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绪论1

0-1 能量和社会发展1

主要符号1

0-2 热力学的研究对象和研究方法5

0-3 热力学发展简史7

第一章 基本概念、定义和分析方法11

1-1 系统、状态和状态参数11

1-1-1 系统11

1-1-2 状态和状态参数13

1-2 系统与外界的相互作用和热动平衡态15

1-2-1 系统与外界的相互作用15

1-2-2 热动平衡态18

1-3-1 准静态过程和可逆过程21

1-3 过程和循环21

1-3-2 正循环和逆循环24

1-4 量纲与单位25

1-5 基本状态参数27

1-5-1 系统的容积V、比容v和密度ρ28

1-5-2 压力28

1-5-3 温度32

1-6 平衡态的描述和状态方程35

1-7 工程热力学的主要内容和分析方法39

习题41

第二章 热力学第一定律46

2-1 应用于闭口系统的热力学第一定律46

2-2 系统在过程中的功54

2-2-1 保守力学系统的机械功55

2-2-2 可压缩系统容积变化时所作的功(容积功)57

2-2-3 表面张力和电、磁功60

2-3 系统在过程中的热量、热容量和比热容65

2-3-1 热容量和比热容65

2-3-2 理想气体的定容比热容和定压比热容70

2-4 耦合系统和非耦合系统的热力特性80

2-5 控制容积的能量分析97

2-5-1 控制容积的质量守恒方程99

2-5-2 控制容积的能量方程100

2-6 稳定流动能量方程107

习题112

第三章 热力学第一定律在能量分析上的应用119

3-1 气体的热力过程120

3-2 闭口系统的能量分析128

3-2-1 终态的确定128

3-2-2 过程期间内能的变化量129

3-2-3 过程的容积功129

3-2-4 过程的技术功131

3-2-5 非静态过程的能量分析134

3-3 开口系统的能量分析--稳定流动139

3-3-1 作净功的机器141

3-3-2 喷管和扩压管145

3-3-3 节流元件146

3-3-4 换热设备148

3-4 开口系统的能量分析--不稳定流动153

3-4-1 稳定气源向容器的充气154

3-4-2 放气问题159

3-5 系统的有用功168

3-5-1 闭口系统所能作出的有用功171

3-5-2 过程不可逆性对有用功的影响173

习题180

第四章 热力学第二定律188

4-1 稳定平衡态和热力学第二定律191

4-2 可逆过程和不可逆过程199

4-3 理想气体的卡诺循环和逆卡诺循环208

4-4 与两个热源发生热相互作用的任意系统、卡诺定理和热力学绝对温标212

4-4-1 卡诺定理215

4-4-2 热力学绝对温标217

4-5 与任意多个热源发生热相互作用的任意系统222

4-6 状态参数--熵227

4-7 熵变化的计算237

4-8 热力学第二定律应用于开口系的表达式246

4-9 熵函数的性质及其应用250

4-9-1 用以判别过程的可行性和方向性250

4-9-2 用以确定系统达到平衡的条件252

4-9-3 闭口热力系统的作功能力254

4-9-4 热源提供热量中的可用能259

4-9-5 稳定物质流的作功能力261

4-9-6 熵产与可用能的损失263

习题265

第五章 纯物质的热力性质及其一般关系式271

5-1 热力学面272

5-2 纯物质的汽--液两相转变276

5-3 纯物质的相平衡条件和克劳修斯-克拉贝龙方程281

5-3-1 平衡判据282

5-3-2 平衡条件284

5-3-3 克劳修斯-克拉贝龙方程286

5-4 亚稳平衡态--过热液体和过冷蒸汽291

5-4-1 范德瓦尔方程的等温线292

5-4-2 汽-液分界面为曲面时的平衡条件295

5-5 纯物质热力性质之间的一般关系式302

5-5-1 偏导数基础302

5-5-2 特性函数304

5-5-3 麦克斯韦关系306

5-5-4 热力学一般关系式307

5-6 纯物质的热力性质图表314

5-6-1 热力性质表314

5-6-2 热力性质图323

5-6-3 热力性质图表的应用325

5-7 纯物质热力性质的计算331

5-7-1 理想气体332

5-7-2 不可压缩流体333

5-7-3 气态纯物质334

5-8 纯物质的状态方程339

5-9 对应态原理344

5-10 电算实例简介352

5-10-1 电算实例353

5-10-2 算例源程序358

习题371

第六章 理想气体混合物及湿空气375

6-1 混合气体的成分表示方法及其气体常数376

6-2 道尔顿分压定律与阿美格分容积定律378

6-2-1 道尔顿分压定律378

6-2-2 阿美格分容积定律379

6-3 理想混合气体热力性质的计算381

6-4 空气和水蒸气的混合物--湿空气385

6-4-1 绝对湿度和相对湿度387

6-4-2 含湿量？388

6-4-3 干湿球温度389

6-4-4 湿空气的焓390

6-4-5 湿空气的熵391

6-5 湿度图392

6-6 湿空气过程396

6-6-1 加热或冷却396

6-6-2 冷却去湿398

6-6-3 绝热加湿400

6-6-4 冷却塔403

习题405

第七章 气体在管道中的稳定流动408

7-1 基本方程组409

7-1-1 连续性方程409

7-1-2 稳流能量方程409

7-1-3 熵方程410

7-1-4 状态方程410

7-2 等熵流动的特性411

7-3 喷管的热力计算416

7-3-1 等熵滞止状态416

7-3-2 流速的计算418

7-3-3 临界压力比419

7-3-4 流量的计算421

7-4 蒸汽的等熵流动427

7-5 有摩阻的绝热流动431

7-6 工况变动时喷管内的流动情况433

7-7 绝热节流、焦汤效应435

习题442

第八章 典型设备和过程的热力分析445

8-1-1 向刚性容器绝热充气446

8-1 充气过程446

8-1-2 等压绝热充气过程448

8-2 放气过程450

8-2-1 刚性容器绝热放气450

8-2-2 等压绝热放气451

8-3 不作功的换热过程、换热设备455

8-4 节流元件--毛细管461

8-4-1 毛细管的流动特性--音速压力461

8-4-2 毛细管的尺寸计算469

8-5 作净功的机器--涡轮机、泵和压缩机475

8-5-1 涡轮机、泵和叶轮式压缩机475

8-5-2 活塞式压缩机479

8-5-3 多级压缩和中间冷却486

习题489

第九章 热力装置及其循环497

9-1 蒸汽动力装置499

9-1-1 朗肯循环503

9-1-2 朗肯循环热效率的分析505

9-1-3 实际朗肯循环的热力分析512

9-2 朗肯循环的改进523

9-2-1 再热循环523

9-2-2 回热循环529

9-2-3 热电循环536

9-3 燃气轮机装置538

9-3-1 燃气轮机装置等压加热循环539

9-3-2 燃气轮机等压加热循环的改进551

9-4-1 内燃机的工作原理555

9-4 内燃机555

9-4-2 内燃机的理想循环模型559

9-4-3 理想循环的比较564

9-5 供热和制冷装置565

9-5-1 空气压缩制冷循环567

9-5-2 循环的改进--回热式空气制冷循环572

9-5-3 蒸汽压缩制冷循环575

9-5-4 吸收式制冷装置578

习题579

第十章 热力学定律在化学反应上的应用585

10-1 热力学第一定律在化学反应上的应用586

10-2 盖斯定律和基尔霍夫定律588

10-2-1 盖斯定律588

10-2-2 热效应与温度的关系--基尔霍夫定律591

10-2-3 绝热理论燃烧温度593

10-3 热力学第二定律在化学反应上的应用595

10-3-1 化学平衡条件596

10-3-2 化学反应的亲合势和平衡常数598

10-3-3 化学平衡与温度、压力的关系602

10-3-4 绝对熵和热力学第三定律604

习题606

附录608

附表1 各种单位制常用单位换算表608

附表2 低压时一些气体的热力性质610

附表3 气体定压摩尔热容公式611

附表4-1 气体平均定压摩尔热容612

附表4-2 气体平均定压比热容613

附表5-1 饱和水和饱和蒸汽表(按温度排列)614

附表5-2 饱和水与饱和蒸汽表(按压力排列)616

附表6 未饱和水与过热蒸汽表618

附表7 R-22(CHF2C1)饱和状态下的热力性质624

附表8 R-134？(C2H3F4)饱和状态下的热力性质626

附表9 物质在25℃、202436Pa下的燃烧焓？H？628

附表10 物质在25℃、101325Pa下的生成焓和绝对熵628

附表11 平衡常数K？的对数值629

参考文献630

索引631

附图1 低压范围的通用压缩因子图636

附图2 湿空气的？图637

附图3 R-22 p-h图638

附图4 R-134？p-h图639