本書是根據教育部制訂的普通高等教育“工程熱力學”課程(多學時)教學基本要求,結合作者的教學實踐和學生反饋,總結作者近年來教學研究和教學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的基本概念、基本定律,氣體與蒸汽的熱力性質,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一些理論知識的思考和新的認識。本書在現有教材嚴謹系統地講述概念和理論的基礎上,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,以使工程熱力學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題,在某些章節(jié)還通過專題、無標準答案的習題等形式鼓勵讀者自行探索和獨立思考。附錄中有較為詳細的工質熱物性資料。本書的在線數字資源內包含多媒體課件、各章思考題和習題的提示和答案,供讀者參考。
本書可作為普通高等學校能源動力類、機械類、航空航天類、交通運輸類、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)的工程熱力學教科書,也可供有關科技工作者參考。此外,本書中的生活實例、部分專題和熱力學史的內容也可用于在廣大青少年中普及熱力學知識。
緒論——熱力學暢談
0-1 熱力學研究什么?
0-2 熱力學很抽象嗎?
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
1-4 狀態(tài)公理
1-5 狀態(tài)方程式和狀態(tài)坐標圖
1-6 熱力過程
思考題
習題
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 熱的本質的思考
思考題
習題
第3章 熱力學第一定律
3-1 熱力學第一定律的實質
3-2 熱力學第一定律的一般數學表達式
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
習題
第4章 理想氣體的性質
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 理想氣體的熱力學能、焓和比熱容
補充 固體和液體的熱力學能、焓和比熱容
思考題
習題
第5章 熱力學第二定律
5-1 為什么需要熱力學第二定律
5-2 熱機、制冷機和熱泵
5-3 熱力學第二定律的幾種表述
5-4 卡諾定理
5-5 熱力學溫標
5-6 卡諾循環(huán)
專題一 熱力學之父卡諾
專題二 我們需要的是最大功量還是最大功率
思考題
習題
第6章 熵
6-1 熵
6-2 熱力學第二定律的數學表達式
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
習題
第7章 焩(可用能)
7-1 什么是煙(可用能)?
7-2 系統的煙
7-3 進入和離開系統的量
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
習題
第9章 蒸氣的熱力性質和純物質的相圖
9-1 純物質及其相變概述
9-2 蒸氣的定壓發(fā)生過程
9-3 純物質的相圖
9-4 蒸氣熱力性質表
9-5 蒸氣熱力性質圖
思考題
習題
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
10-4 聲速和馬赫數
10-5 促使流速改變的條件
10-6 噴管內的可逆絕熱流動
10-7 噴管的計算
10-8 噴管內的實際流動
10-9 絕熱節(jié)流
思考題
習題
第11章 氣體的壓縮
11-1 概述
11-2 壓氣機的工作原理
11-3 壓氣機的熱力學分析
11-4 單級活塞式壓氣機余隙容積的影響
11-5 多級壓縮和級間冷卻
11-6 壓氣機的實際過程和壓氣機的效率
思考題
習題
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)的空氣標準假設
12-3 往復活塞式內燃機的工作原理及實際循環(huán)的簡化
12-4 往復活塞式內燃機理想循環(huán)的熱效率
12-5 燃氣輪機裝置的定壓加熱理想循環(huán)
12-6 考慮內不可逆損失時燃氣輪機裝置的定壓加熱循環(huán)
12-7 具有回熱的燃氣輪機裝置
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人生態(tài)度的啟發(fā)
思考題
習題
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 通過改變蒸汽參數提高朗肯循環(huán)的熱效率
13-6 再熱循環(huán)
13-7 回熱循環(huán)
13-8 熱電合供循環(huán)
13-9 蒸汽-燃氣聯合循環(huán)
思考題
習題
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
習題
第15章 實際氣體的性質
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 對應態(tài)定律與通用壓縮因子圖
思考題
習題
第16章 熱力學一般關系式
16-1 為什么需要熱力學一般關系式
16-2 一些數學知識
16-3 麥克斯韋關系式
16-4 du、dh和ds的一般關系式
16-5 比熱容的一般關系式
思考題
習題
第17章 理想氣體混合物
17-1 概述
17-2 混合物的成分、摩爾質量和氣體常數
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能、焓、比熱容和熵的計算
思考題
習題
第18章 濕空氣
18-1 概述
18-2 濕空氣的狀態(tài)參數
18-3 露點
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 濕空氣過程及其應用
思考題
習題
第19章 熱力學的一些新思考
19-1 概述
19-2 問顆1:執(zhí)