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绪论 1

0-1 热能及其利用 1

0-2 热能转换装置的工作过程 2

0-2-1 蒸汽动力装置的工作原理 2

0-2-2 燃气轮机装置的工作原理 3

0-2-3 内燃机的工作原理 3

0-2-4 压缩制冷装置的工作原理 4

0-3 工程热力学的研究对象及其主要内容 5

0-4 热力学的研究方法 6

第1章 基本概念 7

1-1 热力系统 7

1-1-1 系统与外界 7

1-1-2 闭口系统与开口系统 8

1-1-3 简单系统、绝热系统与孤立系统 8

1-1-4 均匀系统与非均匀系统，单元系统与多元系统 9

1-2 状态和状态参数 9

1-2-1 热力系统的状态和状态参数 9

1-2-2 状态参数的数学特性 9

1-2-3 广延参数与强度参数 10

1-3 基本状态参数 11

1-3-1 压力 11

1-3-2 比容及密度 14

1-3-3 温度 14

1-4 平衡状态 16

1-4-1 平衡状态的概念 16

1-4-2 实现平衡的充要条件 17

1-5 状态方程和状态参数坐标图 17

1-5-1 状态公理 17

1-5-2 状态方程 18

1-5-3 状态参数坐标图 18

1-6 准静态过程与可逆过程 19

1-6-1 准静态过程 19

1-6-2 耗散效应 20

1-6-3 可逆过程 20

1-7 功量 21

1-7-1 功的定义 21

1-7-2 准静态过程中的容积变化功——膨胀功和压缩功 22

1-7-3 其他形式的准静态功 23

1-8 热量与熵 24

1-8-1 热量 24

1-8-2 熵 24

1-8-3 T-S图 25

1-9 热力循环 26

思考题 27

习题 27

第2章 热力学第一定律 30

2-1 热力学第一定律的实质 30

2-2 储存能 30

2-2-1 内部储存能——内能 30

2-2-2 外部储存能 31

2-2-3 系统的总储存能 32

2-3 闭口系统的能量方程 32

2-4 开口系统的能量方程 33

2-4-1 推进功 33

2-4-2 开口系统的能量方程 34

2-4-3 焓 36

2-5 稳定流动能量方程 37

2-5-1 稳定流动能量方程 37

2-5-2 稳定流动过程中几种功的关系 39

2-5-3 准静态条件下的技术功wt 40

2-5-4 准静态条件下热力学第一定律的两个解析式 40

2-5-5 机械能守恒关系式 41

2-6 稳定流动能量方程的应用 41

2-6-1 热交换器 41

2-6-2 动力机械 42

2-6-3 压缩机械 43

2-6-4 喷管 43

2-6-5 绝热节流 43

思考题 45

习题 45

第3章 理想气体的性质与过程 49

3-1 理想气体状态方程 49

3-2 热容 50

3-2-1 热容的定义和单位 50

3-2-2 比定容热容和比定压热容 51

3-3 理想气体的内能、焓和比热容 52

3-3-1 理想气体内能和焓的特性 52

3-3-2 理想气体的比热容 53

3-3-3 理想气体内能和焓的计算 55

3-4 理想气体的熵 57

3-5 研究热力过程的目的和方法 58

3-6 绝热过程 59

3-6-1 绝热过程的过程方程 59

3-6-2 过程初、终态基本状态参数间的关系 60

3-6-3 过程曲线 60

3-6-4 绝热过程中的能量转换 61

3-7 基本热力过程的综合分析 62

3-7-1 多变过程方程 62

3-7-2 多变过程的分析 62

3-7-3 应用p-v图与T-s图分析多变过程 64

3-8 变比热容的可逆绝热过程 68

3-9 气体的压缩 70

3-10 活塞式压气机的过程分析 71

3-10-1 压气机理论压气功 71

3-10-2 分级压缩、中间冷却 72

3-10-3 活塞式压气机的余隙影响 74

思考题 76

习题 78

第4章 热力学第二定律与熵 81

4-1 自然过程的方向性 81

4-1-1 摩擦过程 81

4-1-2 传热过程 81

4-1-3 自由膨胀过程 81

4-1-4 混合过程 82

4-1-5 燃烧过程 82

4-2 热力学第二定律的实质与表述 82

4-3 卡诺循环与卡诺定理 84

4-3-1 卡诺循环 84

4-3-2 卡诺定理 85

4-4 热力学温标 88

4-5 熵的导出 90

4-6 克劳修斯不等式 94

4-7 不可逆过程熵的变化 96

4-7-1 不可逆过程熵变分析 96

4-7-2 熵变的计算 97

4-8 孤立系统熵增原理 99

4-8-1 孤立系统熵增原理 99

4-8-2 做功能力损失 101

4-8-3 热力学第二定律的局限性 102

4-9 熵方程 102

4-9-1 封闭系统的熵方程 102

4-9-2 开口系统的熵方程 103

4-9-3 关于熵的小结 104

4-10 ？及其计算 104

4-10-1 ？与能 105

4-10-2 物理？的计算 106

思考题 111

习题 112

第5章 气体动力循环 115

5-1 活塞式内燃机动力循环 115

5-1-1 活塞式内燃机实际循环的抽象与概括 115

5-1-2 活塞式内燃机的理想循环 117

5-2 活塞式内燃机各种理想循环的比较 123

5-2-1 具有相同的压缩比和吸热量的比较 123

5-2-2 具有相同的最高压力和最高温度的比较 124

5-2-3 最高压力和热负荷q1相同的比较 124

5-3 斯特林循环 125

5-4 勃雷登循环 127

5-4-1 燃气轮机装置的理想循环 127

5-4-2 燃气轮机装置的实际循环 130

5-5 提高勃雷登循环热效率的其他途径 133

5-5-1 采用回热 133

5-5-2 回热基础上的分级压缩中间冷却 133

5-5-3 回热基础上的分级膨胀中间再热 134

5-6 喷气式发动机简介 136

思考题 137

习题 137

第6章 水蒸气 140

6-1 纯物质的热力学面及相图 140

6-2 汽化与饱和 143

6-3 水蒸气的定压发生过程 144

6-3-1 水的定压预热过程 144

6-3-2 饱和水定压汽化过程 145

6-3-3 干饱和蒸气的定压过热过程 145

6-4 水及水蒸气状态参数的确定及其热力性质图表 146

6-4-1 水及水蒸气状态参数的确定原则 146

6-4-2 水及水蒸气热力性质表 147

6-4-3 水蒸气焓熵图 150

6-5 水蒸气的热力过程 151

6-5-1 定压过程 152

6-5-2 绝热过程 153

6-5-3 定温过程 155

思考题 156

习题 156

第7章 蒸汽动力循环 158

7-1 概述 158

7-2 朗肯循环 158

7-2-1 朗肯循环定量计算方法 159

7-2-2 朗肯循环定性分析 161

7-2-3 蒸汽参数对热效率的影响 162

7-3 实际蒸汽动力循环分析 164

7-3-1 热效率法 165

7-3-2 ？分析法 167

7-3-3 两种方法比较 170

7-4 蒸汽再热循环 170

7-5 回热循环 173

7-5-1 回热循环概念 173

7-5-2 回热循环计算 174

7-5-3 回热循环与朗肯循环比较 174

7-5-4 多级回热循环 175

7-6 热电联产循环 177

7-7 燃气-蒸汽联合循环简介 178

思考题 180

习题 180

第8章 制冷及热泵循环 182

8-1 空气压缩制冷循环 183

8-2 蒸气压缩制冷循环 186

8-3 制冷剂 188

8-3-1 对制冷剂的热力学要求 188

8-3-2 环境保护对制冷剂提出的新要求 189

8-3-3 制冷剂HFC134a 189

8-3-4 制冷剂命名规则 190

8-4 吸收式制冷循环 191

8-5 吸附式制冷循环 192

8-6 热泵循环 194

思考题 195

习题 196

第9章 理想混合气体和湿空气 198

9-1 混合气体的成分 198

9-1-1 成分 198

9-1-2 成分表示方法的换算 199

9-1-3 混合气体的平均摩尔质量和折合气体常数 199

9-2 分压定律与分容积定律 200

9-2-1 分压力与分压定律 200

9-2-2 分容积与分容积定律 200

9-3 混合气体的参数计算 202

9-3-1 总参数的加和性 202

9-3-2 比参数的加权性 203

9-3-3 理想混合气体的焓？ 204

9-4 理想气体绝热混合过程的熵增 205

9-5 湿空气的性质 207

9-5-1 饱和与未饱和 208

9-5-2 结露和露点 208

9-5-3 相对湿度及含湿量 209

9-6 湿空气的焓、熵与容积 210

9-6-1 湿空气的焓值 210

9-6-2 湿空气的熵值 210

9-6-3 湿空气的容积 211

9-7 比湿度的确定和湿球温度 213

9-7-1 绝热饱和温度 213

9-7-2 湿球温度 214

9-8 湿空气的焓湿图与热湿比 216

9-9 湿空气的基本热力过程 219

9-9-1 加热或冷却过程 219

9-9-2 冷却去湿过程 219

9-9-3 绝热加湿过程 219

9-9-4 加热加湿过程 220

9-9-5 绝热混合过程 220

思考题 223

习题 223

第10章 热力学微分关系式及实际气体的性质 227

10-1 研究热力学微分关系式的目的 227

10-2 特征函数 228

10-2-1 亥姆霍兹函数和吉布斯函数 228

10-2-2 特征函数 229

10-3 数学基础 230

10-3-1 全微分的条件 230

10-3-2 循环关系式与倒数式 230

10-3-3 链式与不同下标式 231

10-3-4 麦克斯韦关系 231

10-4 热系数 232

10-5 熵、内能和焓的微分关系式 233

10-5-1 熵的微分关系式 233

10-5-2 内能的微分关系式 234

10-5-3 焓的微分关系式 235

10-6 比热容的微分方程 237

10-6-1 比热容与压力及比容的关系 237

10-6-2 定压比热容与定容比热容的关系 238

10-7 克拉贝龙方程和焦-汤系数 239

10-7-1 克拉贝龙方程 240

10-7-2 焦-汤系数 241

10-8 实际气体对理想气体性质的偏离 242

10-9 维里方程概念 243

10-9-1 维里方程 243

10-9-2 截断形维里方程 244

10-10 经验性状态方程 245

10-10-1 范德瓦尔状态方程 245

10-10-2 R-K状态方程 247

10-11 普遍化状态方程与对比态原理 247

10-11-1 普遍化状态方程 248

10-11-2 对比态原理 249

10-11-3 通用压缩因子图 249

思考题 254

习题 254

第11章 气体在喷管中的流动 257

11-1 稳定流动基本方程式 257

11-1-1 连续性方程 257

11-1-2 能量方程式 258

11-1-3 可逆绝热过程的过程方程 259

11-2 声速 259

11-3 促进速度变化的条件 261

11-3-1 力学条件 261

11-3-2 几何条件 262

11-4 喷管的计算 264

11-4-1 设计计算 264

11-4-2 喷管的校核计算 269

11-5 有摩擦阻力的绝热流动 271

11-6 定熵滞止参数 273

思考题 275

习题 276

第12章 化学热力学基础 278

12-1 概述 278

12-1-1 有化学反应的热力系统与平衡 278

12-1-2 化学反应的基本过程 279

12-2 热力学第一定律在反应系统中的应用 279

12-2-1 化学反应系统的第一定律表达式 279

12-2-2 化学反应热效应与燃料热值 280

12-2-3 标准生成焓 282

12-2-4 理想气体反应热效应Qp与Qv的关系 285

12-3 化学反应过程的热力学第一定律分析 286

12-3-1 燃料热值计算 286

12-3-2 燃烧过程放热量计算 288

12-3-3 理论燃烧温度 290

12-4 化学反应过程的热力学第二定律分析 292

12-4-1 化学反应过程的最大有用功 292

12-4-2 标准生成吉布斯函数 293

12-4-3 化学？ 294

12-4-4 燃料的化学？ 295

12-4-5 ？损失（做功能力损失） 296

12-5 化学平衡 298

12-5-1 化学反应方向和限度的判据 298

12-5-2 反应度 299

12-5-3 化学反应等温方程式 300

12-5-4 化学平衡常数 302

12-5-5 温度、压力对平衡常数的影响 306

12-6 热力学第三定律 307

12-7 绝对熵及其应用 308

思考题 309

习题 310

习题答案 311

附录 319

参考文献 333