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目录 1

第一部分 工程热力学原理 1

第一章 绪论 1

§1-1 什么是工程 1

§1-2 什么是热力学 2

§1-3 工程热力学的定义 4

§1-4 工程热力学的应用 4

§1-5 相关工程学科 4

§1-6 物质的宏观观点和微观观点 5

§1-7 数学基础 5

§1-8 量纲和单位 10

§1-9 压力 13

第二章 基本概念和定义 17

§2-1 热力系统 17

§2-2 热力特性参数 18

§2-3 热力平衡和平衡状态 19

§2-4 温度和热力学第零定律 20

§2-5 热力过程 21

第三章 能和热力学第一定律 24

§3-1 能含 24

§3-2 质量守恒 26

§3-3 热力学第一定律应用于闭口系统 26

§3-4 热力学第一定律应用于循环过程 28

§3-5 功的热力学定义 29

§3-6 功的习惯符号 30

§3-7 准静态膨胀功 30

§3-8 其它准静态功的形式 32

§3-9 功相互作用概要 33

§3-11 焓——热力特性参数 34

§3-10 热的热力学定义 34

§3-12 热力学第一定律应用于开口系统 35

§3-13 质量守恒应用于开口系统 37

§3-14 各种热力源 37

第四章 熵和热力学第二定律 41

§4-1 熵和能的品质 41

§4-2 功源中熵的变化 42

§4-3 热源中熵的变化 42

§4-4 两个热源之间的传热 43

§4-5 热机的效率 43

§4-6 制冷机和热泵的效能 46

§4-7 不可逆过程举例 47

§4-8 热力学第二定律应用于闭口系统 49

§4-9 热力学第二定律应用于开口系统 50

§4-10 熵、平衡和变化的方向 51

第五章 状态公设和热力学普遍关系式 57

§5-1 状态公设 57

§5-2 焓、赫姆霍尔兹函数和吉布斯函数 59

§5-3 闭口系统的准静态传热 61

§5-4 热源熵变的另一解释 62

§5-5 卡诺循环和热力学温标 63

§5-6 绝对零度、绝对熵和热力学第三定律 64

§5-7 化学势和吉布斯函数 65

§5-8 温度是传热的驱动力 66

§5-9 压力是容积变化的驱动力 67

§5-10 化学势是物质流动的驱动力 68

§5-11 吉布斯相律应用于非反应系统 69

第六章 纯物质状态方程的图和表 73

§6-1 纯物质的定义 73

§6-2 单纯可压缩物质状态公设 74

§6-3 单纯可压缩物质的一些重要而又普遍的热力学关系式 75

§6-4 单纯可压缩物质的p-v-T曲面 75

§6-5 单纯可压缩物质的各种热力图线 77

§6-6 定容比热和定压比热 83

§6-7 单纯可压缩物质的热力特性参数表 84

§6-8 由于状态变化而引起的特性参数变化的计算举例 86

第七章 理想气体的性质和热力特性参数 95

§7-1 理想气体的定义 95

§7-2 理想气体模型的重要结论 98

§7-3 理想气体内能的变化 98

§7-4 理想气体焓的变化 99

§7-5 理想气体的比热 99

§7-6 理想气体熵的变化 100

§7-7 理想气体各特性参数关系式汇总 101

§7-8 理想气体的热力图线 103

§7-9 理想气体热力特性参数的表格数据 105

§7-10 理想气体的等熵过程 107

§7-11 理想气体的可逆多变过程 108

§7-12 以理想气体作为工作流体的卡诺循环 110

§7-13 热力学温度和理想气体经验温度的等值性 111

第八章 工程热力学原理提要 114

§8-1 热力学的三原理结构 114

§8-2 系统、外界和边界 114

§8-3 特性参数、状态和过程 115

§8-4 热力平衡、热平衡和温度 116

§8-5 热和热源 116

§8-6 功和功源 116

§8-8 熵的基本性质 117

§8-7 能的基本性质 117

§8-9 质量守恒原理 118

§8-10 热力学第一定律的运算式 118

§8-11 热力学第二定律的运算式 119

§8-12 状态公设和特性参数关系式 120

§8-13 单纯可压缩物质的热力学关系式 121

§8-14 工程热力学中解题的一般方法 121

第二部分 工程热力学应用第九章 闭口系统过程的工程分析 123

§9-1 等容过程 123

§9-2 等压过程 126

§9-3 等温过程 128

§9-4 绝热过程 130

§9-5 等内能过程 131

§9-6 闭口系统的吉布斯函数和最大有用功 133

§9-7 闭口系统的赫姆霍尔兹函数和最大有用功 135

第十章 开口系统过程的工程分析 139

§10-1 稳定状态稳定流动开口系统的特征 139

§10-2 按功能分类的稳态稳流装置 139

§10-3 稳态稳流装置的理想轴功 140

§10-4 泵和压缩机 140

§10-5 涡轮机 143

§10-6 节流装置 145

§10-7 热交换器 146

§10-8 由一个以上稳态稳流装置组成的各种稳定流动开口系统 150

§10-9 稳态稳流开口系统的吉布斯函数和最大有用功 155

§10-10 非稳态稳流开口系统 157

第十一章 流体的一维稳定流动热力学 164

§11-1 无传递功的一维稳定流动能量方程式 164

§11-2 不可压缩流体的伯努利方程式 166

§11-3 根据动量原理推导伯努利方程式 167

§11-4 音速和马赫数 170

§11-5 滞止特性参数 173

§11-6 变截面通道中绝热流动的速度变化和压力变化 174

§11-7 喷管和扩压管效率 175

§11-8 通过渐缩喷管的质流量 178

§11-9 等截面管道内的绝热流动 180

第十二章 具有热源和功源的动力系统设计 185

§12-1 动力装置设计方案的拟定 185

§12-2 卡诺蒸汽循环 186

§12-3 简单朗肯循环 188

§12-4 具有过热的朗肯循环 192

§12-5 具有再热的朗肯循环 195

§12-6 具有给水回热的朗肯循环 197

§12-7 蒸汽动力循环中工作流体的选择 205

§12-8 空气标准循环 205

§12-9 卡诺气体循环 206

§12-10 奥托循环 209

§12-11 笛塞尔循环 212

§12-12 双燃（限压）循环 214

§12-13 汪克尔转子式内燃机 216

§12-14 斯特林循环 218

§12-15 布雷顿循环 219

§12-16 具有实际压缩机和涡轮机的简单燃气轮机动力装置 222

§12-17 具有回热的布雷顿循环 223

§12-18 联合动力装置的热效率 226

第十三章 具有热源和功源的制冷系统设计 232

§13-1 制冷系统设计方案的拟定 232

§13-2 逆卡诺循环 233

§13-3 压缩蒸气制冷循环 234

§13-4 气体制冷循环 236

§13-5 回热式逆布雷顿循环 237

§13-6 利用热代替功产生制冷效应 239

§13-7 吸收式制冷系统 240

§13-6 用热机－热泵系统产生低温用热 241

第十四章 具有热源、功源和质源的系统设计 246

§14-1 理想液化系统所需的功 246

§14-2 可逆气体液化系统 247

§14-3 简单林德－汉普森气体液化系统 248

§14-4 理想气体分离系统所需的功 250

§14-5 可逆气体分离系统 253

§14-6 双组分流体的相图 254

§14-7 简单林德单塔式空气分离系统 254

§14-8 脱盐所需的最小能量 256

§14-9 逆向渗透过程 258

§14-10 多效蒸馏系统 259

§14-11 压缩蒸汽蒸馏法 260

第十五章 单纯可压缩物质热力学 265

§15-1 重要数学关系式 265

§15-2 马克斯韦尔关系式 265

§15-3 p-v-T的某些导出量 266

§15-4 包含比热的某些热力学关系式 268

§15-5 压力和容积的变化对比热的影响 271

§15-6 熵、内能和焓的变化的热力学关系式 272

§15-7 焦耳－汤姆逊系数 273

§15-8 克拉贝隆方程式 275

§15-9 实际气体和压缩因子 277

§15-10 实际气体的通用焓图 279

§15-11 实际气体的通用熵图 281

§15-12 维里状态方程式 282

§16-1 混合气体的摩尔分数、质量分数和分子量 286

第十六章 非反应气体和蒸气混合物热力学 286

§16-2 道尔顿分压定律 287

§16-3 阿马盖特－勒迪克分容积定律 288

§16-4 理想气体混合物的内能、焓和比热 290

§16-5 理想气体混合物的熵 292

§16-6 理想气体与可凝蒸气的混合物 295

§16-7 空气－水蒸汽混合物的焓和熵 298

§16-8 绝热饱和过程 299

§16-9 湿度图 301

§16-10 有关空气－水蒸汽混合物的各种过程 302

第十七章 反应混合物热力学 312

§17-1 化学计算法和化学方程式 312

§17-2 矿物燃料的基本燃烧方程式 312

§17-3 理论空气量、过量空气和空气－燃料比 313

§17-4 燃烧产物的分析 314

§17-5 具有化学反应的稳态稳流系统的能量平衡 315

§17-6 燃料的反应焓和热值 316

§17-7 生成焓 318

§17-8 热力学第一定律在有化学反应的稳态稳流系统中的应用 320

§17-9 绝对熵和热力学第三定律 325

§17-10 热力学第二定律在有化学反应的稳态稳流系统中的应用 326

§17-11 标准生成吉布斯函数 329

§17-12 化学平衡 331

§17-13 理想气体反应混合物的平衡常数 332

§17-14 平衡常数的温度关系式 340

§17-15 反应系统结束语 342

附录表A-1 各种单位的换算系数 346

表A-2 物理常数 347

表A-3-1 饱和水和饱和水蒸汽特性参数表（按温度排列） 348

表A-3-2 饱和水和饱和水蒸汽特性参数表（按压力排列） 350

表A-4 过热水蒸汽特性参数表 352

表A-5 压缩水特性参数表 358

表A-6 饱和氟利昂－12特性参数表 359

表A-7 过热氟利昂－12特性参数表 360

表A-8 饱和氨特性参数表 364

表A-9 过热氨特性参数表 365

表A-10 饱和氮特性参数表 368

表A-11 过热氮特性参数表 369

表A-12 饱和氧特性参数表 371

表A-13 过热氧特性参数表 372

表A-14 低压空气特性参数表 374

表A-15 物质在25C,1标准大气压下的燃烧焓 376

表A-16 物质在25℃C,1标准大气压下的生成焓、生成吉布斯函数和绝对熵 376

表A-17 平衡常数Kp以10为底的对数 377

图A-1 氮的温熵图 378

图A-2 氧的温熵图 379

图A-3 空气的温熵图 380

图A-4 氟利昂－12压焓图 381

图A-5 氟利昂－22压焓图 382

图A-6 氟利昂－503压焓图 383

图A-7 氮压缩因子图 384

图A-8 氧压缩因子图 385

图A-9 甲烷压缩因子图 386

图A-10 纳尔逊－奥伯特通用压缩性图（中压区） 387

图A-11 纳尔逊－奥伯特通用压缩性图（高压区） 388

图A-12 通用焓修正图 389

图A-13 通用熵修正图 390

图A-14 湿度图 391