噴管內(nèi)的可逆絕熱流動
10-7 噴管的計算
10-8 噴管內(nèi)的實際流動
10-9 絕熱節(jié)流
思考題
習(xí)題
第11章 氣體的壓縮
11-1 概述
11-2 壓氣機(jī)的工作原理
11-3 壓氣機(jī)的熱力學(xué)分析
11-4 單級活塞式壓氣機(jī)余隙容積的影響
11-5 多級壓縮和級間冷卻
11-6 壓氣機(jī)的實際過程和壓氣機(jī)的效率
思考題
習(xí)題
第12章 氣體動力循環(huán)
12-1 熱力循環(huán)概述
12-2 氣體動力循環(huán)的空氣標(biāo)準(zhǔn)假設(shè)
12-3 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)的工作原理及實際循環(huán)的簡化
12-4 往復(fù)活塞式內(nèi)燃機(jī)理想循環(huán)的熱效率
12-5 燃?xì)廨啓C(jī)裝置的定壓加熱理想循環(huán)
12-6 考慮內(nèi)不可逆損失時燃?xì)廨啓C(jī)裝置的定壓加熱循環(huán)
12-7 具有回?zé)岬娜細(xì)廨啓C(jī)裝置
專題一 概括性卡諾循環(huán)
專題二 影響動力循環(huán)熱效率的三種因素及其對我們?nèi)松鷳B(tài)度的啟發(fā)
思考題
習(xí)題
第13章 蒸汽動力循環(huán)
13-1 概述
13-2 蒸汽卡諾循環(huán)
13-3 簡單蒸汽動力循環(huán)裝置——朗肯循環(huán)
13-4 考慮不可逆損失時的實際蒸汽動力循環(huán)
13-5 通過改變蒸汽參數(shù)提高朗肯循環(huán)的熱效率
13-6 再熱循環(huán)
13-7 回?zé)嵫h(huán)
13-8 熱電合供循環(huán)
13-9 蒸汽-燃?xì)饴?lián)合循環(huán)
思考題
習(xí)題
第14章 制冷循環(huán)
14-1 概述
14-2 逆卡諾循環(huán)
14-3 蒸氣壓縮制冷循環(huán)
14-4 制冷劑的選擇
14-5 氣體制冷循環(huán)
14-6 其他制冷循環(huán)簡介
14-7 熱泵供熱循環(huán)
思考題
習(xí)題
第15章 實際氣體的性質(zhì)
15-1 實際氣體與理想氣體之間的差異
15-2 常用的實際氣體狀態(tài)方程
15-3 對應(yīng)態(tài)定律與通用壓縮因子圖
思考題
習(xí)題
第16章 熱力學(xué)一般關(guān)系式
16-1 為什么需要熱力學(xué)一般關(guān)系式
16-2 一些數(shù)學(xué)知識
16-3 麥克斯韋關(guān)系式
16-4 du、dh和ds的一般關(guān)系式
16-5 比熱容的一般關(guān)系式
思考題
習(xí)題
第17章 理想氣體混合物
17-1 概述
17-2 混合物的成分、摩爾質(zhì)量和氣體常數(shù)
17-3 分壓定律與分體積定律
17-4 理想氣體混合物的熱力學(xué)能、焓、比熱容和熵的計算
思考題
習(xí)題
第18章 濕空氣
18-1 概述
18-2 濕空氣的狀態(tài)參數(shù)
18-3 露點(diǎn)
18-4 絕熱飽和溫度
18-5 濕球溫度和干-濕球溫度計
18-6 濕空氣的焓-濕圖
18-7 濕空氣過程及其應(yīng)用
思考題
習(xí)題
第19章 熱力學(xué)的一些新思考
19-1 概述
19-2 問顆1:執(zhí)